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可变配气相位什么意思(无凸轮轴可变气门正时技术原理)

100次浏览     发布时间:2024-10-30 08:46:44    

我们以无凸轮轴可变气门正时技术为例讲解一下,毕竟有凸轮驱动全可变气门正时仍然是建立在传统凸轮驱动机构基础上的可变气门机构,它们仅仅是对原有系统的凸轮和凸轮轴进行了一些改变,因而在结构方面存在许多局限性。

而无凸轮驱动气门机构属于全可变配气相位机构,可以灵活地控制气门定时和升程,从而优化配气定时,减少发动机的泵气损失,并在加快进气速度的同时,还改善混合气的质量 / 改善燃烧过程 / 降低排放。由于此可变气门机构比传统的凸轮机构所消耗的能量更多,占用的体积更大,因此还需进行进一步的优化设计。

无凸轮驱动气门机构主要包括以下三种类型:电磁驱动 / 电液驱动 / 电机驱动可变气门机构。我们着重介绍前两种机构。

1.电磁驱动全可变气门机构

电磁气门驱动机构,它是可变配气相位技术发展的最新进展的一种,英文缩写VVT。驱动机构是根据弹簧一质量振动模型,利用电磁力的方式,使得气门保持在开启/关闭两个终点位置进行工作的。可根据要求调整气门的开启和关闭时间,与发动机的实际工况相互匹配。

这种机构一般由电磁线圈直接驱动气门,通过改变线圈的通电 / 断电时间,来控制气门的开启起始点/ 开启持续期。气门动作调节灵活,而且响应迅速,调节能力还特别强。汽车行业大佬奥迪推出电磁铁直接控制的可变气门正时系统,其利用永磁铁提供的电磁力使气门保持在全开或关闭的位置。通过电磁线圈使气隙减小而使气门开始运动,气门运动的动力由弹簧提供。通过改变线圈的通电和断电时刻控制气门的开启始点和开启持续期。

2. 电液驱动气门机构

电液驱动气门机构,英文简称 EHVA,这种机构将气门与液压活塞相连接,通过电磁阀控制液压缸内高/ 低压液体的流入 / 流出,这种方式来控制气门的运动。该类机构在70年代被设计出来,但是叫法是初级的快速响应螺线阀。现在大多数的电液驱动气门机构,它利用液压流体的弹性特征,使其像液体弹簧一样在气门开启/ 关闭的时候,对气门进行加速 / 减速处理。也就是将流体的势能转换到动能,然后再转回到势能,其中只有很小的能量损失。

福特公司研制的无凸轮电控液压气门机构,它就是归类于这类的经典机构,它包括高压 / 低压储能器,其在气门顶部安装一个双面作用的柱塞,在柱塞上部,它可与高压油源/ 低压油源相连接,柱塞下部与高压油源相连接。柱塞上部的承压面比下部承压面大非常多。当气门开启的时候,高压螺线阀也是打开的,双面柱塞上的净压使气门加速向下运动,当高压螺线阀关闭时,柱塞上的压力同时下降,在减速的同时,推动柱塞下部,将高压油流到高压储能器,而低压油流经过了低压检测阀,最终进入到柱塞上部结构。一旦气门停止向下运动的时候,低压检测阀也跟着关闭,气门在打开的位置锁住。气门关闭的过程与开启相类似,低压螺线阀打开,柱塞上部压力降低至低压储能器内的压力,净压力作用双面柱塞下部使其加速上行。然后低压螺线阀关闭的时候,柱塞上部压力也随之增加,柱塞减速的同个时间段,推动上部液压油,通过高压检测阀回流至高压储能器。

与有凸轮式的气门可变机构相对比之下,无凸轮式系统,它直接通过电磁或电液的 VVA系统驱动发动机的气门。凸轮系统无法制约, 无凸轮式系统与凸轮式系统相比,其在可变气门的升程和正时上有更大的控制范围。另外,它还可以关闭单个气门/ 气缸。无凸轮式系统因而提供更多的控制灵活性和更大的性能优势,在某些工况下能降油耗 15%左右

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