有關(guān)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可變技術(shù)的綜述-全文預(yù)覽
【正文】 ir系統(tǒng)的工作原理要直接得多，而且結(jié)構(gòu)相對簡單。然而一個(gè)巧妙之處在于對同一氣缸內(nèi)兩個(gè)進(jìn)氣門采用不同步的開啟和關(guān)閉時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)油、氣的充分混合。這套系統(tǒng)中還有一個(gè)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)需要注意，那就是兩個(gè)進(jìn)氣門無論是在普通凸輪還是高角度凸輪下的相位和升程是有差別的，也就是說兩個(gè)進(jìn)氣門開啟和關(guān)閉的時(shí)間以及升程并不相同。發(fā)動(dòng)機(jī)在高負(fù)載的情況下，AVS系統(tǒng)將螺旋溝槽套筒向右推動(dòng)，使角度較大的凸輪得以推動(dòng)氣門。英菲尼迪的這項(xiàng)技術(shù)的原理與BMW的Valvetronic可謂大同小異，也是實(shí)現(xiàn)了對發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出做出更為綿密細(xì)致的調(diào)節(jié)，不過這項(xiàng)技術(shù)還只是應(yīng)用在日產(chǎn)旗下的高端車型上。搖臂通過偏心輪套在控制桿上，而控制桿可以在電機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)一定角度。如果氣門升程大小也可以針對發(fā)動(dòng)機(jī)不同的工況和轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的話，那么就能提升發(fā)動(dòng)機(jī)在各種情況下的動(dòng)力性能。不過在此基礎(chǔ)上，通過引入可變氣門升程技術(shù)可以彌補(bǔ)VVT的缺憾，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的呼吸更為順暢、自然。系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱階段使用一套專用參數(shù)以幫助三元催化轉(zhuǎn)換器更快達(dá)到理想工作溫度并降低排放。在低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，移動(dòng)凸輪軸的位置，使氣門延時(shí)打開，提高怠速質(zhì)量并改進(jìn)功率輸出的平穩(wěn)性。BMW的這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)十分成熟，而且通過不斷的優(yōu)化，Valvetronic技術(shù)也突破了轉(zhuǎn)速的限制，可以應(yīng)用在Mpower的V8雙渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)上。當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)會(huì)首先驅(qū)動(dòng)偏心軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，然后中間推桿和搖臂會(huì)產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)，偏心軸旋轉(zhuǎn)的角度不同，最終凸輪軸通過中間推桿和搖臂頂動(dòng)氣門產(chǎn)生的升程也會(huì)不同。而另一種情況就是當(dāng)我們需要加速或高轉(zhuǎn)速行駛時(shí)，這時(shí)MIVEC系統(tǒng)會(huì)讓兩個(gè)進(jìn)氣門同時(shí)以同樣的最大升程開啟，這時(shí)的進(jìn)氣效率能顯著提高，令發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能有充足的儲(chǔ)備。裝備MIVEC系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)與普通發(fā)動(dòng)機(jī)一樣采用每缸四氣門，兩進(jìn)兩排的設(shè)計(jì)，但不同的是它可以控制每缸兩個(gè)進(jìn)氣門的開閉大小。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低到某一設(shè)定的低轉(zhuǎn)速時(shí)，搖臂內(nèi)的液壓也隨之降低，活塞在回位彈簧作用下退回原位，3個(gè)搖臂分開。發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)，小活塞在原位置上3個(gè)搖臂分離，2個(gè)凸輪分別推動(dòng)相應(yīng)的2個(gè)搖臂，控制2個(gè)進(jìn)氣門的開閉，氣門升程較小。本田的可變氣門升程系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理并不復(fù)雜，工程師利用第三根搖臂和第三個(gè)凸輪即實(shí)現(xiàn)了看似復(fù)雜的氣門升程變化。～30。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。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。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)。氣門重疊的角度往往對發(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時(shí)間也越短，因此要達(dá)到更高的充氣效率，就需要延長發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣和排氣時(shí)間?？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。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。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。（一）配氣相位機(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。 慣性可變進(jìn)氣系統(tǒng)，是通過改變進(jìn)氣歧管的形狀的長度，低轉(zhuǎn)速用長進(jìn)氣管，保證空氣密度，維持低轉(zhuǎn)的動(dòng)力輸出效率；高轉(zhuǎn)用短進(jìn)氣歧管，加速空氣進(jìn)入汽缸的速度，增強(qiáng)進(jìn)氣氣流的流動(dòng)慣性，保證高轉(zhuǎn)下的進(jìn)氣量，以此來兼顧各段轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)的表現(xiàn)。二、關(guān)鍵詞：可變氣門技術(shù)、可變氣缸技術(shù)、可變進(jìn)氣歧管技術(shù)三、引言可變進(jìn)氣系統(tǒng)分為兩類：(1)多氣門分別投入工作；(2)可變進(jìn)氣道系統(tǒng)。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。2. 可變進(jìn)氣道系統(tǒng) 可變進(jìn)氣道系統(tǒng)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速，使用不同長度及容積的進(jìn)氣管向氣缸內(nèi)充氣，以便能形成慣性充氣效應(yīng)及諧振脈沖波效應(yīng)，從而提高充氣效率及發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能。提升動(dòng)力的同時(shí)，也降低了油耗水平。門開啟的角度越大，開啟的時(shí)間越長，進(jìn)出的人流量越大，反之亦然。（二）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)速和工況時(shí)的需要。對于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)而言，這個(gè)道理同樣適用。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”。相反，如果配氣機(jī)構(gòu)只對低轉(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。以豐田的VVTi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。近幾十年來，基于提高汽車發(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)。Passat B5發(fā)動(dòng)機(jī)所應(yīng)用的可變氣門正時(shí)系統(tǒng)，是通過微機(jī)控制可變氣門調(diào)節(jié)器上升和下降獲得齒形皮帶輪與進(jìn)氣凸輪（進(jìn)氣門）的相對位置變化，這種結(jié)構(gòu)屬于凸輪軸配氣相位可變結(jié)構(gòu)，一般可調(diào)整20。2. iVTEC我們最熟悉的可變氣門升程系統(tǒng)可能非本田的iVETC莫屬了，日本本田汽車公司在1989年推出了其自行研發(fā)的“VTEC”技術(shù)，英文全稱“Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System”，即“可變氣門配氣相位和氣門升程電子控制系統(tǒng)”，是世界上第一個(gè)能同時(shí)控制氣門開閉時(shí)間及升程的氣門控制系統(tǒng)。除了原有控制2個(gè)氣門的一對凸輪和和一對搖臂外，該系統(tǒng)增加了一個(gè)較高的中間凸輪及相應(yīng)的搖臂，3個(gè)搖臂內(nèi)部裝有由液壓控制移動(dòng)的小活
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