可变气门正时及气门升程电子控制

本科毕业设计（论文）(2011届)题目：本田可变气门正时及气门升程电子控制系统（VTEC）多媒体课件的开发学院：职业技术教育学院专业：汽车维修工程教育学生姓名：吕波学号：07520129指导教师：曹红兵职称：副教授合作导师：职称：完成时间：2011年04月26日成绩：浙江师范大学本科毕业设计(论文)正文目录摘要.................................................................1英文摘要.............................................................11引言..............................................................12可变气门正时技术..................................................22.1可变气门正时系统的原理.......................................22.1.1可变配气相位调整原理.......................................32.1.2可变配气相位技术条件.......................................42.2可变气门正时技术的现状.......................................42.3可变气门正时技术的发展趋势...................................53本田可变气门VTEC结构及原理.......................................63.1本田汽车发动机VTEC结构......................................63.2VTEC工作原理................................................73.2.1低速状态...................................................73.2.2高速状态...................................................83.3正时机构工作原理.............................................94本田可变气门正时（VTEC）多媒体课件制作............................94.1多媒体课件的特点.............................................94.2教学内容分析和安排..........................................104.3逻辑结构的设计..............................................114.4多媒体课件的制作............................................124.5多媒体动画课件的测试.........................................164.6多媒体动画课件的整理和发布..................................175多媒体动画课件的使用说明.........................................176总结.............................................................18参考文献：..........................................................19本田可变气门正时及气门升程电子控制系统（VTEC）多媒体课件的开发1本田可变气门正时及气门升程电子控制系统（VTEC）多媒体课件的开发职业技术教育学院汽车维修工程教育专业吕波（07520129）指导老师：曹红兵（副教授）摘要：随着汽车发动机技术的复杂程度不断增加，可变配气正时技术的不断发展，学生在学习汽车发动机可变配气正时系统的时候，学习难度也会很大，为了促进汽车专业的教学，降低学生学习汽车发动机可变配气正时系统的难度，使学生对本田可变配气正时系统的内部结构以及工作原理能够有直观的了解，有必要对汽车电控发动机可变配气正时系统的多媒体课件进行设计。关键词：VTEC；可变气门；多媒体课件Honda'svariablevalvetimingandvalveliftElectronicControlsystem(VTEC)thedevelopofmultimediacoursewareName：LvboDirector：CaoHongbing（CollegeofVocationalandTechnicalEducation,ZhejiangNormalUniversity，071No.07520129）Abstract：Asthecarenginetechnologyincreasedthecomplexity,variablevalvetimingtechnologycontinuestoevolve,studentslearningautomobileenginevariablevalvetimingsystem,whenthelearningcurvewillbelarge,inordertopromotetheteachingofmotoringReducestudentsEngineVariableValveTimingSystemdifficulty,studentsHondavariablevalvetimingsystem'sinternalstructureandworkingprinciplecanhaveanintuitiveunderstandingoftheneedforautomotiveelectroniccontrolengineVariableValveIsthesystemdesignofmultimediacoursewareKeyWords：VTEC；VariableValve；Multimedia1引言目前，汽车工业的发展正在面临着两个主要问题——能源的枯竭与环境的污染。