汽车新技术之三(配气)概要

1、 汽车新技术之三汽车新技术之三聊城市交通技工学校 孙宗炎 编写配气机构新技术配气机构新技术发动机新技术n曲柄连杆机构：基本没有新技术n配气机构：配气机构： 全部都是新技术全部都是新技术n润滑系： 基本没有新技术n冷却系： 很少新技术n燃料系：燃料系： 全部是新技术全部是新技术（电喷）n点火系：点火系： 由繁到简的六代新技术由繁到简的六代新技术n起动系： 没有新技术发动机配气机构的发展发动机配气机构的发展：n侧置气门、侧置凸轮轴。n顶置气门、侧置凸轮轴。n顶置气门、顶置凸轮轴。n多气门技术。二、三、四、五、四。n双顶置凸轮轴技术。nVVT（可变配气相位）DVVT（双VVT）n可变气门升程技术。可

2、变进气道技术。n电磁气门技术。n涡轮增压、缸内直喷（FSI）技术。双顶置凸轮轴发动机剖面图n顶置凸轮轴是将配气机构的凸轮轴布置在发动机的顶部而得名，其目的是简化配气机构的结构、减少零件。因为这样可以用凸轮轴直接驱动气门，从而省去顶杆、气门摇臂和气门摇臂轴。不但可以降低成本、减少故障率，还减轻了配气机构的运动惯量，使发动机更适合高转速运转。n顶置凸轮轴一般由曲轴前端通过链条或同步齿形皮带来驱动。 n顶置凸轮轴分单顶置凸轮轴（SOHC，即Single Overhead Camshaft）和双顶置凸轮轴（DOHC，即Double Overhead Camshaft），单顶置凸轮轴（SOHC）是依靠一

3、根凸轮轴驱动所有的气门工作；而双顶置凸轮轴（DOHC）则是在缸盖上安装两根凸轮轴，一根驱动全部进气门，另一根驱动所有的排气门。单顶置凸轮轴常常应用于每缸2气门的发动机，而双顶置凸轮轴常常应用于每缸4气门的发动机 。n传统发动机每个汽缸只有一个进气门和一个排气门，这种设计结构相对简单，成本较低，维修方便，低速性能较好，缺点是功率很难提高，尤其是高转速时充气效率低、性能较差，扭矩和功率下降较快。为了提高进排气效率，现代汽车发动机从上世纪90年代开始采用多气门技术，常见的是每个汽缸布置有4个气门 。n也有每缸3或5个气门的设计，如东风起亚悦达千里马每缸3个气门，两进气一排气；一汽大众捷达王每缸5个气

4、门，三进两排，如果每缸4气门，4汽缸一共就是16个气门，我们在汽车资料上经常看到的“16V”就表示发动机共16个气门。这种顶置多气门结构容易形成紧凑型燃烧室，可以使混合气燃烧得更迅速、更均匀，各气门的尺寸重量和开度也可适当地减小，使气门开启或闭合的速度更快。 n双凸轮轴因为可以改变汽门重迭角（即VVT技术），所以高速时可以发挥出更大的马力，但是低转速的扭力略显不足 而且也因为机械结构的复杂会造成维修上的困难。n 以上可以看出SOHC在低速时扭力和油耗上有优势（指每缸2气门发动机），所以比较适合市区行车，DOHC（指每缸4气门发动机）在最大马力上有优势所以比较适合经常在高速公路行驶的车辆。 n每

5、缸的气门是不是越多越好呢？不是！因为发动机从8气门进化到16气门，由于进气和排气的呼吸面积提升了15%以上，所以动力性会有飞跃的进步。但是从16气门进化到20气门虽然每缸又增加了一个进气门，但必须使得每缸三个进气门的呼吸面积不得大于另两个排气门呼吸面积的总和（如果进气总面积超过排气总面积会造成排气不顺产生燃烧不完全现象），在这种限制下总进气面积只能增加5%，对马力的增加是相当有限的，但却使机械结构更加复杂 。正因如此，20气门发动机风行过一阵后，现在已经不生产了。可变气门正时（可变气门正时（VVT技术）技术） n由于发动机工作时的转速很高，四冲程发动机的一个工作行程仅需千分之几秒，这么短促的时

6、间往往会引起发动机进气不足，排气不净，造成功率下降。因此，就需要利用气流的进气惯性，气门要早开晚关，以满足满足进气充足，排气干净的要求。 n这种情况下，必然会出现一个进气门和排气门同时开启的时刻，配气相位上称为“重叠阶段”。重叠持续的相对时程可以用此间活塞运行配气相位的相对角度来衡量， 这种重叠的角度通常都很小，可是对发动机性能的影响却相当大。那么这个角度多大为宜呢？我们知道，发动机转速越高，每个汽缸一个周期内留给吸气和排气的绝对时间也越短，因此想要达到较好的充气效率，这时发动机需要尽可能长的吸气和排气时间。 n显然，当转速越高时，要求的重叠角度越大。也就是说，如果配气机构的设计是对高转速工况

7、优化的，发动机容易在较高的转速下，获得较大的峰值功率。但在低转速工况下，过大的重叠角则会使得废气过多的泻入进气岐管，吸气量反而会下降，气缸内气流也会紊乱，此时ECU也会难以对空燃比进行精确的控制，从而导致怠速不稳，低速扭矩偏低。 n相反，如果配气机构只对低转速工况优化，发动机的就无法在高转速下达到较高的峰值功率。所以传统的发动机都是一个折衷方案，不可能在两种截然不同的工况下都达到最优状态。 所以为了解决这个问题，就要求配气相位角大小可以根据转速和负载的不同进行调节，高低转速下都可以获得理想的进气量从而提升发动机燃烧效率，这就是可变气门正时技术开发的初衷。 n在低速和怠速工况下，系统缩小进排气时

8、间使得配气相位的重叠角减小，从而改善低速下的扭矩表现，而高速下则适当增加配气相位重叠角以提高提升马力。n发动机可变气门正时技术(VVT)是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术中的一种，发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充量，使充量系数增加，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。 大众车系可变气门大众车系可变气门正时技术正时技术大众车系可变气门大众车系可变气门正时技术正时技术n在配气相位的四个角度中，进气晚在配气相位的四个角度中，进气晚关迟后角，在不同的转速时对发动关迟后角，在不同的转速时对发动机性能的好坏影响最大（充气效率、机性能的好坏影响最大（充气效率、转矩、功率）。其次为重叠角的大转矩、功率）。其次为重叠角的大小，影响缸内排气效果好坏或产生小，影响缸内排气效果好坏