有關(guān)汽車發(fā)動機可變技術(shù)的綜述

1、論文題目：有關(guān)汽車發(fā)動機可變技術(shù)的綜述一、摘要近幾十年來，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(shù)的研究與開發(fā)，例如可變氣門技術(shù)、可變 氣缸技術(shù)、可變進氣歧管技術(shù)。目前，這些新技術(shù)和新方法，有的已在內(nèi)燃機上得到應(yīng)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(shù)的發(fā)展方向。二、關(guān)鍵詞：可變氣門技術(shù)、可變氣缸技術(shù)、可變進氣歧管技術(shù)三、引言可變進氣系統(tǒng)分為兩類：（1）多氣門分別投入工作；（2）可變進氣道系統(tǒng)。其目的都是為了 改變進氣渦流強度、提高充氣效率；或者為了形成諧振及進氣脈沖慣性效應(yīng)，以適應(yīng)低速及中 高速工況都能

2、提高性能的需要。1.多氣門分別投入工作實現(xiàn)多氣門分別投入工作的結(jié)構(gòu)方案有如下兩種：第一，通過凸輪或搖臂控制氣門按時開 或關(guān)；第二，在氣道中設(shè)置旋轉(zhuǎn)閥門，按需要打開或關(guān)閉該氣門的進氣通道，這種結(jié)構(gòu)比用凸 輪、搖臂控制簡單。2.可變進氣道系統(tǒng)可變進氣道系統(tǒng)是根據(jù)發(fā)動機不同轉(zhuǎn)速，使用不同長度及容積的進氣管向氣缸內(nèi)充氣，以 便能形成慣性充氣效應(yīng)及諧振脈沖波效應(yīng)，從而提高充氣效率及發(fā)動機動力性能。慣性可變進氣系統(tǒng)，是通過改變進氣歧管的形狀的長度，低轉(zhuǎn)速用長進氣管，保證空氣密 度，維持低轉(zhuǎn)的動力輸出效率；高轉(zhuǎn)用短進氣歧管，加速空氣進入汽缸的速度，增強進氣氣流 的流動慣性，保證高轉(zhuǎn)下的進氣量，以此來兼顧各段

3、轉(zhuǎn)速發(fā)動機的表現(xiàn)。加裝VIS后，發(fā)動 機進氣氣流的流動慣性和進氣效率都有所加強，從而提高了扭矩，并降低了油耗。四、可變氣門技術(shù)可變氣門正時技術(shù)幾乎已成為當今發(fā)動機的標準配置，為了進一步挖掘傳統(tǒng)內(nèi)燃機的潛力， 工程人員又在此基礎(chǔ)上研發(fā)出可變氣門升程技術(shù)，當二者有效的結(jié)合起來時，則為發(fā)動機在各 種工況和轉(zhuǎn)速下提供了更高的進、排氣效率。提升動力的同時，也降低了油耗水平。（一）配氣相位機構(gòu)的原理和作用我們都知道，發(fā)動機的配氣相位機構(gòu)負責向氣缸提供汽油燃燒做功所必須的新鮮空氣，并 將燃燒后的廢氣排出，這一套動作可以看做是人體吸氣和呼氣的過程。從工作原理上講，配氣 相位機構(gòu)的主要功能是按照一定的時限來開啟

4、和關(guān)閉各氣缸的進、排氣門，從而實現(xiàn)發(fā)動機氣 缸換氣補給的整個過程。那么氣門的原理和作用又應(yīng)該怎么理解呢？我們可以將發(fā)動機的氣門比作是一扇門，門開 啟的大小和時間長短，決定了進出的人流量。門開啟的角度越大，開啟的時間越長，進出的人 流量越大，反之亦然。同樣的道理用于發(fā)動機上，就產(chǎn)生了氣門升程和正時的概念。氣門升程 就好象門開啟的角度，氣門正時就好象門開啟的時間。以立體的思維觀點看問題，角度加時間 就是一個空間的大小，它也決定了在單位時間內(nèi)的進、排氣量。（二）可變氣門正時和升程技術(shù)可以使發(fā)動機的“呼吸”更為順暢自然發(fā)動機的氣門通常由凸輪軸帶動，對于沒有可變氣門正時技術(shù)的普通發(fā)動機而言，進、排 氣們

5、開閉的時間都是固定的，但是這種固定不變的氣門正時卻很難顧及到發(fā)動機在不同轉(zhuǎn)速和 工況時的需要。前面說過發(fā)動機進、排氣的過程猶如人體的呼吸，不過固定不變的“呼吸”節(jié) 奏卻阻礙了發(fā)動機效率的提升。如果你參加過長跑比賽，就能深刻體會到呼吸節(jié)奏的把握對體能發(fā)揮的重要性一一太急促 或刻意的屏息都可能增加疲勞感，使奔跑欲望降低。所以，我們在長跑比賽時往往需要不斷按 照奔跑步伐來調(diào)整呼吸頻率，以便時刻為身體提供充足的氧氣。對于汽車發(fā)動機而言，這個道 理同樣適用?？勺儦忾T正時和升程技術(shù)就是為了讓發(fā)動機在各種負荷和轉(zhuǎn)速下自由調(diào)整“呼吸”， 從而提升動力表現(xiàn)，提高燃燒效率。（三）可變氣門正時技術(shù)前面說過氣門正時控

