发动机进气控制系统的发展(三稿)改

本科生毕业设计（论文）发动机进气控制系统的发展二级学院：物理学院专业：机电技术教育（汽车技术）年级：2008级学号：2008954203作者姓名：冯灼峰指导教师：李曼助教黄明鑫高级工程师完成日期：2012年5月15日○A基础理论●B应用研究○C调查报告○D其他发动机进气控制系统的发展专业名称：机电技术教育（汽车技术）作者姓名：冯灼峰指导教师：李曼助教/黄明鑫高级工程师论文答辩小组组长：黄明鑫成员：李明圣蓝莹李曼论文成绩：I目录引言.......................................................................................................................................11．汽车发动机进气控制系统历史及其发展过程.............................................................22．现今汽车发动机进气控制系统技术.............................................................................32.1可变气门正时系统.....................................................................................................32.1.1丰田可变配气正时控制机构（VVT－I）.........................................................42.1.2本田可变气门正时升程电子控制系统（VTEC）............................................52.1.3宝马Valvetronic系统...........................................................................................62.1.4奥迪的AVS可变气门升程系统..........................................................................72.2机械增压.....................................................................................................................82.3涡轮增压.....................................................................................................................92.3.1双涡轮增压..........................................................................................................92.3.2单涡轮双涡管....................................................................................................102.3.3可变截面涡轮....................................................................................................113．现今发动机进气控制系统特性分析以及今后发展趋势...........................................133.1现今汽车发动机进气控制系统特性分析...............................................................133.2发动机进气控制系统今后发展趋势.......................................................................133.2.1气门升程与气门开启持续时间共同调整........................................................133.2.2机械增压与涡轮增压相结合............................................................................143.2.3可变气门正时系统与增压系统在工作上的优化结合....................................144．结论...............................................................................................................................14参考文献.............................................................................................................................151发动机进气控制系统的发展作者冯灼峰指导老师李曼助教/黄明鑫高级工程师(湛江师范学院物理科学与技术学院，湛江524048)摘要:简述现代汽车一般发动机进气控制系统的结构和工作原理，并列举了汽车发动机进气控制系统具有代表性的几种进气控制技术的关键技术原理。