论文部分内容阅读
[摘 要]汽车的发动机可变气门技术是对发动机燃油这个系统进行改善的主要技术的一种，它对提升发动机的整体性能有着重要的作用。目前的汽车发动机使用的基本上都是可变气门这一技术，本篇文章首先对发动机可变气门技术的作用进行了讲述，并对目前一些主流汽车型号的发动机可变气门技术进行了分析，并对这一技术的未来发展进行了展望。
[关键词]发动机；可变气门；研讨
中图分类号：U358.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）18-0363-01
前言
发动机的气门是整个发动机燃油系统正常运转的保障，也是对其进行管理的重要零件。汽车的发动机有一个气门的时候就很难良好的控制燃油的供应，并且相应的控制方式也比较复杂。而可变气门就能够很好的处理这一问题，使用可变性能的综合手段也就很好的解决了燃油供给的问题。在发动机运转的时候，若气门的数量加大，发动机的转速持续提高，气门的正时与升程也就会发生相应的变化，也就会让发动机的转速过于极端，汽车处在一个输出功率的这样一个状态，也就会导致一定的耗油量。发动机利用可变气门这种技术，就会让发动机的燃油系统有很大的改善，能够拥有对系统工作性能进行优化效果。现阶段有很多发动机燃油可变气门的技术，但不同的方案原理也是不尽相同的，并且有时候也可以进行联合使用。本文主要对正时技术与气门升程技术进行了分析并对应用的现阶段状况进行了举例说明。
1 发动机可变气门正时技术与升程技术的作用
通常情况下，不发生变化的气门正时大都难以很好的在同一时刻满足发动机的高、低转速等很多工作状态的需要，然而可变气门正时这一技术却能够对发动机气门的开启、闭合以及气门的开启持续时长进行合理的改变，这样才能够满足发动机在不同的工作状况之下的需要。大多数的发动机可变气门正时系统都能够容易的实现气门可变正时这一效果，就是单可变气门的正时技术。少数的一些发动机也在排气门部位装有可变气门正时的系统，也就是双可变气门正时技术。不同的发动机的可变气门正时系统的名称叫法上也是有差异的，然而在最基本的工作原理层面是几乎相同的。一些汽车的可变气门正时系统对发动机的各个传感器产生的信号进行收集，并按照正时参数对凸轮轴的正时控制阀门进行控制，从而把油压加到凸轮轴正时带轮上，以便提前或者延后配气正时。发动机的动力性能强弱是由喷油量的大小来决定的，喷油量的大小与单位时间之内进入汽缸的空气量有着直接关系。发动机可变气门正时技术只能对气门开启、闭合以及气门开启的持续时长进行改变，但不可以很好的对单位时间的空气进气量进行提升，但可变气门升程技术就能够优秀的完成这一需求转化。可变气门升程的技术主要是对发动机气门开启的深度，也就是气门升程进行改变，从而按照发动机的转速来满足相应的空气需求量，这样能够让燃料燃烧更加充分，排出的污染气体就比较少，也能起到一定的环保作用。
2 发动机可变气门升程技术系统示例
2.1 本田、保时捷汽车可变气门升程系统
首先是本田汽车的可变气门升程系统。本田汽车使用的可变气门升程系统有这样的特性：单置顶凸轮轴、每缸有四个气门，即双进气门双排气门、进与排这两个气门排在两侧，两个摇臂轴，通过皮带进行传动。这一系统可以依照发动机的转速以及负载的改变利用摇臂总成对相应的气门与配气相位进行更改。这一可变气门升程技术的配气相位按照凸輪的升程来定夺，主凸轮的升程按照低速负荷小特点进行设定，中凸轮升程按照高速负荷大的特点进行设定。发动机在高转速的工作情况下，同步活塞会把三个摇臂连接起来，中间高角度的凸轮处于工作状态，而主、次凸轮虽然也工作但是不起到实际效果，这个时候进气门被中间高角度凸轮所带动而同步工作，气门升程的大小源自中间高角度凸轮的升程大小。