6、制著氣門的開啟時間，那么VVT（可變氣門正時）技術(shù)是如何工作的 呢？它又是怎樣達到提升效率、節(jié)約燃油的效果呢？氣門重疊角對發(fā)動機性能的影響Tibs推氣壓圻牌功 Tibs推氣壓圻牌功 雕頃ATTatWZ COB Cl氣門重疊的角度往往對發(fā)動機性能產(chǎn)生較大的影響， 那么這個角度多大為宜呢？我們知道，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高， 每個氣缸一個工作循環(huán)內(nèi)留給吸氣和排氣的絕對時間也 越短，因此要達到更高的充氣效率，就需要延長發(fā)動機 的吸氣和排氣時間。顯然，當轉(zhuǎn)速越高時，要求的氣門 重疊角度越大。但在低轉(zhuǎn)速工況下，過大的氣門重疊角 則會使得廢氣過多的瀉入進氣端，吸氣量反而會下降，氣缸內(nèi)氣流也會紊亂，此時ECU也會難

7、以對空燃比進行精確的控制，從而導致怠速不穩(wěn)，低速扭矩偏低。相反，如果配氣機構(gòu)只對低 轉(zhuǎn)速工況進行優(yōu)化，那么發(fā)動機的就無法在高轉(zhuǎn)速下達到較高的峰值功率。所以發(fā)動機的設(shè)計 都會選擇一個折衷的方案，不可能在兩種截然不同的工況下都達到最優(yōu)狀態(tài)。ATTatWZ COB Cl所以為了解決這個問題，就要求配氣相位可以根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和工況的不同進行調(diào)節(jié)，高 低轉(zhuǎn)速下都能獲得理想的進、排氣效率，這就是可變氣門正時技術(shù)開發(fā)的初衷。工作原理肉冉了與。舵推非押內(nèi)附汗石少輅了咐動下球同耐內(nèi)持子隹油任拘拒用下可以實琬一定借函內(nèi)的冶洎云而AITCMBE DU El雖然可變氣門正時技術(shù)在各個廠商的稱謂略有不同， 但是實現(xiàn)的方

8、式卻大同小異。以豐田的VVT-i技術(shù)為例， 其工作原理為：該系統(tǒng)由ECU協(xié)調(diào)控制，發(fā)動機各部位 的傳感器實時向ECU報告運轉(zhuǎn)情況。由于在ECU中儲存 有氣門最佳正時參數(shù)，所以ECU肉冉了與。舵推非押內(nèi)附汗石少輅了咐動下球同耐內(nèi)持子隹油任拘拒用下可以實琬一定借函內(nèi)的冶洎云而AITCMBE DU El簡單的說，VVT系統(tǒng)就是通過在凸輪軸的傳動端加 裝一套液力機構(gòu)，從而實現(xiàn)凸輪軸在一定范圍內(nèi)的角度 調(diào)節(jié)，也就相當于對氣門的開啟和關(guān)閉時刻進行了調(diào)整。VVT-iVVT-i.系統(tǒng)是豐田公司的智能可變氣門正時系統(tǒng)的英文縮寫。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

9、、科研機構(gòu)投入了大量的人 力、物力進行新技術(shù)的研究與開發(fā)。目前，這些新技術(shù)和新方法，有的已在內(nèi)燃機上得到應(yīng)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(shù)的發(fā)展方向。豐田VVT-i發(fā)動機的ECM在各種行駛工況下自動搜尋一個對應(yīng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、進氣量、節(jié)氣 門位置和冷卻水溫度的最佳氣門正時，并控制凸輪軸正時液壓控制閥，并通過各個傳感器的信 號來感知實際氣門正時，然后再執(zhí)行反饋控制，補償系統(tǒng)誤差，達到最佳氣門正時的位置，從 而能有效地提高汽車的功率與性能，盡量減少耗油量和廢氣排放。發(fā)動機可變氣門正時技術(shù)（VVT，Variavle Valve Timing）是近些年來被逐漸應(yīng)用于現(xiàn)代 轎車上的新

10、技術(shù)中的一種，發(fā)動機采用可變氣門正時技術(shù)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。Passat B5發(fā)動機所應(yīng)用的可變氣門正時系統(tǒng)，是通過微機控制可變氣門調(diào)節(jié)器上升和下 降獲得齒形皮帶輪與進氣凸輪（進氣門）的相對位置變化，這種結(jié)構(gòu)屬于凸輪軸配氣相位可變 結(jié)構(gòu)，一般可調(diào)整20。30。曲軸轉(zhuǎn)角。由于這種機構(gòu)的凸輪軸、凸輪形線及進氣持續(xù)角均 不變，雖然高速時可以加大進氣遲閉角，但是氣門疊開角卻減小，這是它的缺點。本田i-vtK系統(tǒng)工作原理i-VTEC本田i-vtK系統(tǒng)工作原理我們最熟悉的可變氣門升程系統(tǒng)可能非本田 的i-VETC莫屬了，日本本田汽車公司在1989年

