發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門原理解析

1、發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門原理解析前面已經(jīng)了解過發(fā)動(dòng)機(jī)的基木構(gòu)造和動(dòng)力來源。其實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)速度 并不是一成不變的，而是像人跑步一樣，吋而急促，吋而平緩，那么調(diào)節(jié)好自己 的呼吸節(jié)奏尤其重要，下面我們就來了解一下發(fā)動(dòng)機(jī)是怎樣“呼吸”的。凸輪軸的作用凸輪軸構(gòu)造圖逬氣凸輪軸：負(fù)責(zé)逬氣門的開、關(guān)f排氣凸輪軸:負(fù)責(zé)排氣門的開、關(guān).曲軸活塞進(jìn)氣門 正時(shí)鏈條正時(shí)皮帶凸輪軸氣門曲軸 活塞 氣缸氣門氣缸搖臂 頂桿ohv （底置凸輪軸）簡(jiǎn)單來說，凸輪軸是一根冇多個(gè)圓盤形凸輪的金屈桿。這根金屈桿在發(fā)動(dòng)機(jī) 工作中起到什么作用？它主要負(fù)責(zé)進(jìn)、排氣門的開啟和關(guān)閉。凸輪軸在曲軸的帶 動(dòng)下不斷旋轉(zhuǎn)，凸輪使不斷地下壓氣門（搖臂或頂桿）

2、，從而實(shí)現(xiàn)控制進(jìn)氣門和 排氣門開啟和關(guān)閉的功能。 ohv、ohc、sohc、dohc 代表什么意思？在發(fā)動(dòng)機(jī)外殼上經(jīng)常會(huì)看到soiic、doiic這些字母，這些字母到底表示的是 什么意思？ ohv是指頂置氣門底置凸輪軸，就是凸輪軸布置在氣缸底部，氣門布 置氣缸頂部。ohc是指頂置凸輪軸，也就是凸輪軸布置在氣缸的頂部。ohv與ohc結(jié)構(gòu)示意圖丄sohc （單頂置凸輪軸）如果氣缸頂部只有一根凸輪軸同時(shí)負(fù)責(zé)進(jìn)、排氣門的開、關(guān)，稱為單頂置凸 輪軸（sohc） o氣缸頂部如果有兩根凸輪軸分別負(fù)責(zé)進(jìn)、排氣門的開關(guān)，則稱為 雙頂置凸輪軸（dohc） o雙頂置凸輪軸結(jié)構(gòu)示意圖雙頂置凸輪軸（dohc）氣缸頂部有

3、兩根凸輪軸，分別負(fù)責(zé) 逬氣門和排氣門的開和關(guān),則稱為 雙頂賈凸輪軸（dohc ） 逬氣凸輪軸排氣門活塞底置凸輪軸的凸輪與氣門搖臂間需要采用一根金屬連桿連接，凸輪頂起連桿 從而推動(dòng)搖臂來實(shí)現(xiàn)氣門的開合。但過高的轉(zhuǎn)速容易導(dǎo)致頂桿折斷，因此這種設(shè) 計(jì)多應(yīng)用于人排量、低轉(zhuǎn)速、追求人扭矩輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)。而凸輪軸頂置可省略頂 桿簡(jiǎn)化了凸輪軸到氣門的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，更適合發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)的動(dòng)力表現(xiàn)，頂置凸輪 軸應(yīng)用比較廣泛。配氣機(jī)構(gòu)的作用配氣機(jī)構(gòu)示意圖逬氣凸輪軸帶輪進(jìn)氣凸輪軸排氣凸輪軸排氣門正時(shí)皮帶活塞皮帶張緊輪曲軸曲軸帶輪曲軸平衡塊曲軸通過皮帶帶動(dòng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)逬氣門打開進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉下止點(diǎn)a:進(jìn)誕前角 p:逬氣延

