淺談可變氣門(mén)技術(shù)在汽車(chē)上的應(yīng)用(編輯修改稿)
2024-12-04 08:23 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 氣門(mén)行程設(shè)計(jì)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的需求設(shè)定，賽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)采用長(zhǎng)行程設(shè)計(jì)，以獲得高轉(zhuǎn)速是強(qiáng)大的功率輸出，但在低轉(zhuǎn)速的時(shí)候會(huì)工作不穩(wěn)定；普通民用車(chē)則采用兼顧高低轉(zhuǎn)速的氣門(mén)行程設(shè)計(jì)，但會(huì)在高低轉(zhuǎn)速區(qū)域損失動(dòng)力。 采用可變行程技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)，氣門(mén)行程能隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的改變而改變。在高轉(zhuǎn)速時(shí)，采用長(zhǎng)行程來(lái)提高進(jìn)氣效率，讓發(fā)動(dòng)機(jī)的呼吸更順暢，在低速時(shí)，采用短行程，能產(chǎn)生更大的進(jìn)氣負(fù)壓及更多的渦流，讓空氣和燃油充分混合，因而提高低轉(zhuǎn)速時(shí)的扭力輸出。這種機(jī)構(gòu)1992年首次在本田的 VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)。 本章小結(jié)： 可變配氣技術(shù)，從大類上分，包括可變氣門(mén)正時(shí)和可變氣門(mén)行程兩大類，有些發(fā)動(dòng)機(jī)只匹配可變氣門(mén)正時(shí)，如豐田的 vvti發(fā)動(dòng)機(jī)；有些發(fā)動(dòng)機(jī)只匹配了可變氣門(mén)行程，如本田的VTEC；有些發(fā)動(dòng)機(jī)既匹配的可變氣門(mén) 正時(shí)又匹配的可變氣門(mén)行程，如豐田的 VVTLi、本田的iVTEC。 5 第三章 實(shí)例分析 寶馬公司 VCC系統(tǒng)。 寶馬公司 VCC（可變凸輪軸控制）體統(tǒng)可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況的變化，在一定范圍（ 0～9。 7mm）內(nèi)對(duì)氣門(mén)升程進(jìn)行連續(xù)控制。 寶馬公司 VCC 裝置的組成如下圖所示。該裝置主要是在傳統(tǒng)配氣機(jī)搆的基礎(chǔ)上，增加了齒扇和中置搖臂，齒扇由 ECU 控制的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的軸上由螺桿與齒扇嚙合；中置搖臂可以齒扇上的中置搖臂軸為支點(diǎn)擺動(dòng)，凸輪通過(guò)中置搖臂驅(qū)動(dòng)氣門(mén)搖臂，在驅(qū)動(dòng)氣門(mén)工作。發(fā)動(dòng) 機(jī)工作時(shí)， ECU 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行工況確定最佳的氣門(mén)升程，并通過(guò)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒扇繞其偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使中置搖臂的擺動(dòng)支點(diǎn)（即中置搖臂軸）與驅(qū)動(dòng)凸輪的相對(duì)位置也隨之變化。 優(yōu)勢(shì)： 與缸內(nèi)直噴，渦輪增壓技術(shù)的搭配默契，性能出色，現(xiàn)已經(jīng)全線裝備在寶馬旗下車(chē)型上，是目前使用范圍最廣的全氣門(mén)控制系統(tǒng)。 不足： 由于機(jī)構(gòu)中彈性受到極限轉(zhuǎn)速的限制，無(wú)法使用在高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)上。 本田公司 VTEC 系統(tǒng)。 