11、推出了其自行研發(fā)的“VTEC”技術(shù)，英文全稱 “Variable Valve Timing and Valve LifeElectronic Control System”，即“可變氣門配 氣相位和氣門升程電子控制系統(tǒng)”，是世界上第 一個能同時控制氣門開閉時間及升程的氣門控制 系統(tǒng)。本田的可變氣門升程系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原 理并不復雜，工程師利用第三根搖臂和第三個凸 輪即實現(xiàn)了看似復雜的氣門升程變化。與普通4氣門發(fā)動機相比，VTEC發(fā)動機同樣是采用每缸4氣門（2進2排），但卻有著自 己鮮明的特點，即它并未采用慣用的雙凸輪軸結(jié)構(gòu)，而是仍然采用了單凸輪結(jié)構(gòu)，但在采用VTEC系統(tǒng)后，使得單凸輪軸原本簡單

12、的結(jié)構(gòu)變得較為復雜。雖然同樣是采用凸輪軸和搖臂等 元件，但凸輪與搖臂的數(shù)目及控制方法卻較其他發(fā)動機有很大不同。除了原有控制2個氣門的 一對凸輪和和一對搖臂外，該系統(tǒng)增加了一個較高的中間凸輪及相應(yīng)的搖臂，3個搖臂內(nèi)部裝 有由液壓控制移動的小活塞。發(fā)動機低速時，小活塞在原位置上3個搖臂分離，2個凸輪分別 推動相應(yīng)的2個搖臂，控制2個進氣門的開閉，氣門升程較小。雖然中間凸輪也推動中間搖臂， 但由于搖臂之間已分離，其它2個搖臂不受它的控制，所以不會影響氣門的開閉狀態(tài)。但當發(fā) 動機達到某一設(shè)定的高轉(zhuǎn)速時，發(fā)動機電腦會指令電磁閥啟動液壓系統(tǒng)，推動搖臂內(nèi)的小活塞， 使3個搖臂連成一體，一起由中間凸輪驅(qū)動。由

13、于中間凸輪比其它凸輪高，升程大，所以進氣 門開啟時間延長，升程隨之增大。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低到某一設(shè)定的低轉(zhuǎn)速時，搖臂內(nèi)的液壓也 隨之降低，活塞在回位彈簧作用下退回原位，3個搖臂分開。整個VTEC系統(tǒng)由發(fā)動機電腦控制，發(fā)動機電腦接收轉(zhuǎn)速、進氣壓力、車速及冷卻液溫度 等信息并進行處理，輸出相應(yīng)的控制信號，通過電磁閥調(diào)節(jié)搖臂活塞液壓系統(tǒng)，從而使發(fā)動機 在不同的轉(zhuǎn)速工況下由不同的凸輪控制，改變進氣門的開度和時間。這項技術(shù)在本田車型上的普及度較高，但是分段式的氣門調(diào)節(jié)方式還是令發(fā)動機的動力輸 出不夠線性。MIVECMIVEC 全稱為 “Mitsubishi Innovative Valve timing

14、Electronic Control system ”， 中文解釋為三菱智能可變氣門正時與升程管理系統(tǒng)。裝備MIVEC系統(tǒng)的發(fā)動機與普通發(fā)動機一樣采用每缸四氣門，兩進兩排的設(shè)計，但不同的 是它可以控制每缸兩個進氣門的開閉大小。如在低速行駛時，MIVEC系統(tǒng)發(fā)出指令此時兩個進 氣門中的其中一個升程很小，這時基本就相當于一臺兩氣門發(fā)動機。由于只有一個進氣門工作， 吸入的空氣不會通過汽缸中心，所以能產(chǎn)生較強的進氣渦流，對于低速行駛，尤其是冷車怠速 條件下能增大燃燒速率，使燃燒更充分從而也大大提高了經(jīng)濟性。在我們?nèi)粘Ｐ熊囍校?jīng)常會 遇到這種情況，比如堵車時，這時裝備了 MIVEC系統(tǒng)的發(fā)動機比普通發(fā)動

15、機能節(jié)省不少的燃料。而另一種情況就是當我們需要加速或高轉(zhuǎn)速行駛時，這時MIVEC系統(tǒng)會讓兩個進氣門同時 以同樣的最大升程開啟，這時的進氣效率能顯著提高，令發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時能有充足的儲 備。Va Ivetronic電手，門機構(gòu)孔主在 mm, EH CM當然MIVEC并不是只有這兩種可變的工作狀態(tài)，它可 以根據(jù)各傳感器傳來的發(fā)動機工況信號來適時調(diào)整最合 理的配氣正時，總而言之mivecVa Ivetronic電手，門機構(gòu)孔主在 mm, EH CMValvetronicBMW的Valvetronic系統(tǒng)在傳統(tǒng)的配氣相位機構(gòu)上增 加了一根偏心軸，一個步進電機和中間推桿等部件，該系 統(tǒng)借由步進電機的

