發(fā)動機的氣門正時和氣門升程控制機構(gòu)

摘要：
本文提出了一種新型發(fā)動機氣門控制機構(gòu)，在這個機構(gòu)中，氣門升程和氣門正時都由電動機直接控制。該氣門正時控制系統(tǒng)是由行星齒輪組成的，最外層是皮帶輪，它具有一個由發(fā)動機曲軸驅(qū)動的同步帶，兩個行星齒輪在皮帶輪的內(nèi)側(cè)，行星齒輪與皮帶輪內(nèi)側(cè)齒輪嚙合。行星齒輪與皮帶輪同軸，并連接到凸輪軸，于是，曲軸的轉(zhuǎn)動被傳遞到凸輪軸，太陽輪的轉(zhuǎn)動被附加到凸輪軸的轉(zhuǎn)動中。這意味著，當(dāng)太陽輪的轉(zhuǎn)動角度被控制后，進氣門和排氣門的相位可以得到控制。升程控制系統(tǒng)是由線性滑桿和滾珠絲桿組成的。該系統(tǒng)的凸輪形狀是三維的。凸輪的高度隨軸而變化。滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)時，凸輪沿軸線方向滑動，使凸輪的升程發(fā)生變化。該控制方法在這個機構(gòu)中實現(xiàn)。本機構(gòu)使氣門相位和升程可以被不斷控制。目前，已經(jīng)對本系統(tǒng)進行了實驗測試。
關(guān)鍵詞：控制；氣門；發(fā)動機；相位；升程；可變升程；可變相位；氣門驅(qū)動系統(tǒng)
1.說明：
可變氣門正時系統(tǒng)（可變配氣相位）用于汽車發(fā)動機火花塞點火，以改善燃油經(jīng)濟性，減少氮氧化物氣體，增加峰值扭矩和功率。很多篇幅已經(jīng)公布了使用可變正時凸輪 [1-9]的影響。一個關(guān)于這些問題的調(diào)查報告記錄在[1,2]和[3,4]，其中討論了可變氣門正時系統(tǒng)對燃燒的影響，關(guān)于其作用機制和設(shè)計的報告在[5-8]，其中應(yīng)用了石油壓力控制?？汕袚Q雙凸輪也在[9]中有了開發(fā)。為了完善可變配氣相位系統(tǒng)，對無凸輪發(fā)動機配氣系統(tǒng)也進行了討論[10-25]，其中通過使用機電驅(qū)動裝置使氣門運動完全獨立于活塞運動。在那些篇幅中，作者討論了新型的無凸輪發(fā)動機的機制[10,11]，它運用于車輛[12]，完整的無氣門情況[13]和動態(tài)模型[14]時的益處。為了建模和控制，同時也開發(fā)了控制方法[16,17,21]。在[17]中也給出了分析。對于物凸輪發(fā)動機，最大的控制困難來自控制氣門的復(fù)位速度。為了避免聲學(xué)噪音和磨損應(yīng)該很慢。解決這個問題，一種機電氣門驅(qū)動裝置軟著陸的方法已經(jīng)在[18,20] 提出。為了形成反饋控制，該系統(tǒng)需要速度傳感器和傳感裝置的討論在[22]。為了獲得更廉價的控制系統(tǒng)，傳感器的氣門執(zhí)行機構(gòu)也公布了[15,23]。
可變氣門升程在發(fā)動機方面也扮演了重要的角色 [19,24,25]?？勺兩炭刂频墓δ苁怯梢后w或可切換凸輪來實現(xiàn)的。這表明，可變氣門升程和排氣渦輪的組合為進一步改善前面篇幅中所提到的同時具有低扭矩和最大功率的工況提供了相當(dāng)大的潛力基礎(chǔ)，。因此，具有可變正時和可變氣門升程控制的發(fā)動機是可取的。然而，目前同時控制升程和正時的驅(qū)動器尚未被開發(fā)。無凸輪發(fā)動機具有如上所說的優(yōu)點，但是，它也有下面所提到的缺點：它需要大量的電力，復(fù)雜和昂貴的控制系統(tǒng)。解決這些問題之后，在實際量產(chǎn)發(fā)動機中控制升程和正時機電驅(qū)動器將會在不久的將來被開發(fā)和運用。