汽車可變氣門正時(shí)技術(shù)

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1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門技術(shù)VVTi，i-Vtec和VVEL等各種可變氣門技術(shù)相信大家都有所了解，基本上，目前市面上新車所搭載的絕大部分發(fā)動(dòng)機(jī)都或多或少的使用了可變氣門技術(shù)?？赡艽蠹乙捕贾揽勺儦忾T技術(shù)都可以有效提升發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力并節(jié)省油耗，但是它們都是通過什么原理實(shí)現(xiàn)的呢？　　我們都知道，發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)向汽缸提供汽油燃燒做功做必須的新鮮空氣，并將燃燒后的廢氣排除出去，這一套動(dòng)作的工作原理可以看做是動(dòng)物呼吸器官的吸氣和呼氣。從工作原理上講，配氣機(jī)構(gòu)的主要功能是按照一定時(shí)限自動(dòng)開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，從而使空氣及時(shí)通過進(jìn)氣門向氣缸內(nèi)供給新鮮空氣或者可燃混合氣，并且及時(shí)將燃燒做功后形成的廢

2、氣從排氣門排出，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸換氣補(bǔ)給的整個(gè)過程?！　∧敲礆忾T的原理和作用應(yīng)該怎么理解呢？我們將發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門比作是一扇門，門的開啟的大小和時(shí)間長短，決定了進(jìn)出入的人流量。門開啟的角度越大，開啟時(shí)間越長，進(jìn)出入的人流量越大，門開啟的角度越小，開啟時(shí)間越短，進(jìn)出入的人流量就越少。在電影院入場看戲時(shí)，需要觀眾挨個(gè)驗(yàn)票進(jìn)場，因此就要控制大門的開啟角度，有些匣道還設(shè)置欄桿，象地鐵出入口一樣。在劇院散場時(shí)要盡快疏散觀眾，就要撤除匣道欄桿，將大門完全打開?！　〈箝T開啟角度和時(shí)間決定人流量，這非常容易理解。同樣的道理用于發(fā)動(dòng)機(jī)上，就產(chǎn)生了氣門升程和正時(shí)以及可變進(jìn)氣歧管的概念。氣門升程就好象門開啟的角度，

3、正時(shí)就好象門開啟的時(shí)間，而進(jìn)氣歧管就是匣道欄桿。以立體的思維觀點(diǎn)看問題，角度加時(shí)間就是一個(gè)容積空間的大小，它的大小則決定了耗油量。　　發(fā)動(dòng)機(jī)氣門是由曲軸通過凸輪軸帶動(dòng)的，氣門的配氣正時(shí)則是由凸輪決定的。對(duì)于沒有可變氣門正時(shí)技術(shù)的普通發(fā)動(dòng)機(jī)而言，進(jìn)排氣們開閉時(shí)間都是固定的，但是這種固定不變的氣門正時(shí)卻很難顧及到發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速工況時(shí)的工作需要。前面我們說過發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣猶如人體的呼吸，不過機(jī)械化的“呼吸”過程卻并不能使發(fā)動(dòng)機(jī)的做功效率有任何提升。　　如果你參加過長跑比賽，就能深刻體會(huì)到呼吸的快慢以及長短對(duì)體能發(fā)揮的影響——太急促或刻意的屏息都有可能增加疲勞感，使奔跑欲望降低。所以，我們?cè)?/p>

4、長跑比賽時(shí)往往需要不斷按照奔跑步伐來調(diào)整呼吸頻率，以便隨時(shí)為身體提供充足的氧氣。對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)而言，這個(gè)道理同樣適用。而可變進(jìn)氣技術(shù)就是為了讓發(fā)動(dòng)機(jī)能夠根據(jù)不同的負(fù)載情況的能夠自由調(diào)整“呼吸”，從而提升動(dòng)力表現(xiàn)，使燃燒更有效率?！　』氐秸}上，前面我們說過氣門正時(shí)控制著氣門的開啟時(shí)間，那么VVT(可變氣門正時(shí))技術(shù)是如何工作的呢？它又是怎樣實(shí)現(xiàn)提升效率節(jié)約燃油的效果呢？　　由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的轉(zhuǎn)速很高，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作行程僅需千分之幾秒，這么短促的時(shí)間往往會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣不足，排氣不凈，造成功率下降。因此，就需要利用氣流的進(jìn)氣慣性，氣門要早開晚關(guān)，以滿足滿足進(jìn)氣充足，排氣干凈的要求。

