什么是可变气门机构(VTEC)

可变气门机构是进气门升程及配气正时可变的气门机构,如图1所示.采用VTEC的发动机,其凸轮轴除原有控制进、排气门的一对凸轮外,还增加了一个较高升程的凸轮C.此外,由凸轮推动的摇臂被分成三部分:主、中间和副摇臂.三根摇臂内部有一根液压控制的活塞锁栓,ECM控制液压系统,推动活塞使三根摇臂锁成一体时,则由高升程的凸轮进行驱动,从而可改变气门的开启程度,如图2所示.低速时,主与副摇臂未与中间摇臂相连,但分别由A、B两凸轮驱动,在不同时间与升程下驱动,副凸轮B升程较小,故只能使进气门的开度较小.此时虽然中摇臂也随中间凸轮运动,但在低速状态下对气门开启不起任何作用.高速时,如图3中箭头所示,正时活塞由于液压作用而移动.因此,主、副与中间摇臂就被两个同步活塞贯穿,使三个摇臂连成一体一起移动.在此情况下,所有的摇臂均由C凸轮驱动,使气门开启和关闭,并改变气门正时和升程,使之适应发动机的高速工况.     

连续可变升程气门机构的试验研究

在专用试验台上测试了机械式连续可变升程气门机构(CVVL)运动特性,测量了多个凸轮轴转速下进气门的升程、加速度和凸轮轴转矩等随偏心控制轴转角的关系.试验结果显示,最大气门升程和加速度、凸轮轴平均转矩和进气门开启持续期均随控制轴转角增加而增大;凸轮轴平均转矩随凸轮轴转速的增加而逐渐减小,驱动凸轮轴损耗的功小.改变控制轴转角可以使气门最大升程在9.7mm以下连续调节.     

广本新雅阁发动机的i-VTEC系统(上)

广本新雅阁(2.4L)的i-VTEC系统是VTEC VTC组成的高智能化气门正时和气门升程电子控制装置,结构框架图如图1所示。VTEC系统可以控制发动机在低转速区域和高转速区域时的气门正时和气门升程;VTC系统能根据发动机负荷对气门相位进行连续控制(可变凸轮相位)。所谓i-VTEC系统就是融合了上述两项技术的新系统。通过VTEC对气门升程,VTC对气门重叠(进气门和排气门同时开启的状态)进行周密的智能化控制,从而使大功率、低油耗和低排放这三个具有不同要求的特性都同时得到提高。其排放达到了欧-Ⅲ标准。     

可变气门升程与正时对直喷汽油机缸内流动特性的影响

利用CFD三维数值模拟软件模拟了1台缸内直喷汽油机的进气及压缩过程,分析比较了不同最大气门升程及进气正时下缸内流场的变化规律。结果表明:减小最大气门升程可以使进气行程中缸内气体的速度及湍动能显著增加,但在压缩末期的滚流比要略小;在小气门升程下,进气门早开或者晚开都会使得进气过程的湍动能显著增加,在距上止点5mm,10 mm,15 mm的3个横截面上,早开和晚开进气门会使最大平均湍动能分别增加28.29%和43.47%,20.7%和40.81%,23.07%和49.58%,但在压缩后期间,进气门早开或者晚开时对缸内的平均湍动能影响不大;在小气门升程下,进气门的开启时间对压缩末期湍动能的分布有较大的影响,早开或者晚开进气门会使缸内的湍动能趋于一致。     

什么是可变气门机购（VTEC）

可变气门市机构是进气门升程及配气正时可变的气门机构，如图1所示。采用VTEC的发动机，其凸轮轴除原有控制进、排气门的一对凸轮外，还增加了一个较高升程的凸轮C。此外，由凸轮推动的摇臂被分成三部分：主、中间和副摇臂。三根摇臂内部有一根液压控制的活塞锁栓，ECH控制液压系统，推动活塞使三根摇臂锁成一体时，则由高升程的凸轮进行驱动，从而可改变气门的开启程度，如图2所示。     

电液驱动可变气门机构性能试验及应用

基于电液驱动可变气门机构,设计了负气门重叠配气策略,并研究了其对汽油压缩着火(GCI)燃烧性能的影响。通过研究电磁阀输入信号对气门正时的影响,发现气门正时随电磁阀输入信号线性变化,在此基础上设计了负气门重叠控制策略。进一步地,在发动机着火状态下,验证气门升程曲线的可重复性,结果表明排气门升程波动比进气门略大,其最大波动幅值为0.2 mm,最大标准差为0.056 mm,重复性较好,满足使用要求。同时,随着气门开启持续期的减小,气门升程出现小幅降低。在上述基础上,研究了进、排气门正时对GCI燃烧性能的影响,其中排气门关闭时刻对内部EGR率的改变影响较大,对GCI燃烧性能的影响占主导作用。     

广州本田雅阁轿车VTEC系统及其检修

一、VTEC系统简介 广州本田雅阁轿车是一款具有跑车风采的豪华型轿车,发动机内装有可变气门正时和气门升程电子控制(VTEC)系统,如图1所示.该发动机每缸有4个气门.发动机低速运转时,主进气门以正常的开度开启,而辅助进气门则只是稍稍开启,以防燃油积聚在进气口内;当发动机高速运转时,主进气摇臂和辅助进气摇臂与中间进气摇臂连接,使气门开度增大.     

