4.可变门升程技术.doc

4.可变气门升程技术 我们知道所谓的可变气门正时技术(TTV)，其功能主要是改变发动机气门开启和闭合的时间，以达到更合理的控制相应发动机转速所需的空气量，作用主要还是为了降低油耗，提高经济性。而发动机的实质动力表现却是和单位时间内进入到汽缸内的氧气量有关，可变气门正时系统无法有效改变这一点，因此它对动力的提升帮助不大。 为了有效的增加发动机的动力，可使用可变气门升程技术。相比于可变气门正时，可变气门升程系统目前还比较少见，尤其是连续可变气门升程技术更是只掌握在几个大厂商手中的绝密核心技术，因此市场上能买到的汽车中装备可变气门升程系统的车型也不多。 本田是最早将可变气门升程技术应用到车载发动机上的厂商，而且不同于其它厂商的先使用可变气门正时，后追加可变气门升程技术的做法，本田的工程师在研发项目之初就将这两种技术同步进行。结构简单、设计巧妙是本田可变气门升程机构的特点。不过令人有些遗憾的是，虽然已经投产多年但本田的可变气门升程技术目前似乎没有太大进步，依然还停留在只有两段或三段可调的程度，而像菲亚特、丰田、日产和宝马这些可变气门升程技术领域的后来者都已经研发出连续可变气门升程技术。不过现在也有消息传出，本田也研发出了自己的连续可变气门升程及正时系统AVTEC，只是还没有正式开始使用。 在此我们简单介绍一下VTEC及i-VTEC系统中可变气门升程机构的工作方式。本田的讴歌目前在国内发售的车型共有SOHC（单顶置凸轮轴）及DOHC（双顶置凸轮轴）两种结构的发动机，它们虽然都配有VTEC或i-VTEC系统，但具体实现方式不太相同。 飞度、锋范以及思域搭载的都是本田的R系列发动机，采用的是SOHC结构，两个进气气门和两个排气气门均由一根凸轮轴驱动。首先要说明的是目前大部分可变气门升程技术都被应用在进气气门端，本田的R系列也不例外（图14 本田的可变气门升程结构）。 我们从图中可以看到，两个进气气门摇臂中间还有一个特殊的中间摇臂，它对应的是凸轮轴上的一个大凸轮，而在发动机低转速时两个进气摇臂和这个中间摇臂是分离的、毫互无关系的，进气摇臂只由两侧的普通凸轮驱动，因此进气气门的升程较小，这有助于提高低转速时的燃油经济性。但当发动机达到一定转速时，由电子液压控制的活动锁销会将两个进气摇臂和那个中间摇臂连接为一体，此时三个摇臂就会同时被中间大凸轮驱动，而气门升程也会随之加大，单位时间内的进气量更大，从而发动机动力更强。 除了小型车和紧凑型车使用的R系列，国内本田的思铂睿、雅阁和CR-V的2.4L车型均搭载的是DOHC（双顶置凸轮轴）结构的K系列发动机，同样都装备了可变气门升程技术。此外本田的VTEC系统可在DOHC发动机的进排气端均进行气门升程的调节，不过这功能并非所有本田DOHC发动机均有，只限定某些车型。 工作原理和R系列发动机的进气端完全相同，都是通过三根摇臂的连接与分离实现的，不过既然排气气门升程也可得到提升，就表示高转速下排气效果将更高，可以更默契的和提高效率的进气气门协作来增强发动机的动力输出。 通过上面的介绍我们能看到本田的可变气门升程系统结构并不复杂，工程师利用第三根摇臂和第三个凸轮即实现了看似复杂的气门升程变化。但这一原理也是羁绊本田可变气门升程技术进步的瓶颈，因为不可能在凸轮轴上加上更多的凸轮来实现更多级的调节，因此日产和宝马都另辟蹊径，而且最终都实现了让气门升程连续可变，下面我们一起来看看日产是如何做到的。 日产是可变气门升程领域的后来者，多年来日产车型上都没有这项功能的身影。但2007年末，随着第四代G37的上市，日产也终于发布了自己的可变气门升程技术VVEL，这项技术最先就被装备在G37的 HYPERLINK /3028/ VQ37VHR发动机上，而VQ37VHR也是2008年沃德十佳发动机的得主。随后上市的FX50的那台VK50VE发动机是第二款使用VVEL的发动机。同时日产也有计划将VVEL普及到自己的低端车型上。 目前VVEL技术只应用在日产高端品牌英菲尼迪的两款车型上 ??? HYPERLINK /price_list/sub_463_18696_1.shtml 本田的VETC是利用不同的凸轮来实现不同转速下气门升程的改变，而日产则是在驱动气门运动的摇臂上做文章。为了实现连续可变这个功能就必须研发出一种可无级改变工作状况的机构，日产的VVEL系统利用一个电动机驱动的螺杆和螺套达到了这个目的（图15 日产的可变气门升程工作原理）。 螺杆我们可以理解为日常生活中常见的螺栓，而螺套就是拧在螺栓上的螺母，螺母随着转动就可沿着螺栓上的螺纹上下运动，换个角度来看这就是一种无级调节方式。日产的工程师就是将一组螺杆（螺栓）和螺套（螺母）加到了发动机的气门摇臂上来使气门升程连续（无级）可变的。首先车载电脑根据当前的发动机转