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可变气门正时对发动机低速性能影响研究 Study on effect of variable valve timing on engine performance at low speed 陈家兑，谢庆生，田丰果，王自勤，徐玉梁 CHEN Jia-dui, XIE Qing-sheng, TIAN Feng-guo, WANG Zi-qin, XU Yu-liang （贵州大学 教育部现代制造技术重点实验室，贵阳 550025） 摘 要：研究了现有可变气门正时技术的优缺点，在深入分析了发动机的最佳配气正时需求的基础上 提出了发动机的最佳配气正时调节策略。根据该调节策略为某一无VVT配气功能的汽油发动 机设计了一套VVT系统，在发动机台架上进行了原发动机和VVT发动机的充气效率、怠速、 1000r/min、1500r/min的性能试验,验证了策略和装置的正确性。 关键词：发动机；可变气门正时；最佳配气；性能 中图分类号：TH166; TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2014)03(下)-0113-03 Doi：10.3969/j.issn.1009-0134.2014.03(下).31 0 引言 门正时的调节。这种气门正时调节方法实现了气 发动机在不同工况下对配气正时有着不同的 门正时在一定角度范围内连续可调，相比传统的 要求[1]，只有满足发动机不同工况下的配气正时 配气系统在一定程度上改善了发动机的性能。但 要求才能时刻发挥发动机的最佳性能，达到最好 是，这种原理的VVT系统存在致命缺陷，因配气 的节能减排效果。可变气门正时（VVT, Variable 凸轮型线不可变，使得气门开启持续角不可变， Valve Timing）技术正是为解决不同工况下发动机 只能实现气门开启的提前角和迟闭角一优、一劣 对配气正时有着不同的要求而出现的。由于VVT 的调节效果，以致除了凸轮型线设计时所考虑的 技术由于具有改善怠速稳定性和低速平稳性、改 最佳配气正时的转速之外的每个转速下获得的配 善排放、提高发动机的动力性和经济性等优点[2]， 气正时仍然不是该转速下的最佳配气正时，也导 得到了社会的认可。特别是随着电子技术和计算 致了发动机性能改善、节能减排效果十分有限。 机技术的迅猛发展，VVT技术得到了飞速的发 Honda公司的VTEC（Variable Valve Timing 展，已广泛应用在了商用轿车上。美国的相关研 and Valve Life Electronic Control System）是一种 究发现高达80%的燃油消耗出现在低负荷区[3]，而 可变气门配气相位和气门升程电子控制系统，在不 现代城市用车大量使用工况在低负荷区，加之低 同转速和负荷下采用不同的凸轮型线驱动气门[5,6]， 负荷区大量工况处于低速工况，因此,降低发动机 可以实现几种转速或负荷下的最佳气门正时调节 低负荷及低速使用工况的油耗具有重大意义。 和升程调节。由于该技术的正时调节和升程不连 1 现有可变气门正时技术的缺陷 续，所以不能获得所有工况下的最佳配气。保时 捷公司的Vario-Cam和奥迪公司的AVS系统的正时 可变气门技术起源于1880年，1983年Alfa