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汽車發動機氣門正時的機構和技術,也叫連續可變氣門正時系統,當今高性能發動機普遍配備該系統。該系統通過配備的控制及執行系統,對發動機凸輪的相位或者氣門升程進行調節,從而達到優化發動機配氣過程的目的。

1可變氣門

起源
活塞式四衝程引擎都由進氣、壓縮、做功、排氣4個衝程完成,我們關注的是氣門開啟程度對引擎進氣的問題。氣缸進氣的基本原理是「負壓」,也就是氣缸內外的氣體壓強差。在引擎低速運轉時,氣門的開啟程度切不可過大,這樣容易造成氣缸內外壓力均衡,負壓減小,從而進氣不夠充分,對於氣門的工作而言,這個「小程度開啟」需要短行程的方式加以控制;而高速恰恰相反,轉速動輒5000rpm,倘若氣門依然羞羞答答不肯打開,引擎的進氣必然受阻,所以,我們需要長行程的氣門升程。往往,工程師們既要兼顧引擎在低速區的扭矩特性,又想榨取高速區的功率特性,只能採取一條「折中」的思路,到頭來引擎高速沒功率,低速缺扭矩……
所以在這樣的情況下,就需要一種對氣門升程進行調節的裝置,也就是我們要說的「可變氣門正時技術」。該技術既能保證低速高扭矩,又能獲得高速高功率,對引擎而言是一個極大的突破。
80年代,諸多企業開始投入了可變氣門正時的研究,1989年本田首次發布了「可變氣門配氣相位和氣門升程電子控制系統」,英文全稱「Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System,也就是我們常見的VTEC。此後,各家企業不斷發展該技術,到今天已經非常成熟,豐田也開發了VVT-i,保時捷開發了Variocam,現代開發了DVVT……幾乎每家企業都有了自己的可變氣門正時技術。一系列可變氣門技術雖然商品名各異,但其設計思想卻極為相似。

2分類介紹

本田VTEC
與保時捷Variocam略有相同,本田的VTEC原理接近,而控制方式不同。
凸輪軸上依然布置有高速凸輪與低速凸輪,但由於本田引擎的氣門由搖臂驅動,所以不能像保時捷一樣緊湊。控制高低速凸輪切換的是一組結構複雜的搖臂,通過感測器測出引擎轉速,傳送到ECU進行控制,並由ECU發出指令控制搖臂。
簡單地說,就是這套搖臂能夠根據轉速不同自動選取1進1排的2氣門工作或者2進2排的4氣門工作,從而讓發動機在高低速工況下都能順暢自如。
通常,轉速低於3500rpm時,各有一支進氣、排氣凸輪工作,此時發動機近似為一台2氣門發動機,這樣的好處是,能夠增加負壓,利於進氣;轉速超過3500rpm時,液壓系伺服系統接到發動機中央控制器ECU指令,對搖臂內機油加壓,壓力機油推動定時柱塞移動,使得同步柱塞將高速搖臂與主副搖臂剛性連接,此時低速凸輪雖然轉動,但處於空轉狀態,並不參與工作,從而4支活塞共同工作,以適應高速運轉。
雷諾—日產CVTC
雷諾、日產合併之後,多項技術都在集團內部進行共用。其中就包括日產潛心研究的CVTC連續可變氣門正時系統。其原理與本田VTEC接近,也是採用液壓作用改變凸輪軸同步齒形帶輪與凸輪軸末端的夾角,從而改變配氣正時角。
在凸輪軸與正時齒輪之間有高壓油區和低壓油區。只要調節兩個油區之間的壓力差,就能改變配氣正時角了。兩個油區的油壓通過油壓控制閥調節的。當高壓油路(圖中紅色的通道)接通時,整個油室處於加壓狀態,凸輪軸順時針偏轉一定角度,配氣正時被推遲,重疊角增大,適用於低轉速;當電磁閥控制黃色區域壓力高於紅色區域壓力時,凸輪軸逆時針偏轉一定角度,配氣正時被提前,這樣重疊角減小,適用於高轉速。

生產廠商採用的類型

本田
VTEC 分級可變氣門升程 分級可變配氣正時
i-VTEC 分級可變氣門升程 連續可變配氣正時
豐田
vvt-i 連續可變配氣正時
dual vvti 連續可變配氣正時(進排氣門分別獨立控制)
vvtl-i 分級可變氣門升程 連續可變配氣正時
寶馬
Valvetronic 連續可變氣門升程
Double VANOS 連續可變配氣正時(進排氣門分別獨立控制)
大眾
Variable Valve Timing 連續可變配氣正時(進氣門)
好像audi有款 fsi發動機又已經採用了包括可變氣門升程,連續可變進氣門,排氣門配氣正時技術
三菱
MIVEC 分級可變氣門升程 連續可變配氣正時
馬自達
s-vt 分級可變氣門升程 連續可變配氣正時
日產
CVTC 連續可變配氣正時

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