汽车发动机可变气门正时是怎么工作的?

汽车发动机可变气门是怎么工作的?我们在跑步时,都会调节自己的呼吸,而达到最佳的运动状态,特别是运动员更是尤为重要。这就好比发动机的进、排气系统,进、排气的早晚(气门正时)直接影响到发动机油气(混合气体)的比例,是否达到最佳而充分燃烧,进而关系到其功率、扭矩的输出效率。

气门正时: 发动机在运行进气行程过中,活塞由上止点移至下止点时,进气门打开、排气门关闭。排气行程中,活塞由下止点移至上点时,进气门关闭、排气门打开。也就是气门开启和关闭的时刻,即为气门正时。气门正时是为了保证发动机有效的工作。

气门正时工作解析: 发动机的进、排气由配气机构(主要包括正时齿轮系、凸轮轴、气门传动组件如气门、推杆、摇臂等),根据发动机的工作情况,适时的开启和关闭各气缸的进、排气门,使空气进入气缸与燃油混合充分燃烧,排出废气。简单的说,主要由凸轮轴负责进、排气门的开启和关闭。即凸轮轴在曲轴的带动下不断旋转,凸轮便不断地下在气门摇臂或顶杆,从而实现控制进气门和排气门开启和关闭的功能。

发动机上标有: OHV~为顶置气门底置凸轮轴OHC~为顶置凸轮轴、SOHC~为单顶置凸轮轴、DOHC~为双顶置凸轮轴。

可变气门正时、升程:发动机在高转速时,每个气缸在一个工作循环内,吸气和排气的时间是非常短的,为了提高充气效率,需延长气缸的吸气和排气时间,就要求增大气门的重叠角。

发动机在低转速时,过大的气门重叠角则容易使得废气倒灌,吸气量会下降,导致发动机怠速不稳,低速扭矩偏低。

为了解决以上发动机高、低转速这两种工况,可变气门正时应运而生。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,使发动机在两种转速下都可获得理想的进、排气效率。但是可变气门正时系统只能改变气门的开启和关闭时间,却不能改变单位时间內的进气量,为了改变这状况,控制气门的开启角度大小(或是重叠角),这就是气门升程,气门升程就解决了这个问题。

可变气门正时系统有: 丰田VⅤT-ⅰ、本田ⅰ-VTEC、宝马Vαlvetronⅰc、奥迪Avs系统等,可参考之前回答的《汽车发动机的DVⅤT和CVⅤT是什么意思?》文章了解更多。

欢迎关注: "这天那地车驰骋” 每天和大家用不同的视觉解析汽车问答与技能,谢谢!

汽车采用的智能型可变气门正时装置由可变气门正时控制器、机油控制阀、可变气门正时传感器(也叫凸轮轴位置传感器)、机油泵和曲轴位置传感器等组成。在可变气门正时控制器中,在活塞上固定有带内、外螺旋齿的齿圈,凸轮轴外螺旋齿轮固定在进气凸轮轴上,且与活塞上的齿圈啮合(内啮合)。该装置受发动机ECU控制,对气门正时实行无级调节。 在汽车行驶过程中,发动机ECU根据发动机的工况信号(主要为可变气门正时传感器信号和曲轴位置传感器信号)确定气门正时,然后通过机油控制阀改变活塞前、后的压力,使可变气门正时控制器中活塞及活塞上的齿圈作轴向移动。这时,在后者内螺旋齿的作用下,凸轮轴外螺旋齿轮旋转一个角度,致使进气凸轮轴相对正时带轮转动一个相应的角度,从而改变气门正时(气门重叠角,也就是配气相角)。当活塞固定不动时,气门正时不变。

可变气门正时(VVT, Variable Valve Timing),是一种用于汽车活塞式发动机中的技术。VVT技术可以调节发动机进气排气系统的重叠时间与正时(其中一部分或者全部),降低油耗并提升效率。

中文名

可变气门正时

外文名

Variable valve timing

优点省油,功升比大

缺点中段转速扭矩不足

目的提高燃烧效率

应用于发动机

定义

可变气门正时系统OCV VCT由电磁阀(OCV)和可变凸轮轴相位调节器(VCT)组成,通过调节发动机凸轮相位,使进气量可随发动机转速的变化而改变,从而达到最佳燃烧效率,提高燃油经济性。

