可变气门控制技术通过调整气门的开启和关闭时间以及气门的升程,优化了发动机的进气和排气过程,从而提高了燃烧效率和动力性能。这种技术包括可变气门正时和可变气门升程两个方面。正时技术通过ECU控制,根据发动机的实时工况调整气门的开启和关闭时间,以适应不同的转速和负荷条件。升程技术则通过改变气门的开启大小来控制进排气量,如宝马的Valvetronic、日产的VVEL和本田的i-VTEC等,都是行业内知名的升程技术。这些技术的应用,使得发动机在不同工况下都能达到最佳的进气和排气效率,有效降低了油耗,同时提升了发动机的性能。
可变气门控制技术分可变气门正时和升程,这两项技术组合才是黄金搭档:发动机进、排气的过程就好比人体的呼吸,传统固定不变的“呼吸”节奏却阻碍了发动机效率的提升,可变气门正时和升程技术就是为了让发动机在各种负荷和转速下自由调整“呼吸”,从而提升动力表现,提高燃烧效率。那下面就说明可变气门的正时和升程技术如何实现降低油耗。
大家或许都知道四冲程发动机的一个工作冲程仅需千分之几秒,这么短的时间往往会引起发动机进气不足和排气不净,影响发动机的效率。因此,就需要通过气门的早开和晚关,来弥补进气不足和排气不净的缺憾。这种情况下,必然会出现一个进气门和排气门同时开启的时刻,配气相位上称为“气门重叠角”。发动机转速越高,每个气缸一个工作循环内留给吸气和排气的绝对时间也越短,因此要达到更高的充气效率,就需要延长发动机的吸气和排气时间。
可变气门正时技术中,ECU协调控制,发动机各部位的传感器实时向ECU报告运转情况,ECU会随时对正时机构进行调整,从而改变气门的开启和关闭时间,或提前、或滞后、或保持不变。可变气门正时可以根据发动机转速和工况的不同而进行调节,使得发动机在高低速下都能获得理想的进、排气效率。
可变气门正时技术系统就是通过在凸轮轴的传动端加装一套液力机构,从而实现凸轮轴在一定范围内的角度调节,也就相当于对气门的开启和关闭时刻进行了调整。
简单来说,可变气门升程就是可以控制气门开启大小,从而控制进排气量。目前业内比较有名的当属宝马的Valvetronic,其次是日产的VVEL,本田的i-VTEC技术也非常不错。接下来,我带你来看看这三家的可变气门升程技术原理:
不得不说,宝马的Valvetronic发动机实现是升程+正时的黄金搭档组合,通过电脑处理节气门油门踏板的信号控制伺服电机调节偏心轴的位置从而达到控制气门开度大小的目的。宝马Valvetronic理论上是不需要节气门的,当你踩下油门时候,根据油门信号,通过valvetronic直接就可以改变气门开启度。当踩下油门踏板时电脑能快速判断驾驶员的意图迅速控制伺服电机工作调节气门升程,是的高扭矩能提前到来,加速感受更加激烈。
宝马的Valvetronic是通过在其配气机构上增加偏心轴、伺服电机和中间推杆等部件来改变气门升程。当电动机工作时,蜗轮蜗杆机构会驱动偏心轴发生旋转,再通过中间推杆和摇臂推动气门。偏心轮旋转的角度不同,凸轮轴通过中间推杆和摇臂推动气门产生的升程也不同,从而实现对气门升程的控制。
日产的可变气门升程技术中凸轮轴上有两组不同大小的凸轮,通过摇臂中的切换机构,让气门实现开启深度和关闭时间的、两种模式的变化。VVEL连续可变气门升程可提高燃料效率,提高发动机扭矩,提高气门相应效率,减少HC排量。通过在低负荷旋转时减少升程量,加快吸气流速从而将燃料微粒化,使得燃料可以充分燃烧,最大限度减少由于燃料未充分燃烧时易于产生的HC。
当高压油路接通时,整个油室处于加压状态,凸轮轴顺时针偏转一定角度,配气正时被推迟,重叠角增大,适用于低转速;当电磁阀控制黄色区域压力高于红色区域压力时,凸轮轴逆时针偏转一定角度,配气正时被提前,这样重叠角减小,适用于高转速。日产并没有采用VTEC那种活梢式,而是采用杠杆式控制,及类似于改变杠杆的支点而改变行程的原理。
本田的i-VTEC可变气门升程系统是加了第三根摇臂和第三个凸轮轴,通过三根摇臂的分离与结合一体,来实现高低角度凸轮轴的切换,从而改变气门的升程。当发动机处于低负荷时,三根摇臂处于分离状态,低角度凸轮两边的摇臂来控制气门的开闭,气门升程量小;当发动机处于高负荷时,三根摇臂结合为一体,由高角度凸轮驱动中间摇臂,气门升程量大。
当发动机由低速向高速转换时,电子计算机就自动地将机油压向进气凸轮轴驱动齿轮内的小涡轮,这样,在压力的作用下,小涡轮就相对于齿轮壳旋转一定的角度,从而使凸轮轴在60度的范围内向前或向后旋转,从而改变进气门开启的时刻,达到连续调节气门正时的目的。
本田的可变气门技术名字叫VTEC、i-VTEC。
日产的叫NVCS、CVTC、NEOVVL、VVEL、。
丰田的叫VVT-i、VVTL-i、VALVEMATIC。
保时捷的叫VarioCam。
宝马的叫Valvetronic。
中国的吉利叫CVVT、D-CVVT。
中国长城的叫CVVL。
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