可變正時氣門技術簡介
定義
發動機的進氣門和排氣門的開啟開始與關閉終止的時刻,通常以曲軸轉角來表示,稱為配氣相位。由於發動機工作時的轉速很高,四衝程發動機的一個工作行程僅需千分之幾秒,這么短促的時間往往會引起發動機進氣不足,排氣不淨,造成功率下降。因此,設計師為了解決這一個問題,一般發動機都採用延長進,排氣門的開啟時間,增大氣體的進出容量以改善進,排氣門的工作狀態,藉以提高發動機的性能。
運作流程
從配氣相點陣圖上可以看出活塞從上止點移到下正點的進氣過程中(綠色),進氣門會提前開啟(α)和延遲關閉(β)。當發動機作功完畢,活塞從下止點移到上止點的排氣過程中(桔色),排氣門會提前開啟(γ)和延遲關閉(δ)。
具體做法
做法
十分明顯,這種延長氣門開啟時間的做法,必然會出現一個進氣門和排氣門同時開啟的時刻,配氣相位上稱為“重疊階段”,可能會造成廢氣倒流。這種現象在發動機的轉速僅1000轉以下的怠速時候最明顯(怠速工作下的“重疊階段”時間是中等速度工作條件下的7倍)。這容易造成怠速工作不暢順,振動過大,功率下降等現象。尤其是採用四氣門的發動機,由於“簾區”值大,“重疊階段”更容易造成怠速運轉不暢順的現象。設計師為了消除這一缺陷,就以“變”對“變”,採用了“可變式”的氣門驅動機構。
可變式氣門驅動機構就是在發動機急速工作時減少氣門行程,縮少“簾區值”,而在發動機高速工作時增大氣門行程,擴大“簾區值”,改變“重疊階段”的時間,使發動機在高轉速時能提供強大的馬力,在低轉速時又能產生足夠的扭力。從而改善了發動機的工作性能。現代轎車發動機上的氣門可變驅動機構能根據轎車的運行狀況,隨時改變配氣相位,改變氣門升程和氣門開啟的持續時間,它們的凸輪軸,凸輪軸上的凸輪和氣門挺桿等元件是可以變動的。
工作實現方式
發動機上的氣門可變驅動機構可以通過兩種形式實現,一種是凸輪軸和凸輪可變系統,就是通過凸輪軸或者凸輪的變換來改變配氣相位和氣門升程;另一種是氣門挺桿可變系統,工作時凸輪軸和凸輪不變動,氣門挺桿,搖臂或拉桿靠機械力或者液壓力的作用而改變,從而改變配氣相位和氣門升程