汽车专业毕业论文——宝马VANOS系统的研究.doc

常州工程职业技术学院 毕业设计论文常州工程职业技术学院 毕 业 设 计（论文）（__________2012__________届）设计（论文）题目 宝马可变气门正时控制机构VANOS系统研究系 部 机械工程技术系 班 级 汽修0911 学 生 姓 名 指 导 教 师 常州工程职业技术学院二0一 年 月 日宝马可变气门正时控制机构VANOS系统研究摘要：汽油机可变气门技术作为一种性价比相当高的技术方案，得到了广泛的应用特别是近几年由于油价的攀升和日趋严格的环保法规，加之技术的相对成熟和成本的降低，该技术在一些高档车上也开始采用。

本论文针对采用现代轿车用汽油机最新技术-完全可变气门驱动机构VVA的宝马新款系列发动机进行结构、原理方面的技术分析，从而给出宝马新款系列发动机新技术特点的综合分析报告主要研究内容包括：以完全可变气门技术为主要研究对象，对宝马完全可变气门技术的结构和工作原理进行分析，从而进一步的了解可变气门技术；其次，对宝马新款发动机上的其他新技术，如几何截面控制的DISA可变进气系统，汽油缸内直接喷射技术和混合气形成与燃烧的双模式控制策略，汽油机最新的排气后处理技术-NOx存储式催化转换装置的工作原理，汽油机EGR控制技术的工作原理，润滑系统和冷却系统采用的新技术等等，进行研究分析此外，宝马新款系列发动机新技术还包括机体组件新材料、新工艺的应用本文通过对宝马新款发动机的完全可变气门技术和发动机上其他新技术的研究分析，对这些技术的结构和工作原理充分的了解，进而了解未来发动机技术的发展趋势，了解发动机技术的研究方向关键词： 发动机 可变气门技术 新技术Abstract:Recently gasoline engine adopting the variable valve timing mechanism as a effective technology has been a wide range of applications。

In particular， due to rising oil prices and increasingly stringent environmental regulations， coupled with relatively mature technologies and lower costs， the technology in a number of high-end vehicles have begun to be adoptedIn this paper， aiming at modern cars with the latest technology in gasoline engine，Carrying on a technical analysis which is the structure and principle of the new series of BMW adopting the variable valve timing mechanism ，thus receive the comprehensive analysis of the report of the new BMW series engine's technical characteristics。

The main research contents includes: take completely variable air valve technique as a main research object， carry on analysis to the structure and the work principle of BWM adopting the variable valve timing mechanism， further understanding of variable valve timing technology Secondly， conducting research and analysis to the other new technologies on the new BMW-engine ，such as DISA-controlled variable intake system， cylinder gasoline direct injection technology and the mixture formation and combustion of the dual-mode control strategy， the latest gasoline engine exhaust after-treatment technology-NOx storage-type catalytic converter of the working principle， gasoline engine EGR control the technology works ，the new technologies on lubrication system and cooling system ， etc。

In addition， the new BMW series of new technology engines， including the body components also new materials， new technology applicationsBased on the new BMW- engine adopting the variable valve timing mechanism and other new technology research and analysis， the structure of these technologies and working principle of full understanding， then understand future the motor technical development trend， understanding motor technical research directionKey words: engine variable valve timing technology new technology目录第一章 绪论 41.1课题的提出和研究意义 41.2国内外可变气门配气机构的现状和发展趋势 51.2.1 可变配气机构分类 51.2.2 可变气门技术的发展现状 61.2.3 BMW发动机可变气门技术的发展过程 61.3本论文的研究目的和工作内容 8第二章 对可变气门宝马发动机新技术分析 92.1全可变气门升程机构 Valvetronic II的工作原理 92.2可变气门正时控制机构VANOS的工作原理 112.3 全可变气门机构电子控制系统 122.4 本章小结 13参考文献 14致谢 15第一章 绪论1.1课题的提出和研究意义能源与环境问题是目前汽车工业所面临的两个问题。

