文献综述
一、课题背景及研究意义
近年来能源问题越来越成为社会共同关注的问题,相关研究表明汽车在能源消耗中所占的比重呈逐年增加的趋势,且我国对进口石油的依存度很高[1] [2],所以汽车发动机的节能、环保成为综合研究和技术开发的重心之一。发动机在高速大负荷时需要较大的气门重叠角和进气门关闭角,以得到较高的功率输出;在怠速和低速小负荷时则需要较小的进气门关闭角和气门重叠角,以得到较好的怠速平稳性和废气排放性能[3]。所以为了获得更好的发动机性能,配气相位应随着转速和负荷的变化而变化。在这种情况下,配气相位固定不变越来越不适应现在的要求,因此提出了可变气门驱动技术。
电磁驱动配气机构没有凸轮轴及其从动件,而是以电磁直接驱动气门。因为调节时不受凸轮型线的制约,参数调节有很大的灵活度,能对气门正时的所有因素进行控制,获得各种工况下最佳气门正时,还可以关闭部分气门实现可变排量,是目前最有潜力的可变气门驱动技术[11]。
目前,电磁驱动配气机构问巳经得到了较为深入细致的研究,提出了多种解决方案。随着计算机和电子技术的飞速发展,高速数据采集和处理为电磁驱动配气机构研究提供了新的试验方法。完善的配气机构的试验系统以及合理有效的试验方法对更好的评价和验证各种模型在不同条件下的应用性,具有积极重要的理论意义和工程应用价值。
二、国内外研究现状
2.1电磁驱动气门研究现状
电磁气门驱动是指利用电磁铁产生的电磁力来驱动或控制气门运动。其控制原理是根据换气要求,由电控单元在发出控制脉冲给电磁铁的驱动电路,控制电磁阀的通断,从而控制气门的开启和关闭。电磁气门驱动有三种工作状态,分别是初始化状态、过渡状态和保持状态。
2.1.1国外研究现状
电磁驱动配气机构的研究经历了无弹簧、单弹簧、双弹簧三个阶段。早期提出的电磁驱动配气机构在传统气门上用一个电磁阀驱动气门开启,或采用双电磁阀驱动气门启闭而取消了气门弹簧,这两种方案不能满足发动机气门高速运动并且功耗太大所以无法实用。国外上世纪七十年代对这些方案进行过试验研究。目前世界上大部分研究机构都采用了双弹簧、双电磁铁的电磁驱动配气机构方案。在技术上比较成熟的机构有Auar System公司、通用汽车公司,德国的FEV公司、西门子公司、宝马公司,雷诺汽车公司,美国加利福尼亚大学和密歇根大学等。在理论上来说, 电磁驱动配气机构这种方案控制方便,结构简单,是理想的无凸轮配气机构[4]~ [8]。
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