什麼是氣門正時及其工作方式

四衝程發動機的設計基於燃料和燃料混合物的燃燒過程中的能量釋放原理，其中包括一個重要的機構，否則該機構將無法運行。 這是一種定時或氣體分配機制。

在大多數標準發動機中，它安裝在氣缸蓋中。 有關機制結構的更多詳細信息，請參見 單獨的文章... 現在，我們將重點介紹什麼是氣門正時，以及它的工作如何影響電動機的功率指示器及其效率。

什麼是發動機氣門正時

簡要介紹計時機製本身。 曲軸通過皮帶傳動（在許多現代內燃機中，安裝了鏈條而不是橡膠皮帶）連接到 凸輪軸. 當駕駛員啟動發動機時，啟動器將飛輪轉動。 兩個軸開始同步旋轉，但以不同的速度旋轉（基本上，在凸輪軸旋轉一圈時，曲軸旋轉兩圈）。

凸輪軸上有特殊的水滴形凸輪。 隨著結構的旋轉，凸輪推向彈簧加載的閥桿。 閥門打開，使燃油/空氣混合物進入氣缸或將廢氣排入排氣歧管。

氣體分配階段恰好是在閥門完全關閉之前，閥門開始打開入口/出口的時刻。 開發動力裝置的每位工程師都會計算出閥門的開啟高度，以及開啟的時間。

氣門正時對發動機運行的影響

根據發動機的運行模式，氣體分配應該更早或更晚開始。 這會影響設備的效率，其經濟性和最大扭矩。 這是因為及時打開/關閉進氣和排氣歧管對於充分利用HVAC燃燒過程中釋放的能量至關重要。

如果進氣門在活塞執行進氣沖程的另一時刻開始打開，則氣缸腔會充滿不新鮮的空氣，並且燃料混合不良，這將導致混合物燃燒不完全。

至於排氣門，其打開時間也應不早於活塞到達下止點，而應不晚於開始向上沖程之後。 在第一種情況下，壓縮將下降，隨之而來的是電動機將失去動力。 第二，閥門關閉的燃燒產物將對已經開始上升的活塞產生阻力。 這是曲柄機構的額外負載，可能會損壞其某些零件。

為了使動力裝置正常工作，需要不同的氣門正時。 對於一種模式，必須先打開閥門，然後再關閉閥門；對於其他模式，則反之亦然。 重疊參數也非常重要-兩個閥是否將同時打開。

大多數標準電動機的定時是固定的。 取決於凸輪軸的類型，這樣的發動機在運動模式下或在低速行駛時具有最高效率。

如今，許多中高檔車廂都配備了電動機，其氣體分配系統可以更改一些閥門開度參數，因此，在不同的曲軸轉速下，氣缸的高質量填充和通風都會發生。

以下是在不同發動機轉速下應如何進行正時的方法：

1. 空轉需要所謂的狹窄階段。 這意味著閥門開始打開的時間較晚，相反，關閉時間早。 在此模式下，沒有同時打開狀態（兩個閥都不會同時打開）。 當曲軸的旋轉不重要時，當相位重疊時，廢氣可以進入進氣歧管，而一定體積的VTS可以進入排氣。
2. 最強大的模式-它需要廣泛的階段。 在這種模式下，閥由於高速而具有較短的打開位置。 這導致以下事實：在運動駕駛中，氣缸的填充和通風不良。 為了解決這種情況，必須更改氣門正時，即必須提前打開氣門，並且必須增加該位置的持續時間。

在開發具有可變氣門正時的發動機的設計時，工程師要考慮到氣門開啟力矩對曲軸轉速的依賴性。 這些先進的系統使電動機對於不同的騎行風格具有盡可能多的用途。 得益於這一發展，該裝置具有多種可能性：

• 在低轉速下，電機應該是拉緊的。
• 當轉速增加時，它不應失去動力；
• 無論內燃機以哪種模式運行，燃油經濟性以及運輸的環境友好性都應在特定單元中具有盡可能高的水平。

通過更改凸輪軸的設計，可以更改所有這些參數。 但是，在這種情況下，電動機效率僅在一種模式下會受到限制。 電機如何根據曲軸轉數自行改變輪廓？

可變氣門正時

在動力裝置運行期間改變閥門開啟時間的想法並不新鮮。 這個想法定期出現在仍在開發蒸汽機的工程師的腦海中。

因此，這些發展之一被稱為史蒂文森齒輪。 該機構改變了蒸汽進入工作缸的時間。 該政權被稱為“蒸汽切斷”。 觸發機械裝置後，壓力會根據車輛的設計而改變方向。 因此，當火車靜止不動時，除煙霧外，舊的蒸汽機車也散發出蒸汽。

改變氣門正時的工作也是在飛機上進行的。 因此，Clerget-Blin公司的V-8發動機的實驗模型具有200馬力的功率，由於該機構的設計包括滑動凸輪軸，因此可以更改此參數。

在Lycoming XR-7755電動機上，安裝了凸輪軸，每個氣門都有兩個不同的凸輪。 該設備具有機械驅動，並由飛行員本人激活。 他可以選擇兩種選擇之一，具體取決於他是需要將飛機升空，逃離追逐還是只需要經濟飛行。

