啟動器自動化在汽配裝置里的運用剖析
信息來源：本站 | 發(fā)布日期：
2018-10-08
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關(guān)鍵詞：啟動器自動化在汽配裝置里的運用剖析
1、氣門正時技術(shù)概述
發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門的開啟開始與關(guān)閉終止的時刻，通常以曲軸轉(zhuǎn)角來表示，稱為氣門正時角。從氣門正時圖（見）上可以看出活塞從上止點移到下正點的進(jìn)氣過程中（淺灰色），進(jìn)氣門會提前開啟（α）和延遲關(guān)閉（β）。當(dāng)發(fā)動機(jī)作功完畢，活塞從下止點移到上止點的排氣過程中（深灰色），排氣門會提前開啟（γ）和延遲關(guān)閉（δ）。發(fā)動機(jī)工作時的轉(zhuǎn)速很高，四沖程發(fā)動機(jī)的一個工作行程僅需千分之幾秒，這么短促的時間往往會引起發(fā)動機(jī)進(jìn)氣不足，排氣不凈，造成功率下降。
因此，為了解決這一個問題，一般發(fā)動機(jī)都采用延長進(jìn)、排氣門的開啟時間，增大氣體的進(jìn)出容量以改善進(jìn)、排氣門的工作狀態(tài)，借以提高發(fā)動機(jī)的性能。
技術(shù)是近些年來被逐漸應(yīng)用于現(xiàn)代轎車上的新技術(shù)中的一種，采用智能可變氣門正時技術(shù)的發(fā)動機(jī)在低轉(zhuǎn)速時，氣門重疊角相對小一些，讓氣門提前打開和延時關(guān)閉的時間更長一些；那么在高轉(zhuǎn)速情況下，氣門重疊角就變大一些，讓氣門提前開啟和延時關(guān)閉的時間減短，這樣發(fā)動機(jī)在各個工況都能得到充分的進(jìn)氣，從而提高了發(fā)動機(jī)的工作效率，也讓發(fā)動機(jī)在低轉(zhuǎn)時能有充分的扭力輸出，高轉(zhuǎn)速時能有更強(qiáng)大的功率輸出，讓發(fā)動機(jī)扭力輸出得更平穩(wěn)，特性曲線更線性。
2、發(fā)動機(jī)智能可變氣門正時系統(tǒng)的組成及工作原理
2.1VVT－i系統(tǒng)的組成
VVT－i系統(tǒng)主要由以下四部分組成：
1）傳感器，曲軸位置傳感器、進(jìn)氣歧管空氣壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、水溫傳感器和凸輪軸位置傳感器等負(fù)責(zé)收集發(fā)動機(jī)負(fù)載狀況并反饋信息到ECU.
2）電子控制單元ECU，ECU儲存了******氣門正時參數(shù)值，ECU收集傳感器信息并與預(yù)定參數(shù)值進(jìn)行對比計算，計算出修正參數(shù)并發(fā)出指令到控制凸輪軸正時液壓控制閥。
3）凸輪軸正時液壓控制閥，根據(jù)ECU指令控制機(jī)油槽閥的位置，也就是改變液壓流量，把提前、滯后、保持不變等信號指令選擇輸送至可變氣門正時控制器的不同油道上。
出了此系統(tǒng)的優(yōu)點、發(fā)展趨勢。
4）可變氣門正時控制器，安裝在排氣凸輪軸上的，稱為葉片式可變氣門正時控制器，安裝在進(jìn)氣凸輪軸上的，稱為螺旋槽式可變氣門正時控制器。兩者構(gòu)造有些不同，但作用相同。
2.2VVT－i系統(tǒng)的控制及工作原理
由3可見，VVT－i發(fā)動機(jī)的ECU內(nèi)儲存了******氣門正時參數(shù)值，在各種行駛工況下ECU自動搜尋氣門正時實際值，并與其內(nèi)部的氣門正時目標(biāo)值對比修正，計算出一個對應(yīng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、節(jié)氣門位置和冷卻水溫度的******氣門正時，并發(fā)出指令控制凸輪軸正時液壓控制閥，控制閥根據(jù)ECU指令控制機(jī)油槽閥的位置，也就是改變液壓流量，把提前、滯后、保持不變等信號指令選擇輸送至VVT－i控制器的不同油道上。