带EGR的两段式VVL发动机点火策略仿真分析

基于GT-Power软件构建两段式可变气门升程发动机性能仿真模型,并对模型进行标定。燃烧模型及外特性计算结果与实测数据吻合,验证了模型的有效性。基于该仿真模型,分析采用大、小两种不同进气门升程时点火提前角对发动机爆震、动力性、经济性及NOx排放特性的影响。无EGR时,使用小进气门升程时较大气门升程有更高的缸内峰值压力和最高缸内温度,更易爆震且NOx排放也更高;在各自爆震边界点火时,两者动力性及经济性相近;EGR增加后爆震趋势减弱。     

进气参数对HCCI汽油机缸内残余废气分布的影响

在采用全可变气门机构的汽油HCCI试验机上,固定排气门升程和相位,选取了4组不同的进气门升程与相位组合,并应用Simpack软件对气体流动进行计算,同时还引入了残余废气的空间分布率和不均匀度的概念,分析了进气门相位和升程对缸内残余废气分布的影响。结果表明:改变进气门的开启定时和升程会对缸内残余废气的分布造成一定的影响,进气门开启定时对缸内残余废气不均匀度的影响比进气门开启升程对其的影响要大;进气门开启时刻越早,上止点附近残余废气不均匀度越小。     

机械式CVVL气门驱动机构的开发

基于某型汽油机开发了一种机械式连续可变气门升程(CVVL)机构.实验结果表明,该机构可实现气门升程在0.35～8.93mm之间连续调节,对应气门开启持续期104～250℃A,且机构运动稳定性好,没有气门升程曲线失真现象,机械损失优于原机气门驱动系统.     

本田—雅阁汽车的气门结构

本田—雅阁汽车的F22B1发动机装备独特的单顶置凸轮轴4气门结构,它的VTEC机构可使进气门正时及升程随工况需求同时改变。 一、结构简介 进气门总成是由主摇臂、副摇臂、中摇臂组成的(如图1a),它们分别由凸轮轴上的3个相应凸轮(如图1b)驱动。低速时,3个摇臂各自动作,但只有主副摇臂是压在气门杆上     

Nu系列2.0L连续可变气门升程发动机的开发

2012年,Hyundai汽车集团推出1款采用连续可变气门升程(CVVL)机构的发动机。该发动机是专为中型轿车设计的直列4缸2.0L汽油机,具有燃油耗低、性能高及响应快的特点。CVVL机构是一种6连杆机构,具有结构紧凑和坚固耐用的优点。相比传统机型,CVVL发动机的燃油经济性提高7.7%,最大功率提升4.2%。生产CVVL发动机最具挑战性的问题是发动机各气缸气门升程的偏差。为了调整气门升程的偏差,设计了气门顶垫片和调节螺钉。通过测量气门顶部高度和凸轮支架总成的蹄形升程,选择垫片厚度。调节螺钉是调整气门升程偏差的辅助装置。开发了适用于CVVL发动机工厂装配线的气门升程偏差诊断系统,并用测试装置直接测量气门升程。该诊断系统位于配气机构装配台后,可以实时监测气门升程的变化,并给出装配系统的快速反馈。     

三菱汽车公司最新的低燃油耗技术

以三菱汽车公司在RVR车及GaIant Fortis车上配装的4J10型1.8 L直列4缸汽油机为例,介绍该机型所采用的新型三菱可变气门正时控制系统(MIVEC),以及自动怠速起停(AS&G)系统,采用这些新技术的目的是降低车辆的燃油耗。在日本JC08工况下,上述车型的燃油经济性可改善13%~15%;在10-15工况下,燃油经济性约改善12%。新型MIVEC的特点在于可通过单一机构的机械联动,同时连续改变气门升程、气门开启持续期(作用角),以及气门开启和关闭正时(相位),以实现所期望的气门控制功能。如在低负荷时,可使进气门旱关,以降低泵气损失;而在高负荷时,使进气门升程及开启角最大,以延迟进、排气凸轮相位,通过延迟关闭进气门来降低泵气损失。AS&G系统可在临时停车的情况下自动停止汽油机的运转,以降低燃油耗。     