16、旋轉(zhuǎn)，再在一系列機械傳動后很巧妙的 改變了進氣門升程的大小。當凸輪軸運轉(zhuǎn)時，凸輪會驅(qū)動中間推桿和搖臂來完成 氣門的開啟和關(guān)閉。當電機工作時，蝸輪蝸桿機構(gòu)會首先 驅(qū)動偏心軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，然后中間推桿和搖臂會產(chǎn)生聯(lián)動， 偏心軸旋轉(zhuǎn)的角度不同，最終凸輪軸通過中間推桿和搖臂頂動氣門產(chǎn)生的升程也會不同。在電 機的驅(qū)動下，進氣門的升程可以實現(xiàn)從0.18mm到9.9mm之間的無級變化。BMW的Valvetronic技術(shù)已經(jīng)覆蓋了旗下的多款 發(fā)動機，包括目前陸續(xù)推出的渦輪增壓新動力。該技 術(shù)能夠讓發(fā)動機對駕駛者的意圖做出更迅捷的反饋， 同時通過發(fā)動機管理系統(tǒng)對氣門升程的精確控制，實 現(xiàn)了車輛在各種工況和負荷下的最

17、佳動力匹配。BMW的這項技術(shù)已經(jīng)十分成熟，而且通過不斷的優(yōu)化，Valvetronic技術(shù)也突破了轉(zhuǎn)速的 限制，可以應(yīng)用在M-power的V8雙渦輪增壓發(fā)動機上。如何保證在正確的時間使氣門升程處 在合適的位置是這項技術(shù)的最大難點，不過它的確做到了對發(fā)動機進行更為精準和細致的調(diào)控 管理。Double-VANOSDouble-VANOS:雙凸輪軸可變氣門正時系統(tǒng)。Double-VANOS是由BMW開發(fā)的雙凸輪軸可變氣門正時系統(tǒng)，這是寶馬技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域中的 又一項成就：Double-VANOS雙凸輪軸可變氣門正時系統(tǒng)根據(jù)油門踏板和發(fā)動機轉(zhuǎn)速控制扭矩 曲線，進氣和排氣氣門正時則根據(jù)凸輪軸上可控制的角度按照

18、發(fā)動機的運行條件進行無級的精 準調(diào)節(jié)。在低發(fā)動機轉(zhuǎn)速時，移動凸輪軸的位置，使氣門延時打開，提高怠速質(zhì)量并改進功率輸出 的平穩(wěn)性。在發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加時，氣門提前打開：增強扭矩，降低油耗并減少排放。高發(fā)動機 轉(zhuǎn)速時，氣門重新又延時打開，為全額功率輸出提供條件。Double-VANOS雙凸輪軸可變氣門正時系統(tǒng)還控制循環(huán)返回進氣歧管的廢氣量以增強燃油 經(jīng)濟性。系統(tǒng)在發(fā)動機預(yù)熱階段使用一套專用參數(shù)以幫助三元催化轉(zhuǎn)換器更快達到理想工作溫 度并降低排放。整個過程由車輛的汽油發(fā)動機電子控制系統(tǒng)（DME）控制。雙 VVT市面上的絕大部分氣門正時系統(tǒng)都可以實現(xiàn)進氣門正時在一定范圍內(nèi)的無級可調(diào)，而一部 分發(fā)動機在排氣

19、門也配備了 VVT系統(tǒng)，從而在進、排氣門都實現(xiàn)了氣門正時無級可調(diào)（也就是 D-VVT，雙VVT技術(shù)），進一步優(yōu)化了燃燒效率。傳統(tǒng)的VVT技術(shù)通過合理的分配氣門開啟的時間確實可以有效提高發(fā)動機的效率和燃油 經(jīng)濟性，但是這項技術(shù)也有局限性和自身的瓶頸。不過在此基礎(chǔ)上，通過引入可變氣門升程技 術(shù)可以彌補VVT的缺憾，從而使發(fā)動機的呼吸更為順暢、自然。我們都知道，發(fā)動機實質(zhì)的動力表現(xiàn)是取決于單位時間內(nèi)氣缸的進氣量。前面說過，氣門 正時代表了氣門開啟的時間，而氣門升程則代表了氣門開啟的大小。從原理上看，可變氣門正 時技術(shù)也是通過改變進氣量來改善動力表現(xiàn)的，但是氣門正時只能提前或者推遲氣門開啟的時 間，并

20、不能有效改善氣缸內(nèi)單位時間的進氣量，因此對于發(fā)動機動力性的幫助是有限的。如果 氣門升程大小也可以針對發(fā)動機不同的工況和轉(zhuǎn)速實時調(diào)節(jié)的話，那么就能提升發(fā)動機在各種 情況下的動力性能。VVEL英菲尼迪的VVEL系統(tǒng)的工作原理與BMW的 Valvetronic類似，但在結(jié)構(gòu)上稍有不同。VVEL 系統(tǒng)使用一套螺套和螺桿的組合實現(xiàn)了氣門升 程的連續(xù)可調(diào)。在系統(tǒng)工作時，電機通過ECU信輸出凸贛控制肝輸出凸贛偏心凸驅(qū)動肝英菲尼迪VVEL系統(tǒng)號控制螺桿和螺套的相對位置，螺套則帶動搖臂、控制桿等部件，最終改變氣門升程的大小。家 削towii.cai.CH搖臂通過偏心輪套在控制桿上，而控制桿可以在電機的帶動下旋轉(zhuǎn)

