可变气门技术
定义
• 发动机运转时可改变气门的开启和闭合时 间的技术成为可变气门正时(VVT)。 • (a) 可变气门相位 • (b) 可变气门相位与持续期 • 发动机运转时可改变气门升程的技术成为 可变气门升程 (VVL) 。 • (a) 可变气门升程与正时 • (b) 气门升程单独可变
实现途径
1、基于凸轮轴的可变气门机构 1.1 可变凸轮型线 • 以本田的VTEC为例,在2个进气门上 采用了3个凸轮及3个摇臂,分别是主凸轮, 次凸轮和中间凸轮、主摇臂,次摇臂和中 间摇臂,如下图
目前应用最广泛的是叶片式可变凸轮相 位机构。与基于凸轮轴的可变气门机构相 比,无凸轮轴的可变气门机构能更加灵活 地控制每个气门的运动规律,控制的自由 度较大,是理想的控制途径,但其控制较 复杂,目前还处于研究阶段,也是国内外 在可变气门技术领域研究的一种趋势。
2、无凸轮的可变气门机构 2.1 电磁驱动气门机构 • 如图所示为某公司的电磁驱动气门的结 构示意,该机构主要是电磁铁线圈以及衔 铁组成。该机构能实现气门正时、持续期 和升程的独立控制,控制自由度较大,但 其主要问题是气门落座时的冲击较大,发 动机的可靠性和气门的寿命降低,且驱动 气门构在凸轮轴与气门之间增加了中间 杆,并且在缸盖上增加了偏心轴,在偏心 轴上设计了偏心轴齿轮,这样中间杆的运 动由凸轮轴与偏心轴共同控制,以宝马公 司的Valvetronic为例,如下图。
1.3 可变凸轮轴相位 • 可变凸轮轴相位先后有螺旋齿式与叶片 式两种结构,目前叶片式的结构已逐步取 代了螺旋齿式的结构。叶片与凸轮轴相连 位于壳体内,液压油推动叶片旋转,从而 带动凸轮轴相对于壳体转动,从而改变相 位,宝马公司的Vanos和丰田的VVT采用次 结构,如下图。
发动机可变气门技术
原因
• 汽油发动机要达到良好的动力性、燃油 经济性和排放性能, 首先必须控制合适的汽 油与空气的混合比例, 以满足怠速、中低速、 中小负荷、高速大负荷等工况时对混合气 浓度的要求。普通进气机构的发动机, 其配 气相位和气门都是固定的,进气量就受到 限制,动力性、经济性以及排放性的潜力 均未完全发挥。
2.2 电液驱动气门机构 • 下图为Ford 公司生产的电液驱动气门机构 的原理图。该系统有高压源和低压源,在 气门杆顶端设计了液压活塞,活塞带动气 门在液压腔中可以上下往复运动,与电磁 式气门机构相比,电液式控制的自由度更 大,能控制气门运行的速度,但是其动态 响应速度却比电磁式要差。
结语