可变气门正时技术原理

传统发动机的配气相位系统是一个机械系统,配气相位不变,即气门的开启和关闭。这种气门正时系统难以满足发动机在各种工况下对气门正时的需求,无法满足发动机在各种转速工况下对强劲动力输出的需求。可变气门正时系统是改变气门开启时间或开启大小的电子控制系统。通过为车辆匹配不同转速下更合理的气门开启或关闭时间,增强车辆扭矩输出的平衡性,提高发动机动力,降低车辆油耗。

从气门正时图可以看出,在活塞从上止点运动到下止点的进气过程中,进气门会提前开启,延迟关闭。当发动机做功,活塞从下止点运动到上止点时,排气门会提前开启,稍后关闭。

这种延长气门开启时间的方法,必然会出现进气门和排气门同时开启的时刻,这种时刻在配气相位上称为“重叠阶段”,可能会造成排气倒流。这种现象在发动机转速仅低于1 000 r/min时最为明显(怠速时的“重叠相位”时间是中速时的7倍)。这样容易导致怠速工作不顺畅,震动过大,动力下降等现象。尤其是四气门发动机,由于“帘面积”值较大,“重叠级”更容易造成怠速运转不畅的现象。为了消除这一缺陷,设计者采用了“可变”而不是“可变”的气门驱动机构。

可变气门驱动机构是在发动机快速工作时,减小气门行程和“帘值”,而在发动机高速工作时,增大气门行程和“帘值”,改变“重叠阶段”的时间,使发动机在高速时提供强大的动力,在低速时产生足够的扭矩,从而提高发动机的工作性能。该可变气门驱动机构可以根据汽车的行驶状况随时改变气门正时、气门升程和气门开启持续时间。