可变气门有什么好处?

18 可变气门有什么好处?

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宝马发动机可变气门构造图

当人快速奔跑时,氧气消耗量就会增大。为了吸进更多的空气,你会自然地张大嘴巴;反之,当平常走路时,你的嘴巴不会张得太大。对于发动机来讲,也是如此,当高转速时,也需要吸入更多的空气(混合气),因此如能把气门提得更高些(改变升程)或延长气门的打开时间(改变正时),便能满足需求,从而提高动力;反之,当在低速时,则可以降低气门的升程或缩短打开时间,少吸入些混合气,从而节省燃料。

但是,传统发动机的气门升程和正时都是固定的,不论你是否需要更多的氧气,它都是张一样大的嘴,吸入同样多的气,这样对节油和提高动力都不利。因此,现在各种各样的可变气门便应运而生。

虽然各厂家所采用的执行机构不尽相同,但基本都是控制气门的升程或正时,或对气门正时和升程同时进行控制,因为气缸的进气量或排气量主要取决于气门的升程和正时。可变气门可以使气门在低速时进排气少点,在高速时进排气多点,从而使供给的燃料不浪费,也不亏欠,燃烧更完全,对动力、节油、排放都有好处。

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宝马Valvetronic构造图

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宝马Valvetronic工作原理示意图

你知道吗?

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宝马Valvetronic工作原理

宝马的Valvetronic机构利用一个伺服电动机来控制一个偏心轴,它们之间实现一个由转速到角度的转换,从而可以使偏心轴更精确地转动,再由它控制一个异形中间臂。中间臂的运动轨迹同时受凸轮轴运动的影响。这个中间臂再带动进气门摇臂动作,可以实现对进气门的无级调节。当驾驶人踩加速踏板时,伺服电动机便会根据所收集的信号做适当的运转,然后驱动偏心轴、异形中间臂、可变正时凸轮轴和气门摇臂,对进气门的正时和升程进行无级调节。

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奥迪发动机可变气门构造图

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奥迪发动机可变气门AVS工作原理示意图

你知道吗?

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AVS是怎样实现调节气门升程的?

气门的运动是由凸轮轴来控制的,而凸轮轴上的凸轮形状决定了气门工作的正时和升程。AVS就是在凸轮轴上装备两级不同的凸轮,以此实现对气门运动特性的调节。

AVS的核心部件:一是负责控制进气门的凸轮轴上装备两组不同角度的凸轮,二是负责改变升程的螺旋沟槽套筒。螺旋沟槽套筒由电磁驱动器加以控制,以切换使用两组不同凸轮,改变进气门的正时和升程。

在发动机高负载的情况下,AVS系统将凸轮向右推动7毫米,使角度较大的凸轮得以推动气门顸杆。在此情况下,气门升程可达到11毫米,以提供燃烧室最佳的进气流量和进气流速,实现更加强劲的动力输出。

而在发动机低负载的情况,为了追求发动初节油性能,此时AVS系统则将凸轮推至左侧,以较小角度的凸轮推动气门顶杆。此时气门升程可在2-5.7毫米间进行调整。由于采用不对称的进气升程设计,因此空气以螺旋方式进入燃烧室,再搭配特殊外廓的燃烧室和活塞头设计,可让气缸内的油气混合状态进一步优化。