现代高科技的发展已将汽车发动机的节能、减排、低排放作为“节能-高效-环保”一体化课题进行综合研究和技术开发为了同时提高汽油机的燃油经济性和动力性，满足越来越严格的排放法规要求，世界各大公司竟相采用新技术装备其生产的轿车另一方面，随着生活水平的提高和产品的升级以及技术的发展，人们对汽车的动力性、舒适性的要求却在不断的提高要求在满足公益目标的前提下，以低的成本获得快捷的交通便利，享受到驾驶乐趣因此，二十一世纪符合市场需求的应当是节能、环保、高性能的汽车针对这种现状，发动机可变气门技术作为一种性价比相当高的技术方案，近年来在对发动机的高效率化、降低油耗、提高性能和降低尾气排放的要求越来越高的情况下，作为手段之一的可变配气机构正逐步商业化众所周知，传统发动机配气机构的气门运行参数（气门开启相位、气门开启持续角度和气门升程）是固定不变的，参数的确定取决于设计的工况点因此，传统发动机，往往将气门正时设计成高速全负荷工况最为有利，以便求得最大的标定功率近年来由于更注重油耗和排放，就必须考虑小负荷的工况，因为小负荷的工况对排放的影响最大这样，这两个工况范围对气门运行参数的要求甚至是矛盾的，因此需要综合发动机的全部工况，采取一种折衷的处理方式来确定这些参数，长期以来，这些这衷可能被认为是可靠的，可行的，但是，随着“高效、低能耗、低排放”的要求不但提高，这种折衷明显不是长久之计，进而要求气门运行参数随发动机工况的改变而变化，从而在全工况范围内优化充量的更换。

为了满足发动机全工况的要求，就需要设计可变的配气相位可变气门技术就改变了传统发动机中配气相位固定不变的状态，在发动机运转工况范围内提供最佳的配气正时，较好地解决了高转速和低转速、大负荷和小负荷下动力性与经济性的矛盾，同时在一定程度上改善了废气排放更一步的说，可变气门技术可以用来减小发动机泵气损失、加快进气速度、改善混合气质量、提高进气效率、最终改善发动机的燃烧过程，使动力性、经济性、排放性以及响应性能得到综合提高对于汽油机而言，应用可变气门技术有以下几个优点：1. 提高发动机的动力性：低速时，提前关闭进气门减少进气回流;高速时，推迟关闭进气门，充分利用气流的惯性过后充气，提高充气效率2. 改善部分负荷的燃油经济性：众所周知，部分负荷时汽油机燃油经济性低于柴油机的一个重要原因是节气门带来的泵吸损失通过可变气门技术，在部分负荷时利用进气门早关，减少压缩始点缸内混合气的量，即可实现无节气门的负荷控制方式，减少泵吸损失，提高了燃油经济性另外，也可以通过气门的升程来控制负荷在小负荷时，利用较小的气门升程，控制进入缸内的混合气的量，同样可以实现无节气门的负荷控制方式而且，由于气门升程较小，流过气门的气流速度较快，改善了燃油与空气的混合，进而可以改善燃烧过程。

3. 改善怠速的稳定性和低速时的平稳性：怠速时，通过可变气门定时，减小气门重叠角，进而减小充量更换过程中进排气的相互影响，提高怠速和低速的稳定性，并可以降低怠速转速4. 降低排放：利用可变气门技术，控制缸内EGR量，可以有效降低排放，特别是NOX的排放1.2国内外可变气门配气机构的现状和发展趋势1.2.1 可变配气机构分类根据内燃机理论上对配气机构的要求，目前成为主流的可变配气机构按功能上可分为两大类：①可变气门正时(Variable Valve Timing，VVT)，即气门开启与关闭时刻可变见图1.1）其原理是低速时，提前关闭进气门减少进气回流;高速时，推迟关闭进气门，充分利用气流的惯性过后充气，提高充气效率最早是1983年由阿尔法罗密欧公司开始批量生产，现在已逐渐成为主流②可变气门升程(Variable Valve Lift，VVL)，即改变气门开启的最大升程见图1.2）其原理是在小负荷时，利用较小的气门升程，控制进入缸内的混合气的量，同样可以实现无节。