可变气门升程技术图解

2020-06-20 19:51:20 出处:汽修知识网 作者:李师傅

当人快速奔跑时,氧气消耗量就会增大。为了呼进更多的空气,你会自然地张大嘴巴;反之,如果平常走路时,你的嘴巴不会张得太大。对于发动机来讲,也是如此,当高转速时,也需要吸入更多的空气(混合气),因此如能把气门提得更高些(改变升程),或延长气门的打开时间(改变正时),便能满足需求,从而提高动力;反之,当在低速时,则可以降低气门的升程或缩短打开时间,少吸入些混合气,从而节省燃料。

可变气门升程技术图解

但是,传统发动机的气门升程和正时都是固定的,不论你是否需要更多的氧气,它都是张一样大的嘴,呼入同样多的气,这样对节油和提高动力都不利。因此,现在各种各样的可变气门技术便应运而生。虽然各厂家所采用的执行机构不尽相同,但基本都是控制气门的升程或正时,或对气门正时和升程同时进行控制,因为气缸的进气量或排气量主要取决于气门的升程和正时。可变气门可以使气门在低速时进排气少点,在高速时进排气多点,从而使供给的燃料不浪费,也不亏欠,燃烧更完全,对动力、节油、排放都有好处。

总体来说,可变气门技术可以分为可变气门正时(VVT)与可变气门升程(VVL)两大类,今天我们主要介绍可变气门升程技术。不同厂家有不同的解决方案,下面通过两个典例:奥迪 AVS 系统和本田 i-VTEC 系统,让你进一步理解可变气门升程技术的工作原理。

1、奥迪 AVS 系统

可变气门正时技术图解

它为每个进气门设计了两组不同角度的凸轮,同时在凸轮轴上安装有螺旋沟槽套筒。螺旋沟槽套筒由电磁驱动器加以控制,用以切换两组不同的凸轮,从而改变进气门的升程。它可以调节的转速范围很大,并且可以实现一个气缸上的两个进气门开度不同,这样在保证发动机良好动力的同时也兼顾了高速节油效果。

可变气门正时技术图解

①当发动机转速较低时,ECU 下达指令,电磁阀作用于凸轮轴向左移动,使压向气门的凸轮形状变小,从而使气门的升程变短,进气量也减少。②当发动机转速较高时,ECU 下达指令,电磁阀作用于凸轮轴向右移动,使压向气门的凸轮形状变大,从而使气门的升程变长,进气量也变大。

2、本田 i-VTEC 系统

可变气门正时技术图解

最早使用可变气门升程系统的是本田,这就是大家非常熟悉的VTEC系统。它可以使气门升程根据发动机转速变化作出相应的实时调整,使气缸的充气量能够同时满足发动机低转速和高转速下的不同需要 。它是在配气系统中加入了第三根凸轮和第三个摇臂,从而实现了进气门升程的两段或三段式调节。不过它只有在发动机达到一定转速后突然启动,发动机动力会有一个瞬间的提升,噪音也会变得很大。有很多开本田车的人特别喜欢这种动力突变的感觉,会在高速上突然加速,以便能听到这个“VTEC音”。

总结:

发动机在各种转速下对进排气的需求是不同的,固定的气门行程往往只能满足发动机在某一区间的性能需求。如何让发动机在低速和高速两种工况下都达到最优状态,聪明的汽车工程师设计出了可变气门技术。可变气门技术比较多,除了今天重点讲解的 VVL 可变气门升程,还有 VVT 可变气门正时和 DVVT 进排气门双可变气门正时等,在后续的文章中,我们会对它们进行更详细的介绍。

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