可變氣門正時(shí)技術(shù)

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1、可變氣門正時(shí)技術(shù)可變氣門正時(shí)技術(shù)幾乎已成為當(dāng)今發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置，為了進(jìn)一步挖掘傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的潛力，工程人員又在此基礎(chǔ)上研發(fā)出可變氣門升程技術(shù)，當(dāng)二者有效的結(jié)合起來時(shí)，則為發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況和轉(zhuǎn)速下提供了更高的進(jìn)、排氣效率。提升動(dòng)力的同時(shí)，也降低了油耗水平?！衽錃庀辔粰C(jī)構(gòu)的原理和作用我們都知道，發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)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(dòng)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(jī)構(gòu)的主要功能是按照一定的時(shí)限來開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸換氣補(bǔ)給的整個(gè)過程。那么氣門的原理和作用又應(yīng)該怎么

2、理解呢？我們可以將發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門比作是一扇門，門開啟的大小和時(shí)間長(zhǎng)短，決定了進(jìn)出的人流量。門開啟的角度越大，開啟的時(shí)間越長(zhǎng)，進(jìn)出的人流量越大，反之亦然。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)的概念。氣門升程就好象門開啟的角度，氣門正時(shí)就好象門開啟的時(shí)間。以立體的思維觀點(diǎn)看問題，角度加時(shí)間就是一個(gè)空間的大小，它也決定了在單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)、排氣量。●可變氣門正時(shí)和升程技術(shù)可以使發(fā)動(dòng)機(jī)的“呼吸”更為順暢自然發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門通常由凸輪軸帶動(dòng)，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)、排氣們開閉的時(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)速和工況

3、時(shí)的需要。前面說過發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、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(dòng)機(jī)效率的提升。如果你參加過長(zhǎng)跑比賽，就能深刻體會(huì)到呼吸節(jié)奏的把握對(duì)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?cè)陂L(zhǎng)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，以便時(shí)刻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?？勺儦忾T正時(shí)和升程技術(shù)就是為了讓發(fā)動(dòng)機(jī)在各種負(fù)荷和轉(zhuǎn)速下自由調(diào)整“呼吸”，從而提升動(dòng)力表現(xiàn)，提高燃燒效率。●可變氣門正時(shí)技術(shù)前面說過氣門正時(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

4、是怎樣達(dá)到提升效率、節(jié)約燃油的效果呢？——?dú)忾T重疊角對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處在高轉(zhuǎn)速區(qū)間時(shí)，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作沖程僅需千分之幾秒，這么短的時(shí)間往往會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣不足和排氣不凈，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。因此，就需要通過氣門的早開和晚關(guān)，來彌補(bǔ)進(jìn)氣不足和排氣不凈的缺憾。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“氣門重疊角”。氣門重疊的角度往往對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能產(chǎn)生較大的影響，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)氣缸一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)留給吸氣和排氣的絕對(duì)時(shí)間也越短，因此要達(dá)到更高的充氣效率，就需要延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣和排氣時(shí)間。顯然，

5、當(dāng)轉(zhuǎn)速越高時(shí)，要求的氣門重疊角度越大。但在低轉(zhuǎn)速工況下，過大的氣門重疊角則會(huì)使得廢氣過多的瀉入進(jìn)氣端，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)速工況進(jìn)行優(yōu)化，那么發(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。所以發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)都會(huì)選擇一個(gè)折衷的方案，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，就要求配氣相位可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和工況的不同進(jìn)行調(diào)節(jié)，高低轉(zhuǎn)速下都能獲得理想的進(jìn)、排氣效率，這就是可變氣門正時(shí)技術(shù)開發(fā)的初衷?！ぷ髟黼m然可變氣門正時(shí)技術(shù)在各

6、個(gè)廠商的稱謂略有不同，但是實(shí)現(xiàn)的方式卻大同小異。以豐田的VVT-i技術(shù)為例，其工作原理為：該系統(tǒng)由ECU協(xié)調(diào)控制，發(fā)動(dòng)機(jī)各部位的傳感器實(shí)時(shí)向ECU報(bào)告運(yùn)轉(zhuǎn)情況。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)對(duì)正時(shí)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，從而改變氣門的開啟和關(guān)閉時(shí)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(jī)構(gòu)的工作原理。簡(jiǎn)單的說，VVT系統(tǒng)就是通過在凸輪軸的傳動(dòng)端加裝一套液力機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)凸輪軸在一定范圍內(nèi)的角度調(diào)節(jié)，也就相當(dāng)于對(duì)氣門的開啟和關(guān)閉時(shí)刻進(jìn)行了調(diào)整。VVT-iVVT-i.系統(tǒng)是豐田公司的智能可變氣門正時(shí)系統(tǒng)的英文縮寫。近幾十年來，基于提

7、高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和降低排污的要求，許多國(guó)家和發(fā)動(dòng)機(jī)廠商、科研機(jī)構(gòu)投入了大量的人力、物力進(jìn)行新技術(shù)的研究與開發(fā)。目前，這些新技術(shù)和新方法，有的已在內(nèi)燃機(jī)上得到應(yīng)用，有些正處于發(fā)展和完善階段，有可能成為未來內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向?！∝S田VVT-i發(fā)動(dòng)機(jī)的ECM在各種行駛工況下自動(dòng)搜尋一個(gè)對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、節(jié)氣門位置和冷卻水溫度的最佳氣門正時(shí)，并控制凸輪軸正時(shí)液壓控制閥，并通過各個(gè)傳感器的信號(hào)來感知實(shí)際氣門正時(shí)，然后再執(zhí)行反饋控制，補(bǔ)償系統(tǒng)誤差，達(dá)到最佳氣門正時(shí)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(dòng)機(jī)可變氣門正時(shí)技術(shù)（V