汽车发动机的配气相位对其动力性、经济性以及排气污染都有重要的影响，在传统汽车发动机中，发动机转速变化时，气流的速度和进排气门早开迟闭的绝对时间都发生了变化，由于发动机的气门开闭由凸轮驱动，进、排气门的早开角、迟闭角固定不变，这实际上只能使发动机在某一转速范围下处于最佳的配气相位，而在发动机转速很低或者很高的时候，其配气相位处于不理想的状态。在发动机低转速时，会因为气门叠开角比理想值大，使部分新鲜混合气被废气带走而造成油耗和排污增加；在高转速时，由于气门叠开角比理想值小，进气量不足，从而限制发动机本田可变气门正时及气门升程电子控制系统（VTEC）多媒体课件的开发2所能达到的最大功率。为了保护环境以及为了人类可持续发展，实现低能源消耗和低排放污染已成为汽车发动机的发展方向，这就要求发动机在保证良好动力性的同时，又要降低燃油消耗量，需要某种可变配气相位机构能使气门正时、气门开启持续时间及气门升程等参数中的一个或多个随发动机的工况变化实时进行调节，即配气相位角也应该随之改变。最佳的配气相位能使发动机在很短的换气时间内充入最多的新鲜空气（可燃混合气），并使排气阻力减小，废气残留量最少，从而获得更好的燃油经济性，更高的扭矩和功率特性，提高汽车怠速稳定性和降低排放污染。2可变气门正时技术传统的发动机气门正时系统，是一种配气相位即气门开启和关闭都一成不变机械系统，这种配气系统很难满足发动机在多种工况对配气的需要，不能满足发动机在各种转速工况下均输出强劲的动力要求。而可变气门正时系统是一种改变气门开启时间或开启大小的电控系统，通过在不同的转速下为车辆匹配更合理的气门开启和关闭，来增强车辆扭矩输出的均衡性，提高发动机功率并降低车辆的油耗。2.1可变气门正时系统的原理四行程发动机在工作过程中，吸入新鲜空气，排出高温废气。这种进气和排气的全过程，称为换气过程。在高速发动机中，每个循环的进排气过程时间极短，在这极短的时间内，被吸入的可燃混合气越多，废气排的越干净、越彻底，发动机发出的功率就可能越大。反之，发出的功率就越小，发动机的动力性和经济性就会下降。因此，需要适时开启和关闭进排气门。由内燃机原理可知，气门的开闭位置和活塞的位置有关，活塞的位置和曲轴的转角有关，用曲轴转角来表示气门的开闭时间，就是配气相位。从配气相位图（图2-1发动机配气相位图）中，可以看出，发动机的进排气门的开启和关闭分别提前打开和延迟关闭。以便争取最大的“时间断面”。图2-1发动机配气相位图把气门提前开启时刻称作提前角，气门迟后关闭时刻称作迟闭角。由于排气迟本田可变气门正时及气门升程电子控制系统（VTEC）多媒体课件的开发3后关闭和进气提前开启，这就存在着一个进、排气门同时开启的气门重叠阶段，气门叠开时的曲轴转角称为气门重叠角，如图1所示的“α角+δ角”。实验证明，在高转速时，气门重叠角大一些对发动机是十分有利的。就配气相位而言，气门重叠角的大小与发动机的转速有关，若发动机转速高，则气门重叠角就相应设置大些。在进、排气门开、闭的四个阶段中，进气门迟闭角（如图2-1中的β角）和进、排气门叠开角对发动机的充气效率有较大的影响，以进气门迟闭角为例：当发动机转速较低时，进气门迟闭角过大，新鲜充量被向上止点运动的活塞推回到进气管，这是因为活塞到下止点时，缸内压力与进气管压力相近；当发动机转速高时，允许有较大的进气门迟闭角，这是因为活塞到下止点时缸内压力远低于进气管压力，可以获得较多的过后充量。改变进气门的迟闭角可以改变充气效率随转速变化的趋势，用来调整发动机转矩特性，以满足不同的使用要求。如果进气迟闭角加大，高转速时充气效率增加，有利于发挥最大功率，但对中、低速性能不利；反之，则对高速时最大功率的发挥不利。由上述可知，配气相位与发动机的转速有关。原则上，一种配气相位只适合一种发动机转速。配气相位取决于凸轮轮廓的形状，配气相位对发动机的性能影响很大，且由于凸轮型线的不同，也决定了发动机是高速性能还是低速性能。如果是高速性能的发动机，则在高转速范围功率很大，但在中低转速范围功率下降很多；反之，则在高转速范围功率下降很多。现代发动机要求在任何转速范围都能获得较大的功率，这就要求配气相位能够根据发动机的工作情况及时做出调整，因此，可变配气相位技术应运而生。2.1.1可变配气相位调整原理从配气相位图（图2-1）上可以看出，活塞从上止点移到下止点的进气过程中，进气门会提前开启（开启角度为α）和延迟关闭（开启角度为β）；当发动机做功完毕后，活塞从下止点移到上止点的排气过程中，排气门会提前开启（开启角度为γ）和延迟关闭（开启角度为δ）。这样，必然会出现进、排气门同时开启的时刻，即气门重叠阶段，有可能会造成废气倒流，为了消除这一缺陷，采用了“可变式”的气门驱动机构。可变式气门驱动机构就是在发动机低速工作时减少气门行程，而在发动机高速时增大气门行程，改变气门重叠阶段的时间，使发动机在高转速时能提供强大的功率，在低转速时又能产生足够的扭矩，从而改善发动机的工作性能。即气门可变驱动机构能根据汽车的运行状况，随时改变配气相位，改变气门升程或气门开启的持续时间。可变配气相位的调整原理：本田可变气门正时及气门升程电子控制系统（VTEC）多媒体课件的开发41)怠速状态在怠速时，通过消除气门重叠角，以减小废气进入进气道，达到稳定怠速，提高燃油经济性的目的。2)中等负荷在中等负荷行驶范围内，通过增加气门重叠从而增加了内部EGR（废气再循环）量，这样减少了进气歧管内的负压。因而也减小了活塞的泵吸损失并且改善了油耗。另外，由于此内部EGR的结果以及未燃气体的