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可變氣門

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(lái)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。

可變氣門

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(lái)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。

● 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(guò)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(lái)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(guò)程。

那么氣門的原理和作用又應(yīng)該怎么理解呢?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(wèn)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(méi)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。前面說(shuō)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣的過(guò)程猶如人體的呼吸,不過(guò)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(guò)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(lái)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(shuō)過(guò)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(guò)氣門的早開和晚關(guān),來(lái)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,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(guò)大的氣門重疊角則會(huì)使得廢氣過(guò)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(wú)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(wèn)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。

——工作原理

雖然可變氣門正時(shí)技術(shù)在各個(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(shuō),VVT系統(tǒng)就是通過(guò)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-i

VVT-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(lái),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(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(lái)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向。

豐田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(guò)各個(gè)傳感器的信號(hào)來(lái)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)(VVT,Variable Valve Timing)是近些年來(lái)被逐漸應(yīng)用于現(xiàn)代轎車上的新技術(shù)中的一種,發(fā)動(dòng)機(jī)采用可變氣門正時(shí)技術(shù)可以提高進(jìn)氣充量,使充量系數(shù)增加,發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和功率可以得到進(jìn)一步的提高。

i-VTEC

我們最熟悉的可變氣門升程系統(tǒng)可能非本田的i-vtec莫屬了,本田也是最早將可變氣門升程技術(shù)發(fā)揚(yáng)光大的廠商。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。

當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在中、低轉(zhuǎn)速時(shí),三根搖臂處于分離狀態(tài),普通凸輪推動(dòng)主搖臂和副搖臂來(lái)控制兩個(gè)進(jìn)氣門的開閉,氣門升量較小。此時(shí)雖然中間凸輪也推動(dòng)中間搖臂,但由于搖臂之間是分離的,所以兩邊的搖臂不受它控制,也不會(huì)影響氣門的開閉狀態(tài)。

發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到某一個(gè)設(shè)定的轉(zhuǎn)速時(shí),電腦即會(huì)指令電磁閥啟動(dòng)液壓系統(tǒng),推動(dòng)搖臂內(nèi)的小活塞,使三根搖臂鎖成一體,一起由高角度凸輪驅(qū)動(dòng),這時(shí)氣門的升程和開啟時(shí)間都相應(yīng)的增大了,使得單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)氣量更大,發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力也更強(qiáng)。這種在一定轉(zhuǎn)速后突然的動(dòng)力爆發(fā)極大的提升了駕駛樂(lè)趣。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到某一轉(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,三根搖臂分開。

點(diǎn)評(píng):這項(xiàng)技術(shù)在本田車型上的普及度較高,但是分段式的氣門調(diào)節(jié)方式還是令發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出不夠線性。

MIVEC

MIVEC全稱為“Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control system”,中文解釋為三菱智能可變氣門正時(shí)與升程管理系統(tǒng)。

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。如在低速行駛時(shí),MIVEC系統(tǒng)發(fā)出指令此時(shí)兩個(gè)進(jìn)氣門中的其中一個(gè)升程很小,這時(shí)基本就相當(dāng)于一臺(tái)兩氣門發(fā)動(dòng)機(jī)。由于只有一個(gè)進(jìn)氣門工作,吸入的空氣不會(huì)通過(guò)汽缸中心,所以能產(chǎn)生較強(qiáng)的進(jìn)氣渦流,對(duì)于低速行駛,尤其是冷車怠速條件下能增大燃燒速率,使燃燒更充分從而也大大提高了經(jīng)濟(jì)性。在我們?nèi)粘P熊囍?,?jīng)常會(huì)遇到這種情況,比如堵車時(shí),這時(shí)裝備了MIVEC系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)比普通發(fā)動(dòng)機(jī)能節(jié)省不少的燃料。

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。

當(dāng)然MIVEC并不是只有這兩種可變的工作狀態(tài),它可以根據(jù)各傳感器傳來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)工況信號(hào)來(lái)適時(shí)調(diào)整最合理的配氣正時(shí),總而言之mivec可以令發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)刻處在最佳燃燒狀態(tài)。

Valvetronic

BMW的Valvetronic系統(tǒng)在傳統(tǒng)的配氣相位機(jī)構(gòu)上增加了一根偏心軸,一個(gè)步進(jìn)電機(jī)和中間推桿等部件,該系統(tǒng)借由步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn),再在一系列機(jī)械傳動(dòng)后很巧妙的改變了進(jìn)氣門升程的大小。

