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起动器自动化在汽配装置里的运用剖析

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       1、气门正时技术概述

       发动机的进气门和排气门的开启开始与关闭终止的时刻,通常以曲轴转角来表示,称为气门正时角。从气门正时图(见)上可以看出活塞从上止点移到下正点的 进气过程中(浅灰色),进气门会提前开启(α)和延迟关闭(β)。当发动机作功完毕,活塞从下止点移到上止点的排气过程中(深灰色),排气门会提前开启 (γ)和延迟关闭(δ)。发动机工作时的转速很高,四冲程发动机的一个工作行程仅需千分之几秒,这么短促的时间往往会引起发动机进气不足,排气不净,造成 功率下降。

       因此,为了解决这一个问题,一般发动机都采用延长进、排气门的开启时间,增大气体的进出容量以改善进、排气门的工作状态,借以提高发动机的性能。

       技术是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术中的一种,采用智能可变气门正时技术的发动机在低转速时,气门重叠角相对小一些,让气门提前打开和延时 关闭的时间更长一些;那么在高转速情况下,气门重叠角就变大一些,让气门提前开启和延时关闭的时间减短,这样发动机在各个工况都能得到充分的进气,从而提高了发动机的工作效率,也让发动机在低转时能有充分的扭力输出,高转速时能有更强大的功率输出,让发动机扭力输出得更平稳,特性曲线更线性。

       2、发动机智能可变气门正时系统的组成及工作原理

       2.1VVT-i系统的组成

       VVT-i系统主要由以下四部分组成:

       1)传感器,曲轴位置传感器、进气歧管空气压力传感器、节气门位置传感器、水温传感器和凸轮轴位置传感器等负责收集发动机负载状况并反馈信息到ECU.

       2)电子控制单元ECU,ECU储存了最佳气门正时参数值,ECU收集传感器信息并与预定参数值进行对比计算,计算出修正参数并发出指令到控制凸轮轴正时液压控制阀。

       3)凸轮轴正时液压控制阀,根据ECU指令控制机油槽阀的位置,也就是改变液压流量,把提前、滞后、保持不变等信号指令选择输送至可变气门正时控制器的不同油道上。

出了此系统的优点、发展趋势。

       4)可变气门正时控制器,安装在排气凸轮轴上的,称为叶片式可变气门正时控制器,安装在进气凸轮轴上的,称为螺旋槽式可变气门正时控制器。两者构造有些不同,但作用相同。

       2.2VVT-i系统的控制及工作原理

       由3可见,VVT-i发动机的ECU内储存了最佳气门正时参数值,在各种行驶工况下ECU自动搜寻气门正时实际值,并与其内部的气门正时目标值对比修 正,计算出一个对应发动机转速、进气量、节气门位置和冷却水温度的最佳气门正时,并发出指令控制凸轮轴正时液压控制阀,控制阀根据ECU指令控制机油槽阀 的位置,也就是改变液压流量,把提前、滞后、保持不变等信号指令选择输送至VVT-i控制器的不同油道上。

       VVT-i发动机的ECU同时综合曲轴位置传感器、进气歧管空气压力传感器、节气门位置传感器、水温传感器和凸轮轴位置传感器等反馈信息来感知实际气 门正时,然后再执行反馈控制,补偿系统误差,达到最佳气门正时的位置,从而能有效地提高汽车的功率与性能,尽量减少耗油量和废气排放。

       3、发动机智能可变气门正时系统的优势

       3.1整个发动机的运转更为线性

       VVT-i发动机由于气门的配气正时连续可变,所以发动机在各个工况下都可以获得相应的最合适的气门叠加角,发动机的功率和扭力输出将会更平稳,特性曲线更加线性。

       3.2更好的扭力和功率输出

       VVT-i发动机同时兼顾高低转速的动力输出。引擎的转速能够设计得更高,因而获得更多的功率输出。低转速时,采用较大的气门叠加角,可以改善低速时 的扭力;高速时采用较小的气门叠加角,可以提升发动机的功率。如此一来,可以改善发动机在低转速和高转速的配气状况,从而可以保证发动机在高低转速时的扭 力和功率输出都会超过传统发动机。

       3.3更好的燃油经济性

       由于发动机在各个工况下都可以获得相应的最合适的气门叠加角,所以燃油燃烧效率更高,从而在提高扭力和功率输出的前提下减少了有效地燃油消耗和废气排放。

       3.4增强了低转速时操纵灵活性

       采用了可变气门正时技术,发动VVT-i系统框图VVT-i系统的组成机在低转速时能增加扭力输出,大大增强驾驶的操纵灵活性。

       3.5系统结构简单

       虽然VVT-i的优势很多,但是它的技术并不复杂,对于发动机的工作强度没有提出更高的要求。工艺要求也比传统发动机的要求高不了多少,因此制造成本 并不算贵。它的硬件成本仅仅是在凸轮轴上装配一个液压阀,通过电磁阀控制液压阀的转动达到改变凸轮轴角度的目的,从而改变发动机的气门正时。

       4、总结

       综上所述,VVT-i发动机与传统发动机相比。主要技术区别就是在气门正时的连续可变。在自动控制技术的帮助下,传统发动机固定的气门重叠角,在计算 机的控制下随行车状况的改变而改变。以往难以解决的设计矛盾,如今已经在计算机的帮助下实现各个工况的最佳配合。之所以许多厂家没有将所有的发动机都匹配 VVT-i,是因为软件方面的制约――设计一套精确合适的配气控制软件,不是每款发动机都可以轻松做到的,它需要整体设计和匹配。可以预见,未来的汽车发 展方向应该是机构控制的自动化和操作的智能化。

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