发动机以低转速的工作状态运行时，三个摇臂是分别独立的，主凸轮利用主摇臂驱动主进气门完全开闭，次凸轮利用次摇臂来驱动次进气门的微小开闭，中间的凸轮驱动中间的摇臂空摆但不发生效果，气门升程的大小分别取决于主、次凸轮升程的大小。保时捷的可变气门升程系统能够实现每个进气门有两种气门升程。气门升程的改变是由两组凸轮决定的，一组为两个高速凸轮，另一组为一个低速凸轮。发动机处于高速运转的工作状态时，气门座顶部的控制活塞由于液压的驱动从气门座被推到气门顶当中，也就让气门与气门座之间有了刚性连接，低速的凸轮空转不会对气门造成影响，高速的凸轮会带动气门座同时带动气门向下运动，从而得到一个比较大的气门升程，这个时候气门升程大小就取决于高速凸轮升程的大小。而发动机以低转速的状态工作时，控制活塞会落在气门座之内，低速的凸轮会带动气门向下运动，这样就会得到一个比较小的气门升程。高速凸轮只能够带动气门座而不可以带动整个气门，这个时候气门升程的大小就由低速凸轮的升程决定。
2.2 宝马、奥迪AVS可变气门升程系统
宝马的可变气门升程系统是由伺服步进电机带动的，并通过一系列的机械传动之后对进气门升程的大小做了一个巧妙的改变。这一系统由偏心轴、伺服电机、涡轮等一些部件组成的。负责进气的凸轮轴发生旋转的时候，凸轮会驱动中间的推杆以及摇臂达到气门的开启与关闭的效果，气门的升程大小通常取决于驱动凸轮和中间推杆的角度。奥迪AVS有的可变升程系统的凸轮轴上安有螺旋沟槽套筒，同时每一个进气门对应着两组不同角度的凸轮。螺旋沟槽套筒是用来对这两组不同的凸轮进行切换，这样能够达到改变进气门升程的效果。它是由上部的电磁驱动器来控制的，发动机以低转速进行工作时，奥迪可变气门升程系统会把凸轮移到左边一侧，使用角度较低的凸轮对气门进行驱动。当发动机以高转速进行工作的时候，可变气门升程系统会将螺旋沟槽套筒推到右边，使用高角度的凸轮来带动气门。
2.3 英菲尼迪VVEL、菲亚特Multiair可变气门升程系统
英菲迪尼可变气门升程系统组成包括：电机、螺套螺杆组合、控制杆、偏心凸轮等。它的工作原理是：发动机按照每个传感器收集的信号数据来控制电机带动螺杆，套在螺杆上的螺套会带动摇臂、控制杆等一些部件运动，这样就能轻松的实现气门升程改变的效果。控制杆能够在电机的带动下发生一定角度的变化，摇臂是利用偏心凸轮而套在控制杆上。发动机处于高转速的工作状态时，电机会带动螺杆运动，螺套也会随之产生一定的运动，与螺套相连的机构会驱使控制杆发生顺时针的旋转，随之摇臂的旋转中心也会有所下降，这就是因为摇臂套在控制杆的偏心凸轮上让气门升程增大的。装有菲亚特电控液压经济系统的发动机每个气缸还有四个气门，却没有进气凸轮轴，只有一根排气的凸轮轴，它最大的特性就是能够利用电控液压系统驱使整个系统来运作。这一系统是由电磁阀、活塞与液压缸等部分组成，凸轮轴会带动活塞并利用推动液压腔内的油液来掌握气门的开启与关闭。电磁阀和位于上方的液压腔是相连的，发动机依照不同的工作状态来驱动电磁阀，根据电磁阀流向液压腔内的时间实现气门正时调整的效果，控制电磁阀流向液压腔内的油量能够实现气门升程无级调节的效果。
3 结语
可变气门这一技术已经广泛的应用在了现代轿车的发动机上，尤其是可变气门正时技术已经有了很大规模的普及。在未来这一技术会需要与废气再循环和涡轮增压等系统进行配合从而去满足发动机在不同工作状态下的需要，持续提升发动机的充气效率、功率和扭矩等，这样才能让汽车的发动机的各方面指标上升到一个新的层次。只有这样才能更加有利于我们国家汽车行业的可持续发展，为我国的社会经济发展做出贡献。
参考文献
[1] 杨翱，廖世勇，唐晓杰.发动机可变气门升程技术浅析[J].移动电源与车辆，2015（2）：37-38.