本田公司 VTEC（可變配氣正時(shí)及氣門(mén)升程電子控制機(jī)搆）可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況的變化，通過(guò)變換驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門(mén)工作的凸輪，來(lái)實(shí) 現(xiàn)對(duì)進(jìn)氣相位及進(jìn)氣門(mén)升程的控制，并完成單進(jìn)氣門(mén)工作和雙進(jìn)氣門(mén)工作的切換。 6 本田公司 VTEC 的組成如下圖所示，同一缸的兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)有主、次之分，即主進(jìn)氣門(mén)和次進(jìn)氣門(mén)。每個(gè)進(jìn)氣門(mén)通過(guò)單獨(dú)的搖臂驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)主進(jìn)氣門(mén)的搖臂稱為主搖臂，驅(qū)動(dòng)次進(jìn)氣門(mén)的搖臂稱為次搖臂，在主搖臂、次搖臂之間裝有一個(gè)中間搖臂，中間搖臂不與任何氣門(mén)直接接觸，三個(gè)搖臂并列在一起組成進(jìn)氣搖臂總成。凸輪軸上相應(yīng)有三個(gè)不同的凸輪分別驅(qū)動(dòng)主搖臂、中間搖臂和次搖臂，凸輪軸上的凸輪也相應(yīng)分為主凸輪、中間凸輪和次凸輪；在凸輪形狀設(shè)計(jì)上，中間凸輪的升程最大，次 凸輪的升程最小，主凸輪的形狀適合發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)主進(jìn)氣門(mén)單獨(dú)工作時(shí)的配氣相位要求，中間凸輪的形狀適合發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)主、次雙進(jìn)氣門(mén)工作時(shí)的配氣相位要求。正時(shí)片是在正時(shí)活塞處于初始位置和工作位置時(shí)，靠復(fù)位彈簧使其插入正時(shí)活塞相應(yīng)的槽中，使正時(shí)活塞定位。 本田公司 VTEC 的工作原理如下圖所示，驅(qū)動(dòng)兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)的三個(gè)搖臂內(nèi)有油缸孔，油缸孔中裝有靠液壓控制的正時(shí)活塞、同步活塞、阻擋活塞及彈簧。正時(shí)活塞一端的油缸孔通過(guò)搖臂軸內(nèi)腔與發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑油道連通， ECU 通過(guò)電磁閥控制油道的通、斷。發(fā)動(dòng)機(jī)低速小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， VTEC 電磁閥 不通電而關(guān)閉油道，機(jī)油壓力不能作用在正時(shí)活塞上，在次搖臂油缸孔內(nèi)的彈簧和阻擋活塞作用下，正時(shí)活塞和同步活塞 A 回到主搖臂油缸孔內(nèi)，與中間搖臂等寬的同步活塞 B 停留在中間搖臂的油缸孔內(nèi)，三個(gè)搖臂彼此獨(dú)立。此時(shí)，主凸輪通過(guò)主搖臂驅(qū)動(dòng)主進(jìn)氣門(mén)，中間凸輪驅(qū)動(dòng)中間搖臂空擺，次凸輪通過(guò)次搖臂驅(qū)動(dòng)次進(jìn)氣門(mén)微量開(kāi)啓，配氣機(jī)搆處于單進(jìn)、雙排氣門(mén)工作狀態(tài)；次進(jìn)氣門(mén)微量開(kāi)啓的主要目的是防止次進(jìn)氣門(mén)附近積聚燃燒。發(fā)動(dòng)機(jī)高速大負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)， ECU 接通 VTEC 電磁閥電路，使電磁閥開(kāi)啓，來(lái)自潤(rùn)滑油道的機(jī)油壓力作用在正時(shí)活塞一側(cè)，由正時(shí)活塞推動(dòng) 兩同步活塞移動(dòng)，兩同步活塞分別 7 將主搖臂與中間搖臂、次搖臂與中間搖臂插接成一體，成為一個(gè)同步工作的組合搖臂，此時(shí)，由于中間凸輪升程最大，組合搖臂受中間凸輪驅(qū)動(dòng)，兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)同步工作，進(jìn)氣門(mén)的配氣相位和升程與發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)相比，其升程、提前開(kāi)啓
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