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1、可变气门正时技术在细说发动机可变气门正时技术之前，我们得明白引擎配气机构的基本原理。现代引擎多采用DOHC（双顶置式凸轮轴）的缸盖设计，两根凸轮轴被设置在发动机顶部，通过齿形带轮或链条从曲轴端取力，并以2：1的速度驱动凸轮轴，此时凸轮轴商凸轮的旋转推动气门进行上下往复运动，从而控制气门的开启和闭合。而我们今天要关注的，其实就是气门开合的问题。 上图：引擎配气机构图 为什么要“可变气门行程”？ 活塞式四冲程发动机都由进气、压缩、做功、排气4个冲程完成，这是了解汽车的人都知道的，但我们关注的是气门开启程度对发动机进气的问题。气缸进气的基本原理是“负压”，也就是气缸内外的气体压强差。在发动机低速运转
2、时，气门的开启程度切不可过大，这样容易造成气缸内外压力均衡，负压减小，从而进气不够充分，对于气门的工作而言，这个“小程度开启”需要短行程的方式加以控制；而高速恰恰相反，转速动辄5000rpm，倘若气门依然羞羞答答不肯打开，发动机的进气必然受阻，所以，我们需要长行程的气门升程。往往，工程师们既要兼顾引擎在低速区的扭矩特性，有想榨取高速区的功率特性，只能采取一条“折中”的思路，到头来发动机高速没功率，低速缺扭矩所以在这样的情况下，就需要一种对气门升程进行调节的装置，也就是我们今天要说的“可变气门正时技术”。该技术既能保证低速高扭矩，又能获得高速高功率，对引擎而言是一个极大的突破。80年代，诸多企业
3、开始投入了可变气门正时的研究，1989年本田首次发布了“可变气门配气相位和气门升程电子控制系统”，英文全称“Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System，也就是我们常见的VTEC。此后，各家企业不断发展该技术，到今天已经非常成熟，丰田也开发了VVT-i，保时捷开发了Variocam，现代开发了DVVT几乎每家企业都有了自己的可变气门正时技术。一系列可变气门技术虽然商品名各异，但其设计思想却极为相似。 可变气门正时技术之一：保时捷Variocam 上图：保时捷911跑车引擎采用的可变气门正时技术Variocam通过气
4、门我们可以发现其两个位置，图中每个进气门分别有2种最大行程，绿色位置显然是高速时气门能够达到的最大行程。控制气门行程变化的，是两组凸轮控制，一组是高速凸轮，既红色部分的凸轮；另一组是低速凸轮，既高速凸轮之间的凸轮。 当发动机在低转速工况时，气门座顶端的黄色的控制活塞落在气门座内。这样高速凸轮只能驱动气门座向下行程而不能带动整个气门动作，整个气门由低速凸轮驱动气门顶向下行程，这样获得的气门开度就较小。反之当发动机在高转速工况时，控制活塞在液压的驱动下从气门座推入到气门顶中，把气门座和气门刚性的连接，高速凸轮驱动气门座时就能带动气门向下行程获得较大的气门开度。 可变气门正时技术之二：本田VTEC
5、上图：本田奥德赛MPV引擎采用的可变气门正时技术VETC与保时捷Variocam略有相同，本田的VTEC原理接近，而控制方式不同。 凸轮轴上依然布置有高速凸轮与低速凸轮，但由于本田发动机的气门由摇臂驱动，所以不能像保时捷一样紧凑。控制高低速凸轮切换的是一组结构复杂的摇臂，通过传感器测出发动机转速，传送到ECU进行控制，并由ECU发出指令控制摇臂。 简单地说，就是这套摇臂能够根据转速不同自动选取1进1排的2气门工作或者2进2排的4气门工作，从而让发动机在高低速工况下都能顺畅自如。 通常，转速低于3500rpm时，各有一支进气、排气凸轮工作，此时发动机近似为一台2气门发动机，这样的好处是，能够增加负压，利于进气；转速超过3500rpm时，液压系伺服系统接到发动机中央控制器ECU指令，对摇臂内机油加压，压力机油推动定时柱塞移动，使得同步柱塞将高速摇臂与主副摇臂刚性连接，此时低速凸轮虽然转动，但处于空转状态，并不参与工作，从而4支活塞共同工作，以适应高速运转。 可变气门正时技术之三：宝马Valvetronic上图：宝马760豪华轿车引擎采用的可变气门正时技术Valvetronic
