连续可变气门正时系统的原理

连续可变气门正时系统的原理 现代引擎多采用 DOHC 的缸盖设计，两根凸轮轴被设置在引擎顶部，通过齿形带轮或链条 从曲轴端取力，并以 2：1 的速度驱动凸轮轴，此时凸轮轴商凸轮的旋转推动气门进行上下 往复运动，从而控制气门的开启和闭合。而我们今天要关注的，其实就是气门开合的问题。 什么是“可变气门行程”？ 活塞式四冲程引擎都由进气、压缩、做功、排气 4 个冲程完成，我们关注的是气门开启 程度对引擎进气的问题。气缸进气的基本原理是“负压”，也就是气缸内外的气体压强差。在 引擎低速运转时， 气门的开启程度wenku.baidu.com不可过大， 这样容易造成气缸内外压力均衡， 负压减小， 从而进气不够充分，对于气门的工作而言，这个“小程度开启”需要短行程的方式加以控制； 而高速恰恰相反，转速动辄 5000rpm，倘若气门依然羞羞答答不肯打开，引擎的进气必然受 阻， 所以， 我们需要长行程的气门升程。 往往， 工程师们既要兼顾引擎在低速区的扭矩特性， 又想榨取高速区的功率特性，只能采取一条“折中”的思路，到头来引擎高速没功率，低速缺 扭矩... 所以在这样的情况下， 就需要一种对气门升程进行调节的装置， 也就是我们要说的“可变 气门正时技术”。该技术既能保证低速高扭矩，又能获得高速高功率，对引擎而言是一个极 大的突破。 80 年代，诸多企业开始投入了可变气门正时的研究，1989 年本田首次发布了“可变气门 配气相位和气门升程电子控制系统”，英文全称“Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System，也就是我们常见的 VTEC。此后，各家企业不断发展该技术，到 今天已经非常成熟， 丰田也开发了 VVT-i， 保时捷开发了 Var iocam， 现代开发了 DVVT…… 几乎每家企业都有了自己的可变气门正时技术。 一系列可变气门技术虽然商品名各异， 但其 设计思想却极为相似。 可变气门正时技术之一：保时捷 Variocam 保时捷 911 跑车引擎采用的可变气门正时技术 Variocam. 当引擎在低转速工况时，气门座顶端的黄色的控制活塞落在气门座内。这样高速凸轮只 能驱动气门座向下行程而不能带动整个气门动作，整个气门由低速凸轮驱动气门顶向下行 程，这样获得的气门开度就较小。反之当发动机在高转速工况时，控制活塞在液压的驱动下 从气门座推入到气门顶中， 把气门座和气门刚性的连接， 高速凸轮驱动气门座时就能带动气 门向下行程获得较大的气门开度。 可变气门正时技术之二：本田 VTEC 凸轮轴上依然布置有高速凸轮与低速凸轮，但由于本田引擎的气门由摇臂驱动，所以不 能像保时捷一样紧凑。 控制高低速凸轮切换的是一组结构复杂的摇臂， 通过传感器测出引擎 转速，传送到 ECU 进行控制，并由 ECU 发出指令控制摇臂。简单地说，就是这套摇臂能够 根据转速不同自动选取 1 进 1 排的 2 气门工作或者 2 进 2 排的 4 气门工作， 从而让发动机在 高低速工况下都能顺畅自如。 通常，转速低于 3500rpm 时，各有一支进气、排气凸轮工作，此时发动机近似为一台 2 气门发动机，这样的好处是，能够增加负压，利于进气；转速超过 3500rpm 时，液压系伺 服系统接到发动机中央控制器 ECU 指令， 对摇臂内机油加压， 压力机油推动定时柱塞移动，
转速，传送到 ECU 进行控制，并由 ECU 发出指令控制摇臂。简单地说，就是这套摇臂能够 根据转速不同自动选取 1 进 1 排的 2 气门工作或者 2 进 2 排的 4 气门工作， 从而让发动机在 高低速工况下都能顺畅自如。 通常，转速低于 3500rpm 时，各有一支进气、排气凸轮工作，此时发动机近似为一台 2 气门发动机，这样的好处是，能够增加负压，利于进气；转速超过 3500rpm 时，液压系伺 服系统接到发动机中央控制器 ECU 指令， 对摇臂内机油加压， 压力机油推动定时柱塞移动，