21、一定角度。當發(fā)動機在 高轉(zhuǎn)速或者大負荷時，電機帶動螺桿轉(zhuǎn)動，套在螺桿上的螺套也會產(chǎn)生相應(yīng)的橫向移動，與螺 套聯(lián)動的機構(gòu)使得控制桿逆時針或順時針發(fā)生旋轉(zhuǎn)。由于搖臂套在控制桿的偏心輪上，因此搖 臂的旋轉(zhuǎn)中心也會隨之上升或下降，從而達到改 變氣門升程的目的。雖然整個機構(gòu)看起來比較復 雜，摩擦副也相對較多，但由于系統(tǒng)中的搖臂， 控制桿和螺套等都是剛性連接，沒有彈簧類的回 位機構(gòu)，使得VVEL家 削towii.cai.CH英菲尼迪的這項技術(shù)的原理與BMW的 Valvetronic可謂大同小異，也是實現(xiàn)了對發(fā)動 機的動力輸出做出更為綿密細致的調(diào)節(jié)，不過這 項技術(shù)還只是應(yīng)用在日產(chǎn)旗下的高端車型上。AVS奧迪

22、AVS系統(tǒng)汽車之耋 xvidhiihe cdm rtf奧迪的AVS奧迪AVS系統(tǒng)汽車之耋 xvidhiihe cdm rtf發(fā)動機在高負載的情況下，AVS系統(tǒng)將螺旋溝 槽套筒向右推動，使角度較大的凸輪得以推動氣 門。在此情況下，氣門升程可達到11毫米，以提 供燃燒室最佳的進氣流量和進氣流速，實現(xiàn)更加 強勁的動力輸出。當發(fā)動機在低負載的情況下，為了追求發(fā)動機的節(jié)油性能，此時AVS系統(tǒng)則 將凸輪推至左側(cè)，以較小的凸輪推動氣門。這套系統(tǒng)中還有一個設(shè)計細節(jié)需要注意，那就是兩個進氣門無論是在普通凸輪還是高角度 凸輪下的相位和升程是有差別的，也就是說兩個進氣門開啟和關(guān)閉的時間以及升程并不相同。 這種不對稱

23、的進氣設(shè)計是為了讓空氣在流經(jīng)兩個進氣門后，同時配合特殊造型的燃燒室和活塞 頭，可以令混合氣在氣缸內(nèi)實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)和紊流，進一步優(yōu)化混合氣的狀態(tài)。奧迪AVS可變氣門升程系統(tǒng)在發(fā)動機700至4000轉(zhuǎn)之間工作，當發(fā)動機處于中間轉(zhuǎn)速區(qū) 域進行定速巡航時，AVS系統(tǒng)可以為車輛提供很好的節(jié)油效果。奧迪這套系統(tǒng)的氣門升程依然是兩段式的，沒有做到氣門升程的無級調(diào)節(jié)，所以對進氣流 量的控制還不夠精確。然而一個巧妙之處在于對同一氣缸內(nèi)兩個進氣門采用不同步的開啟和關(guān) 閉時間，從而實現(xiàn)油、氣的充分混合。低壓牌體電睇閥氣機構(gòu)也會在一定程度上增加制造成本。然而菲亞特的Multiair電控液壓進氣系統(tǒng)卻采用了 一種相對獨特的手

24、段實現(xiàn)了氣門升程的無級調(diào)節(jié)，在技術(shù)上可謂另辟蹊徑。Multiair最大的特點就是開創(chuàng)性的使用了電控液壓控制系統(tǒng)來驅(qū)動氣門的正時和升程， 雖然發(fā)動機為每缸4氣門的結(jié)構(gòu)，但是卻取消了進氣門一側(cè)凸輪軸，排氣門側(cè)的凸輪軸通過液 壓機構(gòu)來驅(qū)動進氣門。Multiair系統(tǒng)的工作原理要直接得多，而且結(jié)構(gòu)相對簡單。進氣門上方設(shè)計有活塞和液 壓腔，液壓腔一端與電磁閥相連，電磁閥則通過ECU信號，根據(jù)工況的不同適時調(diào)節(jié)流向液壓 腔內(nèi)的油量。由凸輪軸驅(qū)動的活塞通過推動液壓腔內(nèi)的油液，控制氣門的開啟。系統(tǒng)只需要控 制液壓腔內(nèi)的油量的多少即可以完成對氣門升程的無級可調(diào)。簡單的結(jié)構(gòu)不僅可以減小整個配氣機構(gòu)的慣性，而且在高

