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你說的就是可變氣門技術(shù)了，將全氣門控制系統(tǒng)使用在量產(chǎn)車上的廠商主要有四家，分別是寶馬，英菲尼迪，菲亞特和本田。它們分別以不同的方式實現(xiàn)了氣門正時和升程的無級可變，從而達到了利用控制氣門開度來控制進氣量的目的。從最終目的上看，這三者的效果是基本相同的，不過他們的具體工作原理和結(jié)構(gòu)都不小差距。請關(guān)注：容濟點火器 一、本田VTEC 本田朝著兼顧動力與燃油經(jīng)濟性的夢想，發(fā)明了VTEC可變氣門正時和升程電子控制系統(tǒng)（英文全稱Variable Valve Timing and Lift Electronic Control），該項技術(shù)被譽為“可變氣門發(fā)動機的代名詞”，并在本田Integra XSi車型上實現(xiàn)了量產(chǎn)車的首次應(yīng)用。而可變氣門又是什么意思呢？簡單來講，就是在傳統(tǒng)進氣凸輪實現(xiàn)一種固定氣門開啟大小的基礎(chǔ)上，通過增加一個大凸輪及搖臂，并配合同步銷機構(gòu)，實現(xiàn)兩種不同的氣門開啟時機與開啟大小的狀態(tài)，從而既滿足在低轉(zhuǎn)速下的燃油經(jīng)濟性，又滿足了高轉(zhuǎn)速下的動力需求?？此剖趾唵蔚姆椒?，卻讓VTEC有著如此驚人的動力表現(xiàn)，造就了一個又一個傳奇。
二、寶馬Valvetronic 它利用一根附加的偏心軸，步進馬達和一些中置搖臂，來控制氣門的開啟和關(guān)閉。系統(tǒng)借由步進電機偏心凸輪的偏移量，再一系列機械傳動后間接地改變進氣門的升程大小。 從圖上看，寶馬的Valvetronic的主要部件包括偏心軸驅(qū)動電機、偏心軸驅(qū)動齒輪、偏心軸、凸輪軸、中間杠桿和滾子軸承。當(dāng)系統(tǒng)工作時，電機驅(qū)動偏心軸齒輪改變相位，從而帶動中間杠桿的角度，此時凸輪軸驅(qū)動中間杠桿，完成氣門的開啟和關(guān)閉。當(dāng)系統(tǒng)工作時，凸輪軸，中間杠桿和滾子軸承是通過一系列聯(lián)動的來驅(qū)動氣門的，所以在系統(tǒng)高速運轉(zhuǎn)時，這一系列搖臂和連桿就會產(chǎn)生較大的慣性 ，因此想要獲得高轉(zhuǎn)速也越困難，因此Valvetronic技術(shù)并不適合用于超高轉(zhuǎn)速發(fā)動機，這也就是寶馬M的V8，V10發(fā)動機不使用Valvetronic的原因。 優(yōu)勢：與缸內(nèi)直噴，渦輪增壓技術(shù)的搭配默契，性能出色，現(xiàn)已經(jīng)全線裝備在寶馬旗下車型上，是目前使用范圍最廣的全氣門控制系統(tǒng)。 不足：由于機構(gòu)中彈性受到極限轉(zhuǎn)速的限制，無法使用在高轉(zhuǎn)速發(fā)動機上。 三、英菲尼迪的VVEL 實現(xiàn)的原理和寶馬有些類似，但是結(jié)構(gòu)卻并不相同。VVEL系統(tǒng)使用一套連桿和螺桿的組合實現(xiàn)了氣門升程的連續(xù)可調(diào)。在系統(tǒng)工作時，直流電機通過ECU信號控制螺桿和螺套的相對位置，螺套則帶動一系列連桿和搖臂間接改變氣門升程的大小。 搖臂通過偏心輪套在控制軸上，而控制軸可以在直流馬達帶動下，旋轉(zhuǎn)一定角度。當(dāng)發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速或者大負(fù)荷時，如圖所示：直流馬達帶動螺桿轉(zhuǎn)動，套在螺桿上的螺套向馬達這邊橫向移動，與螺套聯(lián)動的機構(gòu)使得控制軸逆時針或順時針旋轉(zhuǎn)一定角度。由于搖臂套在控制軸的偏心輪上，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(fù)雜，摩擦副也相對較多，但由于系統(tǒng)中的搖臂，控制軸和螺套等都是屬于剛性連接，沒有Valvetronic上的彈簧類的回位機構(gòu)，使得VVEL更適合于高轉(zhuǎn)速發(fā)動機而無需考慮慣性的問題。