當(dāng)凸輪軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),凸輪會(huì)驅(qū)動(dòng)中間推桿和搖臂來(lái)完成氣門的開啟和關(guān)閉。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(guò)中間推桿和搖臂頂動(dòng)氣門產(chǎn)生的升程也會(huì)不同。在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下,進(jìn)氣門的升程可以實(shí)現(xiàn)從0.18mm到9.9mm之間的無(wú)級(jí)變化。

BMW的Valvetronic技術(shù)已經(jīng)覆蓋了旗下的多款發(fā)動(dòng)機(jī),包括目前陸續(xù)推出的渦輪增壓新動(dòng)力。該技術(shù)能夠讓發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)駕駛者的意圖做出更迅捷的反饋,同時(shí)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)對(duì)氣門升程的精確控制,實(shí)現(xiàn)了車輛在各種工況和負(fù)荷下的最佳動(dòng)力匹配。

點(diǎn)評(píng):BMW的這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)十分成熟,而且通過(guò)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M-power的V8雙渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)上。如何保證在正確的時(shí)間使氣門升程處在合適的位置是這項(xiàng)技術(shù)的最大難點(diǎn),不過(guò)它的確做到了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行更為精準(zhǔn)和細(xì)致的調(diào)控管理。

Double-VANOS

Double-VANOS:雙凸輪軸可變氣門正時(shí)系統(tǒng)。

Double-VANOS是由BMW開發(fā)的雙凸輪軸可變氣門正時(shí)系統(tǒng),這是寶馬技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域中的又一項(xiàng)成就:Double-VANOS雙凸輪軸可變氣門正時(shí)系統(tǒng)根據(jù)油門踏板和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制扭矩曲線,進(jìn)氣和排氣氣門正時(shí)則根據(jù)凸輪軸上可控制的角度按照發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行條件進(jìn)行無(wú)級(jí)的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。

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。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí),氣門提前打開:增強(qiáng)扭矩,降低油耗并減少排放。高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí),氣門重新又延時(shí)打開,為全額功率輸出提供條件。

Double-VANOS雙凸輪軸可變氣門正時(shí)系統(tǒng)還控制循環(huán)返回進(jìn)氣歧管的廢氣量以增強(qiáng)燃油經(jīng)濟(jì)性。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。整個(gè)過(guò)程由車輛的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)(DME)控制。

雙VVT

市面上的絕大部分氣門正時(shí)系統(tǒng)都可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣門正時(shí)在一定范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)可調(diào),而一部分發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣門也配備了VVT系統(tǒng),從而在進(jìn)、排氣門都實(shí)現(xiàn)了氣門正時(shí)無(wú)級(jí)可調(diào)(也就是D-VVT,雙VVT技術(shù)),進(jìn)一步優(yōu)化了燃燒效率。

傳統(tǒng)的VVT技術(shù)通過(guò)合理的分配氣門開啟的時(shí)間確實(shí)可以有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和燃油經(jīng)濟(jì)性,但是這項(xiàng)技術(shù)也有局限性和自身的瓶頸。不過(guò)在此基礎(chǔ)上,通過(guò)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。

我們都知道,發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)質(zhì)的動(dòng)力表現(xiàn)是取決于單位時(shí)間內(nèi)氣缸的進(jìn)氣量。前面說(shuō)過(guò),氣門正時(shí)代表了氣門開啟的時(shí)間,而氣門升程則代表了氣門開啟的大小。從原理上看,可變氣門正時(shí)技術(shù)也是通過(guò)改變進(jìn)氣量來(lái)改善動(dòng)力表現(xiàn)的,但是氣門正時(shí)只能提前或者推遲氣門開啟的時(shí)間,并不能有效改善氣缸內(nèi)單位時(shí)間的進(jìn)氣量,因此對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的幫助是有限的。如果氣門升程大小也可以針對(duì)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。

VVEL

英菲尼迪的VVEL系統(tǒng)的工作原理與BMW的Valvetronic類似,但在結(jié)構(gòu)上稍有不同。VVEL系統(tǒng)使用一套螺套和螺桿的組合實(shí)現(xiàn)了氣門升程的連續(xù)可調(diào)。在系統(tǒng)工作時(shí),電機(jī)通過(guò)ECU信號(hào)控制螺桿和螺套的相對(duì)位置,螺套則帶動(dòng)搖臂、控制桿等部件,最終改變氣門升程的大小。