25、速運轉(zhuǎn)時，能量的損失也更小， 而且電控加液壓的配合方式還讓Multiair系統(tǒng)擁有極快的響應(yīng)速度，因此可以實現(xiàn)在一個沖 程內(nèi)多次開啟氣門的模式，使得在怠速和低負荷工況下?lián)碛懈叩娜紵?。然而Multiair 最大的優(yōu)勢在于成本，由于配氣機構(gòu)相對簡單，整套Multiair系統(tǒng)也不需要太高的成本，因 此這項技術(shù)可以更好的向中低端車型覆蓋。這項技術(shù)的設(shè)計可謂大膽和創(chuàng)意十足，取消了傳統(tǒng)的凸輪軸機械傳動方式，通過液壓系統(tǒng) 來完成對氣門升程的調(diào)節(jié)，但是這也對電控液壓機構(gòu)的可靠性提出了更高的要求。五、可變氣缸可變氣缸技術(shù)一般適用于多氣缸大排量車型，如V6、V8、V12發(fā)動機，因為日常行駛，大 多數(shù)情況下并

26、不需要大功率的輸出，所以大排量多汽缸就顯得有點浪費，于是可變汽缸技術(shù)應(yīng) 運而生，它可以在不需要大功率的輸出時，控制關(guān)閉一部分汽缸，以減少燃油的消耗。1. VCMVCM的全稱為Variable Cylinder Management，是本田公司研發(fā)的一種可變汽缸管理技術(shù)， 它可通過關(guān)閉個別氣缸的方法，使到3.5LV6引擎可在3、4、6缸之間變化，使得引擎排量也 能在1.75-3.5L之間變化，從而大大節(jié)省燃油。車輛起步、加速或爬坡等任何需要大功率輸出的情況下，該發(fā)動機將會把全部6個氣缸投 入工作。在中速巡航和低發(fā)動機負荷工況下，系統(tǒng)僅將運轉(zhuǎn)一個氣缸組，即三個氣缸。在中等 加速、高速巡航和緩坡行駛

27、時，發(fā)動機將會用4個氣缸來運轉(zhuǎn)。借助三種工作模式，VCM系統(tǒng)能夠細致地確定發(fā)動機的工作排量，使其隨時與行車要求保 持一致。由于系統(tǒng)會自動關(guān)閉非工作缸的進氣門和排氣門，所以可避免與進、排氣相關(guān)的吸排 損失，并進一步提高了燃油經(jīng)濟性。VCM系統(tǒng)綜合實現(xiàn)了最高的性能和最高的燃油經(jīng)濟性-這 兩種特性在常規(guī)發(fā)動機上通常無法共存。VCM通過VTEC系統(tǒng)關(guān)閉進、排氣門，以中止特定氣缸的工作，與此同時，由動力傳動系 控制模塊切斷這些氣缸的燃油供給。在3缸工作模式下，后排氣缸組被停止工作。在四缸工作 模式下，前排氣缸組的左側(cè)和中間氣缸正常工作，后排氣缸組的右側(cè)和中間氣缸正常工作。非工作缸的火花塞會繼續(xù)點火，以盡

28、量降低火花塞的溫度損失，防止氣缸重新投入工作時 因不完全燃燒造成火花塞油污。該系統(tǒng)采用電子控制，并采用專用的一體式滑閥，這些滑閥與 缸蓋內(nèi)的搖臂軸支架一樣起著雙重作用。根據(jù)系統(tǒng)電子控制裝置發(fā)出的指令，滑閥會有選擇地 將油壓導向特定氣缸的搖臂。然后，該油壓會推動同步活塞，實現(xiàn)搖臂的連接和斷開。VCM系統(tǒng)對節(jié)氣門開度、車速、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、自動變速箱檔位選擇及其它因素進行監(jiān)測， 以針對各種工作狀態(tài)確定適宜的氣缸啟用方案。此外，該系統(tǒng)還會確定發(fā)動機機油壓力是否適 合VCM進行工作模式的切換，以及催化轉(zhuǎn)化器的溫度是否仍會保持在適當范圍內(nèi)。為了使氣缸 啟用或停用時的過渡能夠平穩(wěn)進行，系統(tǒng)會調(diào)整點火正時、線控

29、節(jié)氣門的開度，并相應(yīng)地啟用 或解除變矩器鎖定。最終，3缸、4缸和6缸工作模式間的過渡，會在駕駛員覺察不到的狀態(tài) 下完成。2. MDSMDS是為克萊斯勒的HEMI發(fā)動機量身打造的多級可變排量控制系統(tǒng)，全稱為 MDS-Multi-Displacement System。所謂的MDS，實質(zhì)上與其它的可變排量技術(shù)一樣，都是依靠關(guān)閉相應(yīng)的汽缸來達到節(jié)省能 耗的目的。由于HEMI發(fā)動機采用的是OHV的結(jié)構(gòu)，凸輪軸山布滿了凸輪，無法像本田的VCM 發(fā)動機那樣設(shè)計比較復雜的副搖臂和液壓控制的連接機構(gòu)，所以只能在原先的結(jié)構(gòu)上想辦法。HEMI發(fā)動機的凸輪軸與氣門挺柱機構(gòu)HEMI發(fā)動機的氣門是由凸輪軸-挺柱-推桿-