针对现代各种发动机进气控制技术的特性、各优缺点，归纳出发动机进气控制系统的发展规律，提出了汽车发动机进气控制系统发展趋势为可变气门正时系统与涡轮机构的结构优化和工作过程相结合的观点，而且作为今后发动机进气控制系统技术发展研究的依据。关键词:发动机进气控制系统；可变气门正时系统；机械增压；涡轮增压TheDevelopmentofEngineIntakeControlSystemFengZhuofengZhanjiangNormalUniversityofPhysicalScienceandTechnologyschool,zhjiang524048,ChinaAbstract：Thispaperoutlinesthegeneralcarengineairintakecontrolsystemstructureandworkingprinciple,andlistsautomobileengineintakecontrolsystemofthedevelopmentofseveralrepresentativeaircontroltechnologyandtheirtechnologyprinciple.Foravarietyofengineintakecontroltechnologycharacteristics,itconcludesthatdevelopinglawofairintakeofthecontrolsystemandputsforwardviewsthatengineairintakecontrolsystemdevelopmenttrendisoptimizationofthestructureandworkingprocesscombiningofvariablevalvetimingsystemandturbinemechanism.Keywords:EngineAirInletControlSystem;VariableValveTimingSystem;Mechanicalsupercharger;Turbocharger引言发动机是工程机械的心脏，而进气系统则是发动机的动脉，进气系统的合理性直接影响发动机的性能、寿命，从而影响整机的性能、寿命及环保性。进气系统的功能是为发动机提供清洁、干燥、充足的空气，系统中主要组件空滤器、管路及其设计安装将直接影响发动机功能的发挥、工作的稳定性、可靠性，甚至大大缩短其寿命。从二十世纪九十年代开始，环境保护的呼声越来越高，各个国家越来越重视大气环境的保护，苛刻的环保法规不断出台，汽车的排放成为进入市场的先决条件；而石油资源的曰益减少又导致对汽车耗油量的要求也曰益严格；进入二十一世纪后，这些2要求更加严格。因此，各个汽车厂家不惜投入大量的资金进行技术研究、设计和开发，电子计算机模拟技术的使用使新技术的研发实验周期大幅度缩短，尤其在这几年新材料的不断应用，汽车发动机技术的进展可以说是曰新月异，出现了长足的进步。除了发动机本体没有太大改动之外，其它各个系统都发生了质的变化；不管是从功率提升、燃油消耗量减低、稳定性、可靠性还是设计简化方面，现代发动机进气控制系统技术都比过去的传统发动机有着质的飞跃。尽管上述发动机进气控制系统的各方面都有所改善，但是随着时代发展，对进气控制系统的要求也越来越高，对其进行发展规律的研究与推测将能更好地为今后的科研人员提供更多的科研参考资料。1．汽车发动机进气控制系统历史及其发展过程18世纪中叶，瓦特发明了蒸气机，此后人们开始设想把蒸汽机装到车子上载人。法国的居纽第一个将蒸汽机装到车上，蒸汽机没有进气系统，它是体外燃烧的。1858年，里诺发明了煤气发动机，发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的蒸汽，并在缸内进行点燃，做功，开始有了进排气系统。1867年，德国人奥姆勒和卡尔·本茨根据奥托提出了内燃机的四冲程理论，各自研制出具有现代意义的汽油发动机，也就有了进气，压缩，做功，排气这个换气过程，进入的混合气是汽油与空气的混合气。柴油机的进气更汽油机的基本相同，但压缩比有很大差别，进入的也是气体只是空气，而不是混合气。1886年左右，有人用化油器安装在了一个单缸发动机上，结果这个发动机利用最简单的化油器发动了，后来经过改进终于能适应各种工况的需要，主要是启动加速怠速中速高速，这五大工况，当然也有灭车这一项。因为化油器拥有了这几个控制能力，才能驾驭发动机让他在不同情况下输出动力，到了二战时期，机械喷射出来了，战后人们利用在了梅赛德斯身上，这就是一次革命。1957年，德国人汪克尔发明了转子活塞发动机，这是汽油发动机发展的一个重要分支。转子发动机的特点是利用内转子圆外旋轮线和外转子圆内旋轮线相结合的机构，无曲轴连杆和配气机构，可将三角活塞运动直接转换为旋转运动。其特殊的活塞运转形式使进排气系统有了很大改变。电喷提供最早出现于1967年，由德国保时捷公司研制的D型电子喷射装置，随后被用在大众等德系轿车上。早期的都是单点喷射，后来多点喷射，顺序喷射，等等，这些都是关于混合气的形成和控制的发展，在涡轮增压出现后那，柴油机汽油机的进3气系统得到了革命性的发展，配合电喷系统，和可以产生各种气流的气道形成了现代发动机的主要生命系统。这种装置是以进气管里面的压力做参数，但是它与化油器相比，仍然存在结构复杂，成本高，不稳定的缺点。针对这些缺点，波许公司又开发了一种称为L型电子控制汽油喷射装置，它以进气管内的空气流量做参数，可以直接按照进气流量与发动机转速的关系确定进气量，据此喷射出相应的汽油。这种装置由于设计合理，工作可靠，广泛为欧洲和日本等汽车制造公司所采用，并奠定了今天电子控制燃油喷射装置的雏形。20世纪20-30年代，当价格高昂的涡轮增压器仍然只被用在航空领域时，机械增压器已早就横扫欧美各大赛道了。那个年代知名度最高的两部赛车分别来自AUTOUNION(奥迪的前身)和奔驰。AUTOUNION在赛车上安装了一台增压值为1.8巴的两级机械增压6.0升发动机，压缩比9.2：1，并以甲醇作为燃料，在5