淺談可變氣門技術在汽車上的應用(編輯修改稿)
2024-12-04 08:23 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 氣門行程設計是根據(jù)發(fā)動機的需求設定，賽車發(fā)動機采用長行程設計，以獲得高轉(zhuǎn)速是強大的功率輸出，但在低轉(zhuǎn)速的時候會工作不穩(wěn)定；普通民用車則采用兼顧高低轉(zhuǎn)速的氣門行程設計，但會在高低轉(zhuǎn)速區(qū)域損失動力。 采用可變行程技術的發(fā)動機，氣門行程能隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速的改變而改變。在高轉(zhuǎn)速時，采用長行程來提高進氣效率，讓發(fā)動機的呼吸更順暢，在低速時，采用短行程，能產(chǎn)生更大的進氣負壓及更多的渦流，讓空氣和燃油充分混合，因而提高低轉(zhuǎn)速時的扭力輸出。這種機構(gòu)1992年首次在本田的 VTEC發(fā)動機上實現(xiàn)。 本章小結(jié)： 可變配氣技術，從大類上分，包括可變氣門正時和可變氣門行程兩大類，有些發(fā)動機只匹配可變氣門正時，如豐田的 vvti發(fā)動機；有些發(fā)動機只匹配了可變氣門行程，如本田的VTEC；有些發(fā)動機既匹配的可變氣門 正時又匹配的可變氣門行程，如豐田的 VVTLi、本田的iVTEC。 5 第三章 實例分析 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)動機運行工況的變化，在一定范圍（ 0～9。 7mm）內(nèi)對氣門升程進行連續(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)配氣機搆的基礎上，增加了齒扇和中置搖臂，齒扇由 ECU 控制的步進電動機驅(qū)動，步進電動機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擺動，凸輪通過中置搖臂驅(qū)動氣門搖臂，在驅(qū)動氣門工作。發(fā)動 機工作時， ECU 根據(jù)發(fā)動機的運行工況確定最佳的氣門升程，并通過步進電動機驅(qū)動齒扇繞其偏心軸轉(zhuǎn)動，使中置搖臂的擺動支點（即中置搖臂軸）與驅(qū)動凸輪的相對位置也隨之變化。 優(yōu)勢： 與缸內(nèi)直噴，渦輪增壓技術的搭配默契，性能出色，現(xiàn)已經(jīng)全線裝備在寶馬旗下車型上，是目前使用范圍最廣的全氣門控制系統(tǒng)。 不足： 由于機構(gòu)中彈性受到極限轉(zhuǎn)速的限制，無法使用在高轉(zhuǎn)速發(fā)動機上。 本田公司 VTEC 系統(tǒng)。 本田公司 VTEC（可變配氣正時及氣門升程電子控制機搆）可根據(jù)發(fā)動機運行工況的變化，通過變換驅(qū)動進氣門工作的凸輪，來實 現(xiàn)對進氣相位及進氣門升程的控制，并完成單進氣門工作和雙進氣門工作的切換。 6 本田公司 VTEC 的組成如下圖所示，同一缸的兩個進氣門有主、次之分，即主進氣門和次進氣門。每個進氣門通過單獨的搖臂驅(qū)動，驅(qū)動主進氣門的搖臂稱為主搖臂，驅(qū)動次進氣門的搖臂稱為次搖臂，在主搖臂、次搖臂之間裝有一個中間搖臂，中間搖臂不與任何氣門直接接觸，三個搖臂并列在一起組成進氣搖臂總成。凸輪軸上相應有三個不同的凸輪分別驅(qū)動主搖臂、中間搖臂和次搖臂，凸輪軸上的凸輪也相應分為主凸輪、中間凸輪和次凸輪；在凸輪形狀設計上，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)動機低速時主進氣門單獨工作時的配氣相位要求，中間凸輪的形狀適合發(fā)動機高速時主、次雙進氣門工作時的配氣相位要求。正時片是在正時活塞處于初始位置和工作位置時，靠復位彈簧使其插入正時活塞相應的槽中，使正時活塞定位。 本田公司 VTEC 的工作原理如下圖所示，驅(qū)動兩個進氣門的三個搖臂內(nèi)有油缸孔，油缸孔中裝有靠液壓控制的正時活塞、同步活塞、阻擋活塞及彈簧。正時活塞一端的油缸孔通過搖臂軸內(nèi)腔與發(fā)動機的潤滑油道連通， ECU 通過電磁閥控制油道的通、斷。發(fā)動機低速小負荷運轉(zhuǎn)時， VTEC 電磁閥 不通電而關閉油道，機油壓力不能作用在正時活塞上，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)，三個搖臂彼此獨立。此時，主凸輪通過主搖臂驅(qū)動主進氣門，中間凸輪驅(qū)動中間搖臂空擺，次凸輪通過次搖臂驅(qū)動次進氣門微量開啓，配氣機搆處于單進、雙排氣門工作狀態(tài)；次進氣門微量開啓的主要目的是防止次進氣門附近積聚燃燒。發(fā)動機高速大負荷運轉(zhuǎn)時， ECU 接通 VTEC 電磁閥電路，使電磁閥開啓，來自潤滑油道的機油壓力作用在正時活塞一側(cè)，由正時活塞推動 兩同步活塞移動，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，成為一個同步工作的組合搖臂，此時，由于中間凸輪升程最大，組合搖臂受中間凸輪驅(qū)動，兩個進氣門同步工作，進氣門的配氣相位和升程與發(fā)動機低速時相比，其升程、提前開啓
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