30、氣門搖臂這些機構(gòu)的串聯(lián)動作來驅(qū)動的，任何 一個環(huán)節(jié)如果能夠中斷便能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)閉氣門的設(shè)想，但是由于發(fā)動機的工況需求，要求氣門的 開啟和關(guān)閉控制都足夠迅速，這樣才能夠保證平順性和較快的響應(yīng)速度，保證V8發(fā)動機原本 應(yīng)有的樂趣。對氣門的控制依靠特別設(shè)計的挺柱實現(xiàn)，液壓控制的卡銷可以使挺柱不推動氣門推桿最后工程師們決定在與凸輪接觸的挺柱上面做文章，他們?yōu)镠EMI發(fā)動機的挺柱設(shè)計了獨 特的滑塊結(jié)構(gòu)，滑塊與氣門推桿相連，滑塊下方有一個可以定位的卡銷，卡銷可以使滑塊與挺 柱成為一體，推動氣門推桿，或者使滑塊活動，是挺柱無法推動氣門推桿。工程師們?yōu)榭ㄤN在 發(fā)動機中設(shè)計了獨特的油道，依靠潤滑系統(tǒng)中的潤滑油提供液

31、壓推動卡銷（電磁閥控制），卡 銷本身帶有回位彈簧，當液壓消失時便能夠自動回位。在發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)時，卡銷將卡住滑塊 使之不能上下自由移動，挺柱直接推動推桿驅(qū)動氣門搖臂，而當發(fā)動機需要關(guān)閉氣缸時，卡銷 松開，滑塊便能夠上下滑動，挺柱上下移動時滑塊與挺柱發(fā)生相對運動，不再推動推桿，這樣 一來氣門就被關(guān)閉，同時ECU停止向該氣缸噴油，便達到了 “關(guān)閉氣缸”的效果，實現(xiàn)了 “排 量可變”。在MDS技術(shù)的支持下，這臺5.7L HEMI發(fā)動機通過ECU對發(fā)動機負荷、工況的判斷，能 夠以4缸或8缸運轉(zhuǎn)，發(fā)動機對稱關(guān)閉4個氣缸，剩下的4個氣缸則組成了一臺“V4”發(fā)動機， 使發(fā)動機依然能夠保持較好的平順性。關(guān)閉4

32、個氣缸后，這臺V8發(fā)動機就變成了一臺“V4”發(fā)動機搭載MDS系統(tǒng)的HEMI發(fā)動機最早于2005年服役，當時搭載在克萊斯勒的300C，Jeep的 大切諾基和道奇Charger等車型上，而其品牌下的皮卡和大排量轎車也陸續(xù)裝備該發(fā)動機。不 過，克萊斯勒各品牌下的SRT-8高性能車型所使用的6.1L HEMI V8發(fā)動機并沒有使用MDS 技術(shù)。六、可變進氣歧管（一）可變進氣歧管有什么用：通過改變進氣管的長度和截面積，提高燃燒效率，使發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速時更平穩(wěn)、扭矩更充 足，高轉(zhuǎn)速時更順暢、功率更強大。（二）技術(shù)概述：進氣歧管一端與進氣門相連，一端與進氣總管后的進氣諧振室相連，每個汽缸都有一根進 氣歧管。發(fā)

33、動機在運轉(zhuǎn)時，進氣門不斷地的開啟和關(guān)閉，氣門開啟時，進氣歧管中的混合氣以 一定的速度通過氣門進入汽缸，當氣門關(guān)閉時混合氣受阻就會反彈，周而復始會產(chǎn)生震動頻率。 如果進氣歧管很短，顯然這種頻率會更快；如果進氣歧管很長的話，這個頻率就會變得相對慢 一些。如果進氣歧管中混合氣的震蕩頻率與進氣門開啟的時間達到共振的話，那么此時的進氣 效率顯然是很高的。因此可變進氣歧管，在發(fā)動機高速和低速時都能提供最佳配氣。發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速時，用又長又細的進氣歧管，可以增加進氣的氣流速度和氣壓強度，并使 得汽油得以更好的霧化，燃燒的更好，提高扭矩。（就像捏扁水管后，水流就會更有力）發(fā)動 機在高轉(zhuǎn)速時需要大量混合氣，這是進

34、氣歧管就會變的又粗有短，這樣才能吸入更多的混合氣， 提高輸出功率。（三）技術(shù)原理：由于混合氣是具有質(zhì)量的流體，在進氣管中的流動狀態(tài)是千變?nèi)f化的，工程上往往要運用 流體力學來優(yōu)化其內(nèi)部設(shè)計，例如將進氣歧管內(nèi)壁打磨光滑減輕阻力，或者刻意制造粗糙面營 造汽缸內(nèi)的渦流運動。但是，汽車發(fā)動機的工作轉(zhuǎn)速間隔高達數(shù)千轉(zhuǎn)，各工況所需的進氣需求 不盡相同，這對普通的進氣歧管是個極大的考驗。于是，工程師對進氣歧管進行了深層次的開 發(fā)一一讓進氣歧管“變”起來。變長度汽車用4沖程發(fā)動機的活塞上上下下往復2次循環(huán)才算完成一個工作循環(huán)，進氣門只有 1/4時間打開，這樣在進氣歧管內(nèi)造成一個進氣脈沖。發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，氣門開啟

