发动机气门正时与升程控制机构[外文翻译].doc

附件C：译文

发动机气门正时与升程控制机构
Kosuke Nagaya ,Hiroyuki Kobayashi, Kazuya Koike
日本群马大学机械工程学院
摘要
本文提出了一种新型的发动机气门控制系统，该系统通过电机直接控制气门正时和气门升程。气门正时控制系统由行星齿轮机构组成，该机构的外啮合齿轮为发动机曲轴驱动的正时带轮。带轮内部有两个行星齿轮，与带轮的内齿相啮合。行星齿轮通过连杆与凸轮轴相连，曲轴的转动传入凸轮轴，而太阳轮的的转动也被附加在凸轮轴上，这就意味着通过控制太阳轮的转角就可以控制进排气门的相位；气门升程控制系统由线性滑块和滚珠丝杆构成，该系统凸轮轮廓是三维的，凸轮的高度沿着凸轮轴的轴向变化。当转动滚珠丝杆时，凸轮轴就会沿轴向滑动从而改变凸轮的升程。提出了针对该机构的控制策略，能够实现气门相位与气门升程的连续控制，并进行了实验测试验证。
关键词：控制；气门；发动机；相位；升程；可变升程；可变相位；气门驱动系统
1. 引言
在发动机上应用可变配气正时（Variable valve timing，VVT）技术，可提高燃油经济性，减少NOx气体排放，提高最大转矩和功率。目前已发表大量关于使用可变正时凸轮对发动机影响的论文，它们对存在的问题进行了调查，论述了可变气门正时对燃烧的影响，设计出了液压控制式气门机构、可切换凸轮机构等。为了实现全可变气门正时系统，产生了无凸轮发动机气门机构，该机构使用电磁式执行机构实现了气门运动与活塞运动的相互独立。在这些论文中，作者探讨了新型无凸轮发动机的结构，在汽车运行中的优点及其动力学模型，并进行了模型控制策略的研究与分析。对于无凸轮发动机，最大的控制难点在于如何降低气门的落座速度，从而避免噪声和磨损。为了解决这一问题，提出了一种可实现软落座的电磁驱动可变气门机构，该系统需要速度传感器来实现反馈控制。为了获得廉价的控制系统，出现了无传感器气门执行机构。
可变气门升程在提高发动机性能方面扮演着重要的角色，其控制主要通过流体或可切换凸轮来实现。可变气门升程与废气涡轮增压的联合在提高低速转矩与最大功率方面具有很大的潜能，因此，具有可变气门正时与升程控制的发动机是值得拥有的。但是，能够同时控制气门升程与正时的执行机构还不成熟，无凸轮