VVT－i發(fā)動機(jī)的ECU同時綜合曲軸位置傳感器、進(jìn)氣歧管空氣壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、水溫傳感器和凸輪軸位置傳感器等反饋信息來感知實際氣門正時，然后再執(zhí)行反饋控制，補(bǔ)償系統(tǒng)誤差，達(dá)到******氣門正時的位置，從而能有效地提高汽車的功率與性能，盡量減少耗油量和廢氣排放。
3、發(fā)動機(jī)智能可變氣門正時系統(tǒng)的優(yōu)勢
3.1整個發(fā)動機(jī)的運轉(zhuǎn)更為線性
VVT－i發(fā)動機(jī)由于氣門的配氣正時連續(xù)可變，所以發(fā)動機(jī)在各個工況下都可以獲得相應(yīng)的最合適的氣門疊加角，發(fā)動機(jī)的功率和扭力輸出將會更平穩(wěn)，特性曲線更加線性。
3.2更好的扭力和功率輸出
VVT－i發(fā)動機(jī)同時兼顧高低轉(zhuǎn)速的動力輸出。引擎的轉(zhuǎn)速能夠設(shè)計得更高，因而獲得更多的功率輸出。低轉(zhuǎn)速時，采用較大的氣門疊加角，可以改善低速時的扭力；高速時采用較小的氣門疊加角，可以提升發(fā)動機(jī)的功率。如此一來，可以改善發(fā)動機(jī)在低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速的配氣狀況，從而可以保證發(fā)動機(jī)在高低轉(zhuǎn)速時的扭力和功率輸出都會超過傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)。
3.3更好的燃油經(jīng)濟(jì)性
由于發(fā)動機(jī)在各個工況下都可以獲得相應(yīng)的最合適的氣門疊加角，所以燃油燃燒效率更高，從而在提高扭力和功率輸出的前提下減少了有效地燃油消耗和廢氣排放。
3.4增強(qiáng)了低轉(zhuǎn)速時操縱靈活性
采用了可變氣門正時技術(shù)，發(fā)動VVT－i系統(tǒng)框圖VVT－i系統(tǒng)的組成機(jī)在低轉(zhuǎn)速時能增加扭力輸出，大大增強(qiáng)駕駛的操縱靈活性。
3.5系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單
雖然VVT－i的優(yōu)勢很多，但是它的技術(shù)并不復(fù)雜，對于發(fā)動機(jī)的工作強(qiáng)度沒有提出更高的要求。工藝要求也比傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)的要求高不了多少，因此制造成本并不算貴。它的硬件成本僅僅是在凸輪軸上裝配一個液壓閥，通過電磁閥控制液壓閥的轉(zhuǎn)動達(dá)到改變凸輪軸角度的目的，從而改變發(fā)動機(jī)的氣門正時。
4、總結(jié)
綜上所述，VVT－i發(fā)動機(jī)與傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)相比。主要技術(shù)區(qū)別就是在氣門正時的連續(xù)可變。在自動控制技術(shù)的幫助下，傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)固定的氣門重疊角，在計算機(jī)的控制下隨行車狀況的改變而改變。以往難以解決的設(shè)計矛盾，如今已經(jīng)在計算機(jī)的幫助下實現(xiàn)各個工況的******配合。之所以許多廠家沒有將所有的發(fā)動機(jī)都匹配VVT－i，是因為軟件方面的制約――設(shè)計一套精確合適的配氣控制軟件，不是每款發(fā)動機(jī)都可以輕松做到的，它需要整體設(shè)計和匹配?？梢灶A(yù)見，未來的汽車發(fā)展方向應(yīng)該是機(jī)構(gòu)控制的自動化和操作的智能化。
