可變氣門正時技術

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1、可變氣門正時技術可變氣門正時技術幾乎已成為當今發(fā)動機的標準配置，為了進一步挖掘傳統(tǒng)內燃機的潛力，工程人員又在此基礎上研發(fā)出可變氣門升程技術，當二者有效的結合起來時，則為發(fā)動機在各種工況和轉速下提供了更高的進、排氣效率。提升動力的同時，也降低了油耗水平。●配氣相位機構的原理和作用我們都知道，發(fā)動機的配氣相位機構負責向氣缸提供汽油燃燒做功所必須的新鮮空氣，并將燃燒后的廢氣排出，這一套動作可以看做是人體吸氣和呼氣的過程。從工作原理上講，配氣相位機構的主要功能是按照一定的時限來開啟和關閉各氣缸的進、排氣門，從而實現(xiàn)發(fā)動機氣缸換氣補給的整個過程

2、。那么氣門的原理和作用又應該怎么理解呢？我們可以將發(fā)動機的氣門比作是一扇門，門開啟的大小和時間長短，決定了進出的人流量。門開啟的角度越大，開啟的時間越長，進出的人流量越大，反之亦然。同樣的道理用于發(fā)動機上，就產(chǎn)生了氣門升程和正時的概念。氣門升程就好象門開啟的角度，氣門正時就好象門開啟的時間。以立體的思維觀點看問題，角度加時間就是一個空間的大小，它也決定了在單位時間內的進、排氣量?！窨勺儦忾T正時和升程技術可以使發(fā)動機的“呼吸”更為順暢自然發(fā)動機的氣門通常由凸輪軸帶動，對于沒有可變氣門正時技術的普通發(fā)動機而言，進、排氣們開閉的時間都是固定

3、的，但是這種固定不變的氣門正時卻很難顧及到發(fā)動機在不同轉速和工況時的需要。前面說過發(fā)動機進、排氣的過程猶如人體的呼吸，不過固定不變的“呼吸”節(jié)奏卻阻礙了發(fā)動機效率的提升。如果你參加過長跑比賽，就能深刻體會到呼吸節(jié)奏的把握對體能發(fā)揮的重要性——太急促或刻意的屏息都可能增加疲勞感，使奔跑欲望降低。所以，我們在長跑比賽時往往需要不斷按照奔跑步伐來調整呼吸頻率，以便時刻為身體提供充足的氧氣。對于汽車發(fā)動機而言，這個道理同樣適用?？勺儦忾T正時和升程技術就是為了讓發(fā)動機在各種負荷和轉速下自由調整“呼吸”，從而提升動力表現(xiàn)，提高燃燒效率?！窨勺儦忾T

4、正時技術前面說過氣門正時控制著氣門的開啟時間，那么VVT（可變氣門正時）技術是如何工作的呢？它又是怎樣達到提升效率、節(jié)約燃油的效果呢？——氣門重疊角對發(fā)動機性能的影響當發(fā)動機處在高轉速區(qū)間時，四沖程發(fā)動機的一個工作沖程僅需千分之幾秒，這么短的時間往往會引起發(fā)動機進氣不足和排氣不凈，影響發(fā)動機的效率。因此，就需要通過氣門的早開和晚關，來彌補進氣不足和排氣不凈的缺憾。這種情況下，必然會出現(xiàn)一個進氣門和排氣門同時開啟的時刻，配氣相位上稱為“氣門重疊角”。氣門重疊的角度往往對發(fā)動機性能產(chǎn)生較大的影響，那么這個角度多大為宜呢？我們知道，發(fā)動機轉

5、速越高，每個氣缸一個工作循環(huán)內留給吸氣和排氣的絕對時間也越短，因此要達到更高的充氣效率，就需要延長發(fā)動機的吸氣和排氣時間。顯然，當轉速越高時，要求的氣門重疊角度越大。但在低轉速工況下，過大的氣門重疊角則會使得廢氣過多的瀉入進氣端，吸氣量反而會下降，氣缸內氣流也會紊亂，此時ECU也會難以對空燃比進行精確的控制，從而導致怠速不穩(wěn)，低速扭矩偏低。相反，如果配氣機構只對低轉速工況進行優(yōu)化，那么發(fā)動機的就無法在高轉速下達到較高的峰值功率。所以發(fā)動機的設計都會選擇一個折衷的方案，不可能在兩種截然不同的工況下都達到最優(yōu)狀態(tài)。所以為了解決這個問題，就

6、要求配氣相位可以根據(jù)發(fā)動機轉速和工況的不同進行調節(jié)，高低轉速下都能獲得理想的進、排氣效率，這就是可變氣門正時技術開發(fā)的初衷?！ぷ髟黼m然可變氣門正時技術在各個廠商的稱謂略有不同，但是實現(xiàn)的方式卻大同小異。以豐田的VVT-i技術為例，其工作原理為：該系統(tǒng)由ECU協(xié)調控制，發(fā)動機各部位的傳感器實時向ECU報告運轉情況。由于在ECU中儲存有氣門最佳正時參數(shù)，所以ECU會隨時對正時機構進行調整，從而改變氣門的開啟和關閉時間，或提前、或滯后、或保持不變，下面這段視頻則清楚的展示了VVT機構的工作原理。簡單的說，VVT系統(tǒng)就是通過在凸輪軸的傳

7、動端加裝一套液力機構，從而實現(xiàn)凸輪軸在一定范圍內的角度調節(jié)，也就相當于對氣門的開啟和關閉時刻進行了調整。VVT-iVVT-i.系統(tǒng)是豐田公司的智能可變氣門正時系統(tǒng)的英文縮寫。近幾十年來，基于提高汽車發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性和降低排污的要求，許多國家和發(fā)動機廠商、科研機構投入了大量的人力、物力進行新技術的研究與開發(fā)。目前，這些新技術和新方法，有的已在內燃機上得到應用，有些正處于發(fā)展和完善階段，有可能成為未來內燃機技術的發(fā)展方向?！∝S田VVT-i發(fā)動機的ECM在各種行駛工況下自動搜尋一個對應發(fā)動機轉速、進氣量、節(jié)氣門位置和冷卻水溫度的最佳氣門

8、正時，并控制凸輪軸正時液壓控制閥，并通過各個傳感器的信號來感知實際氣門正時，然后再執(zhí)行反饋控制，補償系統(tǒng)誤差，達到最佳氣門正時的位置，從而能有效地提高汽車的功率與性能，盡量減少耗油量和廢氣排放。發(fā)動機可變氣門正時技術（V