凸轮驱动式液压可变气门机构设计及运动特性

降低汽油机部分负荷泵气损失需要灵活的可变气门机构,凸轮驱动式液压可变气门具有较好的应用前景,但依然面临压力波动和气门落座速度难以控制等问题。本文中通过调节节流阀开度使0～4 800 r·min~(-1)的气门升程在0～8.2 mm范围内连续可变,仿真探究了活塞直径对压力波动和节流孔径对气门落座速度的影响,并据此确定了活塞直径和节流孔径,试验研究了液压油温度对气门运动特性和气门落座速度的影响规律。研究发现:适当增大活塞直径能降低系统工作压力并减小压缩波峰值,有利于降低压力波动,最终选取挺柱和气门活塞直径分别为17和14.5 mm,小于1.6 mm的节流孔径可使4 000 r·min~(-1)时的气门落座速度小于0.5 m·s~(-1)。转速不变,气门最大升程随节流阀开度的增大而逐渐降低;相同节流阀开度,转速越高气门最大升程越大,节流阀开度越大,不同转速时的最大升程差异也更大。节流阀全关,液压油温度对升程的影响很小;相同节流阀开度,随液压油温度升高,气门腔压力和气门最大升程逐渐降低。气门落座速度对液压油温度不敏感,不同温度的气门落座速度方差仅为4.9%。     

柴油机可变气门机构试验平台控制系统的设计

针对某船用柴油机可变气门机构试验平台设计了试验平台电子控制系统,具体设计分为控制单元、上位机、传感器和执行器四部分。根据系统需求选取了适合的传感器和执行器,并设计开发了电子控制系统的硬件电路及控制方法。结果表明:电子控制系统能够接收传感器信号,精确输出控制信号驱动电磁阀改变气门正时和升程,使得在凸轮额定转速186~425r/min范围内,气门关闭正时可变范围达到0°~70°曲轴转角,最大附加升程达到5mm;在凸轮最大转速550r/min下,附加升程亦能达到5mm,满足了试验要求。     

发动机可变气门升程技术浅析

可变气门升程技术能够实现在不同工况时为发动机匹配合适的气门升程,是改善发动机动力性能、提高燃油效率和减少有害排放的一种重要途径。介绍了可变气门升程技术的类型、实现途径及应用现状,分析了典型可变气门升程机构的结构及工作原理,并对其特点进行了比较。     

提高可变气门机构汽油机的效率

在VTEC机构的DOHC发动机基础上进行了改进，开发了VTEC－E，VTEC，DOHC VTEC三种较为理想的新系列，其主要性能及参数见表1，对于VTECE发动机，采用了缩短燃烧时间，提高着火性，规定稳定燃烧的极限及控制空燃比等技术，在低转速区域，用停止一个进气门工作来实现稀燃，降低了燃油消耗，在高转速区域，用四气门全部工作，实现高功率性能，VTEC发动机用改变进气正时和升程的办法，兼备低转速区域的大扭矩与高转速区域的大功率，DOHC VTEC发动机通过分别改变进，排气门正时和升程的,办法，同时实现高转速高功率与低转速大扭矩。     

丰田VVT-i Vs本田VTEC

本田VTEC技术 VTEC（Variable Valve Life Timing ＆ Valve Electronic Control System）是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程两种不同情况的气门控制系统，本田公司在其几乎所有车型上都使用了VTEC技术。VTEC意为可变气门正时及气门升程电子控制系统。与普通发动机相比，     

缸内直喷汽油机进一步降低燃油消耗率的 低节流气门技术的评估和比较

阐述了1种采用气门技术降低燃油耗的方法,能够使汽油机效率等同于柴油机效率。通过全参数可变进气系统并结合宽广运行范围的凸轮相位器,相对提高了内燃机效率,而且该气门技术能够提供零气门升程,实现停缸功能。原型概念机试验结果显示了进气门早关、气门重叠和停缸的协同工作,以及不同工况下这种协同工作的局限性。论证了升功率超过105kW、平均有效压力为0.2MPa、空燃比λ=1.0工况下燃油消耗率少于300g/(kW·h)的可量产的2.0L中央直喷汽油机(GDI)的潜力。强制点火汽油机采用预混当量比燃烧,效率与柴油机效率相当,燃烧更为清洁,后处理过程更为简单、稳定。     

一种连续可变气门升程机构的动力学仿真

设计了一种连续可变气门升程（CVVL）机构,气门升程可在0～9．5 mm连续可变,为该CVVL机构设计计算了凸轮型线和中间摇臂型线。利用GT‐Power对该机构进行了动力学仿真,结果表明：在所有气门升程下,气门具有相同的开启、落座缓冲段,气门动力学性能良好;凸轮与滚轮接触应力偏大,分析了应力偏大的原因,并指出优化方向。