英菲尼迪G37上的VQ37VHR發(fā)動機在增加了VVEL系統(tǒng)之后，最高轉(zhuǎn)速反而由原來的7000rpm提高到了7500rpm，不像Valvetronic發(fā)動機那樣受到高轉(zhuǎn)速的限制。 不過和取消了節(jié)氣門的Valvetronic和multiair不同，日產(chǎn)的VVEL發(fā)動機依然保留著節(jié)氣門，不過在VVEL發(fā)動機中，節(jié)氣門在大部分工況下都會保持全開，因此也并不會對進氣造成阻礙，動力同樣可以保證足夠高的響應(yīng)性。日產(chǎn)工程師保留節(jié)氣門的意圖是要通過節(jié)氣門的截流作用對進氣正時變化做更精確的控制，使動力輸出更加順暢。 優(yōu)點：不會受到高轉(zhuǎn)速的限制 缺點：機構(gòu)復(fù)雜，對極限性能提升的幫助較小 四、菲亞特的multiair
簡單的結(jié)構(gòu)不僅可以減小整個配齊機構(gòu)的慣性，而且在高速運轉(zhuǎn)時，能量的損失也更小，而且電磁加液壓的配合方式還讓Multiair系統(tǒng)擁有極快的響應(yīng)速度，因此可以使用在一個沖程內(nèi)多次開啟氣門的Multilift模式，使得怠速和低負(fù)荷工況下?lián)碛懈叩娜紵?。而multiair最大的優(yōu)勢在于成本，由于配氣機構(gòu)簡單，整套Multiair系統(tǒng)也不需要太高的成本，因此它更適合低端的經(jīng)濟性轎車，目前搭載了Multiair系統(tǒng)的菲亞特500，朋多都是價格便宜的經(jīng)濟型小車。 優(yōu)勢：結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，響應(yīng)快 不足：液壓系統(tǒng)的質(zhì)量穩(wěn)定性不高 五、Multiair電控液壓進氣系統(tǒng)詳細(xì)介紹 1、Multi air電控液壓進氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析 傳統(tǒng)DOHC頂置雙凸輪軸VVT發(fā)動機配氣機構(gòu)示意圖 我們都知道，普通發(fā)動機的配氣機構(gòu)由凸輪軸上的凸輪所驅(qū)動，氣門以機械節(jié)奏開啟和關(guān)閉，油門踏板則借由進氣歧管內(nèi)的節(jié)氣門來調(diào)整空氣的流量。對于使用了氣門正時和升程技術(shù)的發(fā)動機來說，氣門開啟的大?。ㄐ谐蹋?、時機（正時）可以由凸輪軸及相關(guān)控制機構(gòu)來決定。
排氣門由凸輪軸直接推動，而進氣門則通過一組電磁液壓系統(tǒng)進行精確控制 從圖上看，Multi air系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)確實非常簡單，氣門上方設(shè)計有一個液壓腔，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。
從這個multiair簡化結(jié)構(gòu)圖上能更清晰的看出系統(tǒng)整個工作過程，不過在實際結(jié)構(gòu)中，凸輪軸和活塞其實被設(shè)計在排氣門一側(cè)凸輪軸上的
實際結(jié)構(gòu)中，凸輪通過搖臂推動活塞，而活塞通過液壓腔的密封油液打開進氣門 2、Multiair技術(shù)工作原理 當(dāng)工作開始時，電磁閥通過ECU信號向液壓腔內(nèi)供給適量的油量，然后電磁閥關(guān)閉。這時，液壓腔內(nèi)的油的體積恒定，與液壓腔相連的活塞就可以將排氣凸輪軸施加的壓力傳遞到進氣門，從而完成氣門的開啟。氣門的開度大小則取決于流向液壓腔內(nèi)油量的多少。 當(dāng)電磁閥開啟時，液壓腔內(nèi)的油液就會順高壓油腔進入低壓油腔。氣門則不再跟隨排氣凸輪軸運動，而是在氣門彈簧的作用下完成關(guān)閉。閥門關(guān)閉的最后一步，則由專用的液壓制動裝置控制，從而使得氣門的每次閉合過程都能做到舒緩而規(guī)律。