4、遲角 y :排艇前角 6 :排氣延遲角排氣門打開配氣機(jī)構(gòu)主要包括正時(shí)齒輪系、凸輪軸、氣門傳動(dòng)組件（氣門、推桿、搖臂 等），主要的作用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作情況，適時(shí)的開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排 氣門，以使得新鮮混合氣體及吋充滿氣缸，廢氣得以及吋排出氣缸外。什么是氣門正時(shí)？為什么需要正時(shí)？所謂氣門正時(shí)，可以簡(jiǎn)單理解為氣門開啟和關(guān)閉的吋刻。理論上在進(jìn)氣行程 中，活塞由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)時(shí),進(jìn)氣門打開、排氣門關(guān)閉；在排氣行程中，活 塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門關(guān)閉、排氣門打開。氣門重蠱角（a+6 ）配氣相位示意圖逬氣t做功排氣那為什么要正時(shí)呢？其實(shí)在實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)工作中，為了增大氣缸內(nèi)的進(jìn)氣 量，進(jìn)氣門需要

5、提前開啟、延遲關(guān)閉；同樣地，為了使氣缸內(nèi)的廢氣排的更干凈, 排氣門也需要提前開啟、延遲關(guān)閉，這樣才能保證發(fā)動(dòng)機(jī)有效的運(yùn)作。可變氣門正時(shí)、可變氣門升程又是什么？發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)，每個(gè)氣缸在一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)，吸氣和排氣的時(shí)間是非 常短的，要想達(dá)到高的充氣效率，就必須延長(zhǎng)氣缸的吸氣和排氣時(shí)間，也就是要 求壇大氣門的重疊角；而發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速吋，過人的氣門重疊角則容易使得廢氣 倒灌，吸氣量反而會(huì)卜降，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)，低速扭矩偏低。提前 延遲正時(shí)鏈條利用液壓控制凸輪軸正時(shí)齒輪內(nèi)部 內(nèi)轉(zhuǎn)子，可以實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的角 度提前或延遲固定的氣門止時(shí)很難同時(shí)滿足發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速兩種工況的需求，所以 可變氣門

6、正吋應(yīng)運(yùn)而生。可變氣門正時(shí)可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和工況的不同而進(jìn)行 調(diào)節(jié)，使得發(fā)動(dòng)機(jī)在高低速下都能獲得理想的進(jìn)、排氣效率?？勺儦忾T機(jī)構(gòu)示例“低角度凸輪這種可變氣門升程系統(tǒng)主要通 過切換凸輪軸上的低角度凸輪 和高角度凸輪r來實(shí)現(xiàn)氣門的 亟升程.切換至彳氐角度凸輪時(shí)，氣 門升程小.切換至高角度凸輪時(shí)氣 門升程大.彩響發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的實(shí)質(zhì)其實(shí)與單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入到氣缸內(nèi)的氧氣量?jī)雨P(guān)，而可 變氣門正時(shí)系統(tǒng)只能改變氣門的開啟和關(guān)閉的時(shí)間，卻不能改變單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn) 氣量，變氣門升程就能滿足這個(gè)需求。如果把發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門看作是房子的一扇 “門”的話，氣門正吋可以理解為“門”打開的吋間，氣門升程則相當(dāng)于“門” 打開的大小。

7、豐田vvt-i可變氣門正時(shí)系統(tǒng)豐皿的可變氣門止時(shí)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用，主要的原理是在凸輪軸上加裝一套液 力機(jī)構(gòu)，通過ecu的控制，在一定角度范圍內(nèi)對(duì)氣門的開啟、關(guān)閉的時(shí)間進(jìn)行調(diào) 節(jié)，或提前、或延遲、或保持不變。當(dāng)充滿液壓油（藍(lán)色）時(shí), 角度提前.當(dāng)充滿液壓油（紅色）時(shí), 角度延遲.凸輪軸的正時(shí)齒輪的外轉(zhuǎn)子與正時(shí)鏈條（皮帶）相連，內(nèi)轉(zhuǎn)子與凸輪軸相連。 外轉(zhuǎn)子可以通過液壓油間接帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子，從而實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的角度提前或延 遲。本田i-vtec可變氣門升程系統(tǒng)本田的i-vtec可變氣門升程系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理并不復(fù)雜，可以看做在 原來的基礎(chǔ)上加了第三根搖臂和第三個(gè)凸輪軸。它是怎樣實(shí)現(xiàn)改變氣門升程的呢? 可

