宝马可变进气升程Valvetronic技术

宝马Valvetronic技术

BMW 之Valvetronic 深入探讨

Valvetronic 引擎利用软体与硬体的组合来取代传式的节气门构造。Valvetronic 一字有电子控制取代传统的机械控制气门机构的意思。

Valvetronic 修改进气门的正时与升程，Valvetronic 系统有一支与传统式引擎一样的凸轮轴，而且有还有一支偏心轴与滚轴及顶杆的机构，并由步进马达所带动著，藉由接收来自油门位置的信号，步进马达改变偏心凸轮的偏移量，经由一些机械传动间接地改变进气门的作动。

传统式的气门机构与Valvetronic 机构的比较

Valvetronic 引擎主要是利用无段可变进气升程的控制，来取代原有节气阀的功能，Valvetronic 有一只独立的电脑它与引擎管理系统分开，由数位引擎管理系统结合一40MHz 32 位元的电脑构成网路。

Valvetronic 能降低保养维修的费用、增加冷车时的运转性能、减少排放的废气，并且提供引擎较平滑的运转，Valvetronic

引擎由于其燃油的雾化性能相当好，因此不必特别使用某种等级的汽油。Valvetronic 能让引擎的呼吸更顺畅，燃油的消耗约减少10%，在引擎低速运转有著极为良好的燃油效率，在将来

2008 新的二氧化碳规定中Valvetronic 将是BMW 重要的一环。

操作：

传统的气门空气进气量是由节气阀所控制

燃油喷射系统监视著经有流通节气阀的空气流量，来决定引擎燃烧时所须要的燃油量，也就是说当节气阀打得愈开时，流入燃烧室的空气也就愈多。在较轻的节气门时，节气阀部分甚至接近关闭。在活塞仍在运转时，部份的空气进入进气歧管，这时在燃烧室与节气门之间的进气歧管存在部份的真空，吸力与泵浦抵抗的活塞，浪费能量，工程师将这个现象称为“泵浦流失”（Pumping loss），当怠速运转，节气门只开启一部份，因此有更多的能量损失。

改进马达的螺旋齿轮改变偏心轴的旋转量，带动中摇臂并传统的凸轮轴互连动著，再压传至摇臂最后才压下气门。

Valvetronic 能藉由减少气门的升程，并且进入燃烧室的空

气量，将泵浦流失减至最低。

与传统式的双凸引擎来比较，Valvetronic 利用一支附

加的偏心轴、步进马达和一些中置摇臂，来控制气门的启

开或关闭，假如摇臂压得深一点进气门就会有较高的升程，

Valvetronic就是有办法自由控制著气门升降，长进气就是

大的气门升程，短进气就是小的气门升程。

作动数据：气门升程的变化0~9.7mm之间

调整螺旋齿轮至最大与最小之位置只须0.3 秒

结合双VANOS技术中置摇臂只有0.008mm的公差,偏心轴的作动只须几毫秒

优点：在Valvetronic 引擎冷却水流经汽缸盖，可减少约60%温度，水泵浦大小只须原来的一半，减少动力损失约60%，动力方向油快速地被加热，减少液压泵浦的动力使用装置，水泵浦及动力泵浦在同一轴上，及在冷却与机油间的热交换器，减少温度30%。

Valvetronic 原设计草图：

Valvetronic电子气门使"老"节气门变得多余，彻底淘汰了这个从出现之日起就在汽油发动机大部分工作范围内阻碍其自由呼吸的部件。对于采用节气门控制动力的传统发动机而言，如果没有这个部件将会一直在油门全开的状态下运转。但如果节气门不是完全打开，就会带来动力损失并导致燃料浪费。现在，Valvetronic电子气门用开启时间可无级调节的进气门取代了节气门- 这种巨大的技术飞跃，可以与从化油器到燃料喷射的转变，或从分配式喷油泵到共轨技术的升级相媲美。同时，Valvetronic电子气门清楚地证实了BMW发动机的出色技巧和创新动力，因为它以BMW专利为基础，而且全部在BMW自己的生产线上制造。这一技术的最大优点就是可以在客户可能面临的的所有情况下降低至少10%的油耗，并且无论燃料质量如何都能够相应地减少尾气排放。Valvetronic电子气门的另一大优点就是它不需要市场上难以买到的特殊机油，而只要"标准"的机油就可以毫无问题地平稳运行。

整个系统都一直是基于BMW成功的Double-VANOS双凸轮轴可变气门正时系统。此外，可无级调节的气门提升还允许对进气门上的"有效凸轮轴"进行调整。这种调整工作原理是这样的：通过一个由电动马达控制的附加偏心轴，无级改变曲轴和每个进气门之间的控制杆相对于曲轴的位置。根据控制杆位置无级调节，凸轮轴提升被转化成一个变化的角度，而无论多少，凸轮轴提升都是由控制杆的位置决定的。由于凸轮轴提升的变化，气门开启的时间也相应变化，从而取代了传统的节气门，对发动机动力进行控制。需要注意的是，Valvetronic电子气门并不是把进气瓶颈从节气门转移到进气门的一个替换流程，而是完全打破了这一瓶颈，彻底摆脱了节气门的影响，从根本上对进气量进行控制。

由于综合采用了Valvetronic电子气门、Double-VANOS双凸轮轴可变气门正时系统和两级进气系统，这款2.0升4缸发动机的升输出功率可达约53千瓦或71马力，其动力与性能达到了BMW现有6缸发动机的相同水平，在拥有杰出燃油经济性的同时，更显示出这一发动机概念的非凡潜力。运转的平稳和精确性也可以与6缸动力单元的高标准相提并论，2个平衡轴则确保了随时随地的平稳运转。而且毋庸置疑，装备这款新的4缸发动机的所有车型均符合EU3排放标准。