從圖上可以清晰的看出，multiair在不同工況下的進氣策略 氣門全開Fulllift：全負(fù)荷輸出（fullload）的時候，電磁閥會保持關(guān)閉的狀態(tài)，氣門每次開啟則會維持在最大開度，從而使發(fā)動機在高速運轉(zhuǎn)時最大限度提升功率和扭矩。 進氣門早關(guān)IEVC：電磁閥會在凸輪軸運動周期的末段打開，此時進氣門則在氣門彈簧作用下提前關(guān)閉。這樣就能有效減小氣門重疊角，從而避免因廢氣過多瀉入進氣岐管而造成的充氣不足和氣流紊亂。 進氣門晚開LIVO：電磁閥也會根據(jù)發(fā)動機所需的進氣量，在凸輪軸開始運動之后關(guān)閉，使進氣門推遲開啟，從而改善啟動性能并提高怠速穩(wěn)定性。 當(dāng)發(fā)動機部分負(fù)荷的時候，系統(tǒng)會結(jié)合進氣門早關(guān)IEVC和進氣門晚開LIVO兩項進氣策略，根據(jù)需要調(diào)整氣門的打開和關(guān)閉時機，從而達到改變氣門正時的目的。合理的進氣門正時還能有效提升發(fā)動機低轉(zhuǎn)速時的扭矩表現(xiàn)。 Mulilift多重升程：Mulilift多重升程模式則是指在一次沖程內(nèi)多次開啟氣門，從而在負(fù)荷極低的情況下增加燃燒室內(nèi)湍流，顯著提高燃燒效率。這說明電磁液壓控制系統(tǒng)在響應(yīng)速度上要更優(yōu)于傳統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)，這也是Multiair上獨有的技術(shù)。在城市擁堵走走停停的狀態(tài)下，Mulilift多重升程能夠很好的改善燃油經(jīng)濟性。 |
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通常，轉(zhuǎn)速低于3500rpm時，各有一支進氣、排氣凸輪工作，此時發(fā)動機近似為一臺2氣門發(fā)動機，這樣的好處是，能夠增加負(fù)壓，利于進氣；轉(zhuǎn)速超過3500rpm時，液壓系伺服系統(tǒng)接到發(fā)動機中央控制器ECU指令，對搖臂內(nèi)機油加壓，壓力機油推動定時柱塞移動，使得同步柱塞將高速搖臂與主副搖臂剛性連接，此時低速凸輪雖然轉(zhuǎn)動，但處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)，并不參與工作，從而4支活塞共同工作，以適應(yīng)高速運轉(zhuǎn)。
但如今再說可變正時技術(shù)就是VTEC技術(shù)也不精確了，本田逐步引入了一系列經(jīng)過商標(biāo)注冊的新名詞。像VTC、VCM、VALVE IDLING等。雖VTEC的潛能已經(jīng)被壓榨的差不多，但是我相信工程師們依然從未停步，不斷地完善并改造使其成為無人可敵的終極VTEC。
而Multi air最大的特點就是開創(chuàng)性的使用電控液壓控制系統(tǒng)驅(qū)動氣門正時和升程，它通過一套由凸輪軸驅(qū)動電磁液壓閥，實現(xiàn)了進氣門的升程和正時的無級可調(diào)，雖然依舊是每缸4氣門的結(jié)構(gòu)，但是卻取消了進氣門一側(cè)凸輪軸，只保留了排氣門一側(cè)的凸輪軸來驅(qū)動進排氣門。由于氣門的開度和開啟時間都實現(xiàn)了任意可調(diào)，因此這套系統(tǒng)和寶馬的valvetronic一樣，可以直接由氣門的開閉大小來控制空氣的流量，因此也取消了節(jié)氣門。另外這套進氣控制系統(tǒng)采用了完全標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計方案，可以任意組合成雙缸、四缸、六缸或者八缸的結(jié)構(gòu)。