搖臂通過(guò)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。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速或者大負(fù)荷時(shí),電機(jī)帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng),套在螺桿上的螺套也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的橫向移動(dòng),與螺套聯(lián)動(dòng)的機(jī)構(gòu)使得控制桿逆時(shí)針或順時(shí)針發(fā)生旋轉(zhuǎn)。由于搖臂套在控制桿的偏心輪上,因此搖臂的旋轉(zhuǎn)中心也會(huì)隨之上升或下降,從而達(dá)到改變氣門升程的目的。雖然整個(gè)機(jī)構(gòu)看起來(lái)比較復(fù)雜,摩擦副也相對(duì)較多,但由于系統(tǒng)中的搖臂,控制桿和螺套等都是剛性連接,沒(méi)有彈簧類的回位機(jī)構(gòu),使得VVEL系統(tǒng)即使在發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速情況下也無(wú)需考慮慣性的問(wèn)題。

AVS

奧迪的AVS可變氣門升程系統(tǒng)在設(shè)計(jì)理念上與本田的i-VTEC有著異曲同工之妙,只是在實(shí)施手段上略有不同。這套系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)氣門設(shè)計(jì)了兩組不同角度的凸輪,同時(shí)在凸輪軸上安裝有螺旋溝槽套筒。螺旋溝槽套筒由電磁驅(qū)動(dòng)器加以控制,用以切換兩組不同的凸輪,從而改變進(jìn)氣門的升程。

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。在此情況下,氣門升程可達(dá)到11毫米,以提供燃燒室最佳的進(jìn)氣流量和進(jìn)氣流速,實(shí)現(xiàn)更加強(qiáng)勁的動(dòng)力輸出。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)載的情況下,為了追求發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)油性能,此時(shí)AVS系統(tǒng)則將凸輪推至左側(cè),以較小的凸輪推動(dòng)氣門。

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(wú)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(shuō)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。這種不對(duì)稱的進(jìn)氣設(shè)計(jì)是為了讓空氣在流經(jīng)兩個(gè)進(jìn)氣門后,同時(shí)配合特殊造型的燃燒室和活塞頭,可以令混合氣在氣缸內(nèi)實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)和紊流,進(jìn)一步優(yōu)化混合氣的狀態(tài)。

奧迪AVS可變氣門升程系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)700至4000轉(zhuǎn)之間工作,當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于中間轉(zhuǎn)速區(qū)域進(jìn)行定速巡航時(shí),AVS系統(tǒng)可以為車輛提供很好的節(jié)油效果。

點(diǎn)評(píng):奧迪這套系統(tǒng)的氣門升程依然是兩段式的,沒(méi)有做到氣門升程的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié),所以對(duì)進(jìn)氣流量的控制還不夠精確。然而一個(gè)巧妙之處在于對(duì)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。

Multiair

菲亞特的Multiair電控液壓進(jìn)氣系統(tǒng)相比寶馬的Valvetronic和英菲尼迪的VVEL的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜,而且復(fù)雜的配氣機(jī)構(gòu)也會(huì)在一定程度上增加制造成本。然而菲亞特的Multiair電控液壓進(jìn)氣系統(tǒng)卻采用了一種相對(duì)獨(dú)特的手段實(shí)現(xiàn)了氣門升程的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié),在技術(shù)上可謂另辟蹊徑。

Multiair最大的特點(diǎn)就是開創(chuàng)性的使用了電控液壓控制系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)氣門的正時(shí)和升程,雖然發(fā)動(dòng)機(jī)為每缸4氣門的結(jié)構(gòu),但是卻取消了進(jìn)氣門一側(cè)凸輪軸,排氣門側(cè)的凸輪軸通過(guò)液壓機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門。

Multiair系統(tǒng)的工作原理要直接得多,而且結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。進(jìn)氣門上方設(shè)計(jì)有活塞和液壓腔,液壓腔一端與電磁閥相連,電磁閥則通過(guò)ECU信號(hào),根據(jù)工況的不同適時(shí)調(diào)節(jié)流向液壓腔內(nèi)的油量。由凸輪軸驅(qū)動(dòng)的活塞通過(guò)推動(dòng)液壓腔內(nèi)的油液,控制氣門的開啟。系統(tǒng)只需要控制液壓腔內(nèi)的油量的多少即可以完成對(duì)氣門升程的無(wú)級(jí)可調(diào)。

簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)不僅可以減小整個(gè)配氣機(jī)構(gòu)的慣性,而且在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),能量的損失也更小,而且電控加液壓的配合方式還讓Multiair系統(tǒng)擁有極快的響應(yīng)速度,因此可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)沖程內(nèi)多次開啟氣門的模式,使得在怠速和低負(fù)荷工況下?lián)碛懈叩娜紵省H欢鳰ultiair最大的優(yōu)勢(shì)在于成本,由于配氣機(jī)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單,整套Multiair系統(tǒng)也不需要太高的成本,因此這項(xiàng)技術(shù)可以更好的向中低端車型覆蓋。

 
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