工作原理

活塞式发动机通常通过提升节流阀来进气与排气,提升阀直接或间接地被凸轮轴上的凸轮驱动。在每个进气排气循环中,凸轮驱动气门打开(升程)一定时间(重叠时间)。

在高转速下,发动机需要更多的空气,但是进气气门可能在所需空气完全进入前关闭,造成性能降低,因此气门打开和关闭的正时十分重要。持续打开的气门会导致燃料未经燃烧便排出发动机,会降低发动机的性能并增加排气污染,所以比赛用发动机怠速不能过低。另一方面,如果凸轮持续令气门打开较长时间,像赛车的情况,在较低转速下便会出现问题。

曲轴通过正时皮带、齿轮或链条来驱动凸轮轴,凸轮轴上凸轮的轮廓与位置通常是为特定的发动机转速而优化,通常这会降低发动机在低转速情况下的扭矩和高转速情况下的功率。VVT技术能够使其根据发动机工况进行改变,提高了发动机的效率与动力。

可变气门正时的作用,是在发动机所有运转工况下,提供足量的空气来实现燃油的充分燃烧,从而实现节能。

工作原理是改变气阀的开启和关闭角度,这个角度是指曲轴转动到距离上止点的角度,也可以用开启或者关闭时间来表示,所以称作正时。是根据发动机转速和负荷来确定的。

高级的发动机,可以实现连续可变。还有的发动机还可以同时实现气阀升程的改变,增加进气截面,从而可以进入更多空气,可以燃烧更多的燃油,提升发动机功率。典型的有本田的i-vtec.神车飞度1.5自然吸气发动机,131匹马力,96Kw. 宝马的发动机,也有可变气门升程技术。

工作原理

活塞式发动机通常通过提升节流阀来进气与排气,提升阀直接或间接地被凸轮轴上的凸轮驱动。在每个进气排气循环中,凸轮驱动气门打开(升程)一定时间(重叠时间)。

在高转速下,发动机需要更多的空气,但是进气气门可能在所需空气完全进入前关闭,造成性能降低,因此气门打开和关闭的正时十分重要。持续打开的气门会导致燃料未经燃烧便排出发动机,会降低发动机的性能并增加排气污染,所以比赛用发动机怠速不能过低。另一方面,如果凸轮持续令气门打开较长时间,像赛车的情况,在较低转速下便会出现问题。

曲轴通过正时皮带、齿轮或链条来驱动凸轮轴,凸轮轴上凸轮的轮廓与位置通常是为特定的发动机转速而优化,通常这会降低发动机在低转速情况下的扭矩和高转速情况下的功率。VVT技术能够使其根据发动机工况进行改变,提高了发动机的效率与动力。

活塞式发动机通常通过提升节流阀来进气与排气,提升阀直接或间接地被凸轮轴上的凸轮驱动。在每个进气排气循环中,凸轮驱动气门打开(升程)一定时间(重叠时间)。

在高转速下,发动机需要更多的空气,但是进气气门可能在所需空气完全进入前关闭,造成性能降低,因此气门打开和关闭的正时十分重要。持续打开的气门会导致燃料未经燃烧便排出发动机,会降低发动机的性能并增加排气污染,所以比赛用发动机怠速不能过低。另一方面,如果凸轮持续令气门打开较长时间,像赛车的情况,在较低转速下便会出现问题。

曲轴通过正时皮带、齿轮或链条来驱动凸轮轴,凸轮轴上凸轮的轮廓与位置通常是为特定的发动机转速而优化,通常这会降低发动机在低转速情况下的扭矩和高转速情况下的功率。VVT技术能够使其根据发动机工况进行改变,提高了发动机的效率与动力。

优点:

可变配气技术在大幅度提升发动机性能的同时,在节能和环保方面也有其独特的优势,达到减小燃料消耗和降低废气排放的目的。

不管是本田VTEC,丰田VVT,还是宝马和奔驰的复杂结构。目的是通过改善进气效率,得到额外的空气量再燃烧相应额外的油从而实现单位排量的大功率输出以及减排节油的目的。

2021-10-24

2021-10-24