[2] 张靖雯.汽车发动机的可变气门技术研究[J].时代农机，2017，44（2）：29-30.
[关键词]发动机；可变气门；研讨
中图分类号：U358.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）18-0363-01
前言
发动机的气门是整个发动机燃油系统正常运转的保障，也是对其进行管理的重要零件。汽车的发动机有一个气门的时候就很难良好的控制燃油的供应，并且相应的控制方式也比较复杂。而可变气门就能够很好的处理这一问题，使用可变性能的综合手段也就很好的解决了燃油供给的问题。在发动机运转的时候，若气门的数量加大，发动机的转速持续提高，气门的正时与升程也就会发生相应的变化，也就会让发动机的转速过于极端，汽车处在一个输出功率的这样一个状态，也就会导致一定的耗油量。发动机利用可变气门这种技术，就会让发动机的燃油系统有很大的改善，能够拥有对系统工作性能进行优化效果。现阶段有很多发动机燃油可变气门的技术，但不同的方案原理也是不尽相同的，并且有时候也可以进行联合使用。本文主要对正时技术与气门升程技术进行了分析并对应用的现阶段状况进行了举例说明。
1 发动机可变气门正时技术与升程技术的作用
通常情况下，不发生变化的气门正时大都难以很好的在同一时刻满足发动机的高、低转速等很多工作状态的需要，然而可变气门正时这一技术却能够对发动机气门的开启、闭合以及气门的开启持续时长进行合理的改变，这样才能够满足发动机在不同的工作状况之下的需要。大多数的发动机可变气门正时系统都能够容易的实现气门可变正时这一效果，就是单可变气门的正时技术。少数的一些发动机也在排气门部位装有可变气门正时的系统，也就是双可变气门正时技术。不同的发动机的可变气门正时系统的名称叫法上也是有差异的，然而在最基本的工作原理层面是几乎相同的。一些汽车的可变气门正时系统对发动机的各个传感器产生的信号进行收集，并按照正时参数对凸轮轴的正时控制阀门进行控制，从而把油压加到凸轮轴正时带轮上，以便提前或者延后配气正时。发动机的动力性能强弱是由喷油量的大小来决定的，喷油量的大小与单位时间之内进入汽缸的空气量有着直接关系。发动机可变气门正时技术只能对气门开启、闭合以及气门开启的持续时长进行改变，但不可以很好的对单位时间的空气进气量进行提升，但可变气门升程技术就能够优秀的完成这一需求转化。可变气门升程的技术主要是对发动机气门开启的深度，也就是气门升程进行改变，从而按照发动机的转速来满足相应的空气需求量，这样能够让燃料燃烧更加充分，排出的污染气体就比较少，也能起到一定的环保作用。
2 发动机可变气门升程技术系统示例
2.1 本田、保时捷汽车可变气门升程系统
首先是本田汽车的可变气门升程系统。本田汽车使用的可变气门升程系统有这样的特性：单置顶凸轮轴、每缸有四个气门，即双进气门双排气门、进与排这两个气门排在两侧，两个摇臂轴，通过皮带进行传动。这一系统可以依照发动机的转速以及负载的改变利用摇臂总成对相应的气门与配气相位进行更改。这一可变气门升程技术的配气相位按照凸輪的升程来定夺，主凸轮的升程按照低速负荷小特点进行设定，中凸轮升程按照高速负荷大的特点进行设定。发动机在高转速的工作情况下，同步活塞会把三个摇臂连接起来，中间高角度的凸轮处于工作状态，而主、次凸轮虽然也工作但是不起到实际效果，这个时候进气门被中间高角度凸轮所带动而同步工作，气门升程的大小源自中间高角度凸轮的升程大小。发动机以低转速的工作状态运行时，三个摇臂是分别独立的，主凸轮利用主摇臂驱动主进气门完全开闭，次凸轮利用次摇臂来驱动次进气门的微小开闭，中间的凸轮驱动中间的摇臂空摆但不发生效果，气门升程的大小分别取决于主、次凸轮升程的大小。