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可變氣門正時技術詳解 1、概述 近幾十年來，基于提高汽車發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性和降低排污的要求，許多國家和發(fā)動機廠商、科研機構(gòu)投入了大量的人力、物力進行新技術的研究與開發(fā)。目前，這些新技術和新方法，有的已在內(nèi)燃機上得到應用，有些正處于發(fā)展和完善階段，有可能成為未來內(nèi)燃機技術的發(fā)展方向。 發(fā)動機可變氣門正時技術(VVT, Variable Valve Timing)是近些年來被逐漸應用于現(xiàn)代轎車上的新技術中的一種，發(fā)動機采用可變氣門正時技術可以提高進氣充量，使充量系數(shù)增加，發(fā)動機的扭矩和功率可以得到進一步的提高。 2、可變氣門正時理論 合理選擇配氣正時，保證最好的充氣效率hv，是改善發(fā)動機性能極為重要的技術問題。分析內(nèi)燃機的工作原理，不難得出這樣的結(jié)論：在進、排氣門開閉的四個時期中，進氣門遲閉角的改變對充氣效率hv影響最大。進氣門遲閉角改變對充氣效率hv和發(fā)動機功率的影響關系可以通過圖1進一步給以說明。 圖1中每條充氣效率hv曲線體現(xiàn)了在一定的配氣正時下，充氣效率hv隨轉(zhuǎn)速變化的關系。如遲閉角為40°時，充氣效率hv是在約1800r/min的轉(zhuǎn)速下達到最高值，說明在這個轉(zhuǎn)速下工作能最好地利用氣流的慣性充氣。當轉(zhuǎn)速高于此轉(zhuǎn)速時，氣流慣性增加，就使一部分本來可以利用氣流慣性進入汽缸的氣體被關在汽缸之外，加之轉(zhuǎn)速上升，流動阻力增加，所以使充氣效率hv下降。當轉(zhuǎn)速低于此轉(zhuǎn)速時，氣流慣性減小，壓縮行程初始時就可能使一部分新鮮氣體被推回進氣管，充氣效率hv也下降。 圖中不同充氣效率hv曲線之間，體現(xiàn)了在不同的配氣正時下，充氣效率hv隨轉(zhuǎn)速變化的關系。不同的進氣遲閉角與充氣效率hv曲線最大值相當?shù)霓D(zhuǎn)速不同，一般遲閉角增大，與充氣效率hv曲線最大值相當?shù)霓D(zhuǎn)速也增加。遲閉角為40°與遲閉角為60°的充氣效率hv曲線相比，曲線最大值相當?shù)霓D(zhuǎn)速分別為1800r/min和2200r/min 。由于轉(zhuǎn)速增加，氣流速度加大，大的遲閉角可充分利用高速的氣流慣性來增加充氣。 改變進氣遲閉角可以改變充氣效率hv曲線隨轉(zhuǎn)速變化的趨向，以調(diào)整發(fā)動機扭矩曲線，滿足不同的使用要求。不過，更確切地說，加大進氣門遲閉角，高轉(zhuǎn)速時充氣效率hv增加有利于最大功率的提高，但對低速和中速性能則不利。減小進氣遲閉角，能防止氣體被推回進氣管，有利于提高最大扭矩，但降低了最大功率。因此，理想的氣門正時應當是根據(jù)發(fā)動機的工作情況及時做出調(diào)整，應具有一定程度的靈活性。顯然，對于傳統(tǒng)的凸輪挺桿氣門機構(gòu)來說，由于在工作中無法做出相應的調(diào)整，也就難于達到上述要求，因而限制了發(fā)動機性能的進一步提高。 3、在Passat B5轎車上的應用 3.1 可變氣門正時的結(jié)構(gòu)與傳動 Passat B5轎車最新選用2.8升V6發(fā)動機，該發(fā)動機對可變氣門正時進行了特別設計。從俯視觀察，其傳動方式以及進排氣凸輪軸分布如圖2所示，排氣凸輪軸安裝在外側(cè)，進氣凸輪軸安裝在內(nèi)側(cè)。曲軸通過齒形皮帶首先驅(qū)動排氣凸輪軸，排氣凸輪軸通過鏈條驅(qū)動進氣凸輪軸。 3.2 可變氣門正時調(diào)節(jié)器 如圖3所示，（a）圖為發(fā)動機在高速狀態(tài)下，為了充分利用氣體進入汽缸的流動慣性，提高最大功率，進氣門遲閉角增大后的位置（轎車發(fā)動機通常工作在高速狀態(tài)下，所以這一位置為一般工作位置）。（b）圖為發(fā)動機 在低速狀態(tài)下，為了提高最大扭矩，進氣門遲閉角減少的位置。進氣凸輪軸由排氣凸輪軸通過鏈條驅(qū)動，兩軸之間設置一個可變氣門正時調(diào)節(jié)器，在內(nèi)部液壓缸的作用下，調(diào)節(jié)器可以上升和下降。 當發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降時，可變氣門正時調(diào)節(jié)器下降，上部鏈條被放松，下部鏈條作用著排氣凸輪旋轉(zhuǎn)拉力和調(diào)節(jié)器向下的推力。由于排氣凸輪軸在曲軸正時皮帶的作用下不可能逆時針反旋，所以進氣凸輪軸受到兩個力的共同作用：一是在排氣凸輪軸正常旋轉(zhuǎn)帶動下鏈條的拉力；二是調(diào)節(jié)器推動鏈條，傳遞給排氣凸輪的拉力。進氣凸輪軸順時針額外轉(zhuǎn)過θ角，加快了進氣門的關閉，亦即進氣門遲閉角減少θ度。 當轉(zhuǎn)速提高時，調(diào)節(jié)器上升，下部鏈條被放松。排氣凸輪軸順時針旋轉(zhuǎn)，首先要拉緊下部鏈條成為緊邊，進氣凸輪軸才能被排氣凸輪軸帶動旋轉(zhuǎn)。就在下部鏈條由松變緊的過程中，排氣凸輪軸已轉(zhuǎn)過θ角，進氣凸輪才開始動作，進氣門關閉變慢了，亦即進氣門遲閉角增大θ度。 3.3 兩種工作狀態(tài) 從圖2和圖3不難看出，該發(fā)動機左側(cè)和右側(cè)的可變氣門正時調(diào)節(jié)器操作方向始

回答者：2016-01-01 00:00