對於汽車行業，工程師早在上世紀20年代就開始考慮這種想法的應用。 原因是出現在跑車上的高速電動機的出現。 儘管可以展開更多的裝置，但此類裝置的功率增加有一定的限制。 為了使車輛具有更大的動力，首先，僅增加了發動機的體積。

最早引入可變氣門正時的是勞倫斯·波默羅伊（Lawrence Pomeroy），他是汽車公司Vauxhall的首席設計師。 他創造了一種馬達，其中在氣體分配機構中安裝了特殊的凸輪軸。 他的許多凸輪都有幾套輪廓。

根據曲軸的速度及其承受的負載，4.4升H型可以使凸輪軸沿縱軸移動。 因此，閥門的時間和高度發生了變化。 由於該部分在運動上有限制，因此相位控制也有其限制。

保時捷也參與了類似的想法。 1959年，為凸輪軸的“擺動凸輪”頒發了專利。 這一發展應該改變氣門升程，同時改變打開時間。 開發仍處於項目階段。

第一個可行的氣門正時控制機構是由菲亞特開發的。 這項發明是由喬瓦尼·托拉扎 (Giovanni Torazza) 在 60 年代後期開發的。 該機構使用液壓推動器，改變了氣門挺桿的樞軸點。 該裝置的工作取決於發動機轉速和進氣歧管中的壓力。

然而，第一輛具有可變 GR 階段的量產車來自阿爾法羅密歐。 1980 年的 Spider 車型配備了一個電子機構，可根據內燃機的運行模式改變相位。

改變氣門正時的持續時間和寬度的方法

如今，有幾種類型的機構可以改變開閥的力矩，時間和高度：

1. 以其最簡單的形式，這是一個特殊的離合器，安裝在定時機構驅動器（移相器）上。 由於執行機構具有液壓作用，因此可以執行控制，而控制則由電子設備執行。 發動機空轉時，凸輪軸處於其原始位置。 一旦轉速增加，電子設備就會對該參數作出反應並激活液壓系統，從而使凸輪軸相對於初始位置略微旋轉。 因此，閥門可以提前打開一些，從而可以用新鮮的BTC快速填充氣缸。
2. 更改凸輪輪廓。 這是駕駛員長期使用的發展。 在非標準凸輪上安裝凸輪軸可以使裝置在更高的轉速下更有效地工作。 但是，此類升級必須由知識淵博的機械師執行，這會導致大量浪費。 在配備VVTL-i系統的發動機中，凸輪軸具有多組具有不同輪廓的凸輪。 當內燃機空轉時，標準元件執行其功能。 一旦曲軸轉數超過6，8.5，凸輪軸就會輕微移動，因此另一組凸輪開始工作。 當發動機旋轉到XNUMX千轉，並且第三組凸輪開始工作時，也會發生類似的過程，這使相位更加寬泛。
3. 改變閥開啟高度。 這一發展使您可以同時更改正時的工作模式，並排除節流閥。 在這樣的機構中，踩下加速踏板會激活一個機械裝置，該機械裝置會影響進氣門的打開力。 該系統可將燃油消耗量減少約15％，並將裝置的功率增加相同量。 在更現代的電動機中，不是機械式的，而是電磁式的。 第二種選擇的優點在於，電子設備能夠更有效，更平穩地更改閥門打開模式。 提升高度可以接近理想水平，並且打開時間可以比以前的版本更長。 為了節省燃料，這種發展甚至可能會關閉某些氣缸（不要打開某些閥）。 這些汽車在汽車停止時啟動系統，但不需要關閉內燃機（例如，在交通信號燈處），或者在駕駛員使用內燃機使汽車減速時，也可以將其關閉。

為什麼要改變氣門正時

使用改變氣門正時的機制允許：

• 以不同的操作模式使用動力單元的資源會更有效；
• 無需安裝自定義凸輪軸即可增加動力；
• 使車輛更經濟；
• 高速有效地填充和通風鋼瓶；
• 由於空氣-燃料混合物的更有效燃燒，提高了運輸的環境友好性。

由於內燃機的不同運行模式需要其各自的氣門正時參數，因此通過使用用於更改FGR的機制，該機器可以對應功率，扭矩，環境友好性和經濟性的理想參數。 到目前為止，沒有製造商能夠解決的唯一問題是設備的高成本。 與標準電動機相比，配備類似機構的模擬裝置的成本幾乎是其兩倍。

一些駕駛者使用可變氣門正時系統來增加汽車的功率。 但是，借助於改進的同步皮帶，不可能將最大的擠壓出裝置。 了解其他可能性 這裡.

總之，我們為可變氣門正時系統的運行提供了一個小的視覺幫助：

以CVVT為例的可變氣門正時系統

問題與解答：

什麼是氣門正時？ 這是閥門（入口或出口）打開/關閉的時刻。 該術語以發動機曲軸旋轉的度數表示。

Ч什麼影響氣門正時？ 氣門正時受發動機運行模式的影響。 如果時序中沒有移相器，那麼只有在一定的電機轉速範圍內才能達到最大效果。

氣門正時圖有什麼用？ 該圖顯示了在特定 RPM 範圍內如何有效地填充、燃燒和清潔氣缸。 它可以讓您正確選擇氣門正時。