35、間隔也就越 短，脈沖頻率也就越高。簡單的說，進氣歧管的振動也就越大。工程師通過改變進氣歧管長度，改進氣流的流動。進氣歧管被設(shè)計成蝸牛一般的螺旋狀， 分布在發(fā)動機缸體中間，氣流從中部進入。當發(fā)動機在2000prm低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，黑色控制閥關(guān) 閉，氣流被迫從長歧管流入汽缸，此時，進氣歧管的固有頻率得以降低，以適應(yīng)氣流的低轉(zhuǎn)速。 當發(fā)動機轉(zhuǎn)速上升到5000rpm，進氣頻率上升，此時控制閥開啟，氣流繞開下部導管直接注入 汽缸，這降低了進氣歧管的共振頻率，利于高速進氣。上面這種方式結(jié)構(gòu)簡單，但是只有2級可調(diào)，這顯然不能完全滿足各個轉(zhuǎn)速下發(fā)動機的進 氣需求。解決的辦法是設(shè)計一套連續(xù)可變進氣歧管長度的機構(gòu)。寶

36、馬760裝配的V12發(fā)動機就 采用了該設(shè)計。寶馬的進氣機構(gòu)中間設(shè)計了一個轉(zhuǎn)子來控制進氣歧管的長度，通過轉(zhuǎn)子角度的變化，使進 氣氣流進入汽缸的長度連續(xù)可變。這顯然更能滿足各個轉(zhuǎn)速下的進氣效率。動力輸出更加線性， 扭力分布更加均勻，燃油經(jīng)濟型更加優(yōu)秀。變截面我們知道，低轉(zhuǎn)速時氣門會設(shè)置成短行程開啟，高轉(zhuǎn)速時氣門會設(shè)置成長行程開啟，這都 是“負壓”惹出來的禍。那么除了氣門，進氣歧管就不能達到同樣的效果嗎？流體力學的原理，管道的截面積越大，流體壓力越?。还艿澜孛娣e越小，流體壓力越大。 舉個例子：小時候我們都玩過自來水，將水管前端捏扁，自來水的壓力會變得非常大。根據(jù)這一原理，發(fā)動機需要一套機構(gòu)，在高轉(zhuǎn)速

37、時使用較大的進氣歧管截面積，提高進氣 流量；在低轉(zhuǎn)速時使用較小的進氣歧管截面面積，提高氣缸的進氣負壓，也能在氣缸內(nèi)充分形 成渦流，讓空氣與汽油更好的混合。以4氣門發(fā)動機為例，2進2排設(shè)計，其中一進氣管帶有氣閥，該氣閥受到ECU的直接控 制。當發(fā)動機低轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時，需要的進氣歧管截面積小，這時可以關(guān)閉氣閥，使兩個進氣門只 有一個能夠進氣，這相當于減少了一半的截面積。同樣，發(fā)動機高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，氣閥在ECU控制 下開啟，兩個進氣門同時工作，這相當于加大了截面積?？勺冮L度進氣歧管當汽油機低速運轉(zhuǎn)時，汽油機電子控制模塊指令轉(zhuǎn)換閥控制機構(gòu)關(guān)閉轉(zhuǎn)換閥。這時，空氣 須經(jīng)空氣濾清器和節(jié)氣門沿著彎曲而又細長的進氣歧管

38、流進氣缸。細長的進氣歧管提高了進氣 速度，增強了氣流的慣性，使進氣充量增多；當汽油機高速運轉(zhuǎn)時，汽油機電子控制模塊指令 轉(zhuǎn)換閥控制機構(gòu)，打開轉(zhuǎn)換閥，空氣經(jīng)空氣濾清器和節(jié)氣門及轉(zhuǎn)換閥直接進入粗短的進氣歧管。 粗短的進氣歧管，進氣阻力減小，也使進氣充量增多?？勺冮L度進氣歧管不僅可以提高汽油機在中、低速和中、小負荷時的動力性，即提高有效 輸出扭矩；還由于它提高了汽油機在中、低速運轉(zhuǎn)時的進氣速度W，而增強了氣缸內(nèi)的氣流強 度，從而改善了燃燒過程，使汽油機中、低速的最低燃油消耗率下降，燃油經(jīng)濟性有所提高。此外，可變長度進氣歧管還有減少汽油機廢氣排放量的作用。因為汽油機燃燒過程改善后， 不僅油耗降低，經(jīng)濟性改善，汽油機的有害排氣污染物的排放量也能適當減少，即轎車汽油機 的排放凈化性能也可適當改善。雙通道可變進氣歧管雙通道可變進氣歧管：每個進氣歧管都有兩個進氣通道，一長一短。根據(jù)汽油機的工作轉(zhuǎn) 速高低、負荷大小，由旋轉(zhuǎn)閥2控制空氣經(jīng)過哪一個通道流進氣缸。在長進氣道中安裝有噴油 器。當汽油機在中、低速運轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)閥2受到由汽油機電子控制模塊發(fā)出的指令，在旋轉(zhuǎn)閥 控制機構(gòu)（執(zhí)行器）作用下，將短進氣通道1封閉，新鮮空氣充量經(jīng)空氣濾清器、節(jié)氣門沿長 進氣通道3經(jīng)過缸蓋上的進氣道