5、　　這種情況下，必然會(huì)出現(xiàn)一個(gè)進(jìn)氣門和排氣門同時(shí)開啟的時(shí)刻，配氣相位上稱為“重疊階段”。重疊持續(xù)的相對(duì)時(shí)程可以用此間活塞運(yùn)行配氣相位的相對(duì)角度來衡量，這樣就可以拋開轉(zhuǎn)速，把它作為系統(tǒng)的固有特性來看待了?！　∵@種重疊的角度通常都很小，可是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響卻相當(dāng)大。那么這個(gè)角度多大為宜呢？我們知道，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，每個(gè)汽缸一個(gè)周期內(nèi)留給吸氣和排氣的絕對(duì)時(shí)間也越短，因此想要達(dá)到較好的充氣效率，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)需要盡可能長的吸氣和排氣時(shí)間。顯然，當(dāng)轉(zhuǎn)速越高時(shí)，要求的重疊角度越大。也就是說，如果配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是對(duì)高轉(zhuǎn)速工況優(yōu)化的，發(fā)動(dòng)機(jī)容易在較高的轉(zhuǎn)速下，獲得較大的峰值功率。但在低轉(zhuǎn)速工況下，過大的重

6、疊角則會(huì)使得廢氣過多的瀉入進(jìn)氣岐管，吸氣量反而會(huì)下降，氣缸內(nèi)氣流也會(huì)紊亂，此時(shí)ECU也會(huì)難以對(duì)空燃比進(jìn)行精確的控制，從而導(dǎo)致怠速不穩(wěn)，低速扭矩偏低。相反，如果配氣機(jī)構(gòu)只對(duì)低轉(zhuǎn)速工況優(yōu)化，發(fā)動(dòng)機(jī)的就無法在高轉(zhuǎn)速下達(dá)到較高的峰值功率。所以傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)都是一個(gè)折衷方案，不可能在兩種截然不同的工況下都達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。???所以為了解決這個(gè)問題，就要求配氣相位角大小可以根據(jù)轉(zhuǎn)速和負(fù)載的不同進(jìn)行調(diào)節(jié)，高低轉(zhuǎn)速下都可以獲得理想的進(jìn)氣量從而提升發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率，這就是可變氣門正時(shí)技術(shù)開發(fā)的初衷。在低速和怠速工況下，系統(tǒng)縮小進(jìn)排氣時(shí)間使得配氣相位的重疊角減小，從而改善低速下的扭矩表現(xiàn)，而高速下則適當(dāng)增加配氣相

7、位重疊角以提高提升馬力?！　‰m然可變氣門正時(shí)技術(shù)在各個(gè)廠商的稱謂都各不相同，但是實(shí)現(xiàn)的方式大多大同小異，以豐田的VVT-i技術(shù)為例，其工作原理為：系統(tǒng)由ECU協(xié)調(diào)控制，來自發(fā)動(dòng)機(jī)各部位的傳感器隨時(shí)向ECU報(bào)告運(yùn)轉(zhuǎn)工況。由于在ECU中儲(chǔ)存有氣門最佳正時(shí)參數(shù)，所以ECU會(huì)隨時(shí)控制凸輪軸正時(shí)控制液壓閥，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整氣門的開啟時(shí)間，或提前，或滯后，或保持不變。　　市面上的大部分氣門正時(shí)系統(tǒng)都可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣門氣門正時(shí)在一定范圍內(nèi)無級(jí)可調(diào)，