8、以簡(jiǎn)單的理解為，通過三根搖臂的分離與結(jié)合一體，來實(shí)現(xiàn)高低角度凸輪軸的 切換，從而改變氣門的升程。中間搖臂高角度凸輪三搖臂分離狀態(tài)晉通凸輪中高速時(shí),切換到高 角度凸輪增大進(jìn)氣 * ,以獲得高動(dòng)力.本田i-vtec系統(tǒng)工作示意圖/可變氣門機(jī)構(gòu) 伺服電動(dòng)機(jī)排氣凸輪軸j排氣凸輪軸排氣凸輪軸鏈輪r1i逬氣凸輪軸鏈輪之期理.主鼻通過砲動(dòng)機(jī)進(jìn)行 升理的溯.當(dāng)在鬲速的 ,11過電動(dòng)機(jī)観制（隨中 （i色區(qū)）機(jī)構(gòu).以増大7 ms.枝御更多的進(jìn)r ,潮足動(dòng)力的需要；反可變氣門機(jī)構(gòu)工作原理示意圖曲軸帶輪低速時(shí),應(yīng)用普通凸輪可 得®?89®濟(jì)燃雖當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低負(fù)荷時(shí)，三根搖悸處于分離狀態(tài)，低角度凸輪

9、兩邊的搖臂來 控制氣門的開閉，氣門升程量?。划?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于高負(fù)荷時(shí)，三根搖臂結(jié)合為一體, 由高角度凸輪驅(qū)動(dòng)中間搖臂，氣門刃程量大。寶馬valvetronic可變氣門升程系統(tǒng)寶馬發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門構(gòu)造圖a寶馬的valvetronic可變氣門升程系統(tǒng)，主要是通過在其配氣機(jī)構(gòu)上增加偏 心軸、伺服電機(jī)和中間推桿等部件來改變氣門升程。當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，蝸輪蝸桿 機(jī)構(gòu)會(huì)驅(qū)動(dòng)偏心軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，再通過中間推桿和搖臂推動(dòng)氣門。偏心輪旋轉(zhuǎn)的角度不同，凸輪軸通過屮間推桿和搖骨推動(dòng)氣門產(chǎn)生的升程也不同，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)氣 門升程的控制。奧迪avs可變氣門升程系統(tǒng)奧迪發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門構(gòu)造圖電磁驅(qū)動(dòng)器螺旋溝槽凸輪軸在電磁驅(qū)動(dòng)器的作用下，通過 螺旋溝槽可以使凸輪軸向左或 向右移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)不同凸輪 間的切換.氣門電磁閥驅(qū)動(dòng)器奧迪的avs可變氣門升程系統(tǒng)，主要通過切換凸輪軸上兩組高度不同的凸輪 來實(shí)現(xiàn)改變氣門的升程，其原理與本田的i-vtec非常相似，只是avs系統(tǒng)是通 過安裝在凸輪軸上的螺旋溝槽套筒，來實(shí)現(xiàn)凸輪軸的左右移動(dòng)，進(jìn)而切換凸輪軸 上的高低凸輪。奧迪avs工作原理示意圖高負(fù)荷時(shí)，電磁驅(qū)動(dòng)器使凸輪 軸向右移動(dòng)，切換至高角度凸 輪軸"從而增大氣門的升程.高負(fù)荷時(shí)，氣門升程較 大逬氣較大.奧迪avs工作原理