保时捷的可变气门升程系统能够实现每个进气门有两种气门升程。气门升程的改变是由两组凸轮决定的，一组为两个高速凸轮，另一组为一个低速凸轮。发动机处于高速运转的工作状态时，气门座顶部的控制活塞由于液压的驱动从气门座被推到气门顶当中，也就让气门与气门座之间有了刚性连接，低速的凸轮空转不会对气门造成影响，高速的凸轮会带动气门座同时带动气门向下运动，从而得到一个比较大的气门升程，这个时候气门升程大小就取决于高速凸轮升程的大小。而发动机以低转速的状态工作时，控制活塞会落在气门座之内，低速的凸轮会带动气门向下运动，这样就会得到一个比较小的气门升程。高速凸轮只能够带动气门座而不可以带动整个气门，这个时候气门升程的大小就由低速凸轮的升程决定。
2.2 宝马、奥迪AVS可变气门升程系统
宝马的可变气门升程系统是由伺服步进电机带动的，并通过一系列的机械传动之后对进气门升程的大小做了一个巧妙的改变。这一系统由偏心轴、伺服电机、涡轮等一些部件组成的。负责进气的凸轮轴发生旋转的时候，凸轮会驱动中间的推杆以及摇臂达到气门的开启与关闭的效果，气门的升程大小通常取决于驱动凸轮和中间推杆的角度。奥迪AVS有的可变升程系统的凸轮轴上安有螺旋沟槽套筒，同时每一个进气门对应着两组不同角度的凸轮。螺旋沟槽套筒是用来对这两组不同的凸轮进行切换，这样能够达到改变进气门升程的效果。它是由上部的电磁驱动器来控制的，发动机以低转速进行工作时，奥迪可变气门升程系统会把凸轮移到左边一侧，使用角度较低的凸轮对气门进行驱动。当发动机以高转速进行工作的时候，可变气门升程系统会将螺旋沟槽套筒推到右边，使用高角度的凸轮来带动气门。
2.3 英菲尼迪VVEL、菲亚特Multiair可变气门升程系统
英菲迪尼可变气门升程系统组成包括：电机、螺套螺杆组合、控制杆、偏心凸轮等。它的工作原理是：发动机按照每个传感器收集的信号数据来控制电机带动螺杆，套在螺杆上的螺套会带动摇臂、控制杆等一些部件运动，这样就能轻松的实现气门升程改变的效果。控制杆能够在电机的带动下发生一定角度的变化，摇臂是利用偏心凸轮而套在控制杆上。发动机处于高转速的工作状态时，电机会带动螺杆运动，螺套也会随之产生一定的运动，与螺套相连的机构会驱使控制杆发生顺时针的旋转，随之摇臂的旋转中心也会有所下降，这就是因为摇臂套在控制杆的偏心凸轮上让气门升程增大的。装有菲亚特电控液压经济系统的发动机每个气缸还有四个气门，却没有进气凸轮轴，只有一根排气的凸轮轴，它最大的特性就是能够利用电控液压系统驱使整个系统来运作。这一系统是由电磁阀、活塞与液压缸等部分组成，凸轮轴会带动活塞并利用推动液压腔内的油液来掌握气门的开启与关闭。电磁阀和位于上方的液压腔是相连的，发动机依照不同的工作状态来驱动电磁阀，根据电磁阀流向液压腔内的时间实现气门正时调整的效果，控制电磁阀流向液压腔内的油量能够实现气门升程无级调节的效果。
3 结语
可变气门这一技术已经广泛的应用在了现代轿车的发动机上，尤其是可变气门正时技术已经有了很大规模的普及。在未来这一技术会需要与废气再循环和涡轮增压等系统进行配合从而去满足发动机在不同工作状态下的需要，持续提升发动机的充气效率、功率和扭矩等，这样才能让汽车的发动机的各方面指标上升到一个新的层次。只有这样才能更加有利于我们国家汽车行业的可持续发展，为我国的社会经济发展做出贡献。
参考文献
[1] 杨翱，廖世勇，唐晓杰.发动机可变气门升程技术浅析[J].移动电源与车辆，2015（2）：37-38.
[2] 张靖雯.汽车发动机的可变气门技术研究[J].时代农机，2017，44（2）：29-30.