浅谈发动机可变气门正时技术

[摘 要]随着发动机的转速变化，改变气门的开闭时刻提高气门的开闭时间，使进气更顺畅，利用空气流动的惯性根据发动机不同的转速变化改变气门的开闭时间，提高发动机的进气效率，强化其性能。

[关键词]气门；可变配气正时

中图分类号：V564 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）11-0023-01

增加气门开闭的时间，让气门开闭的时刻可变便可以提高发动机的进气效能，可以提高发动机的燃烧效能，增加发动机的功率。

今天我想跟大家介绍的一个技术是大家耳熟能详的一项技术，叫发动机可变配气正时系统，其实在过去很长的汽车发展过程里，大概在过去的六、七年前，这个技术系统都是大家比较陌生，很稀有的一种技术，单单根据技术名字来了解，大部分人都很难理解什么叫可变气门正时，所以足可以看出这项技术的高大上，通常配备了这样技术的发动机，我们通常会认为这是一台非常高端的、先进的发动机。但是随着发动机的日渐革新，不管是日系德系还是哪怕自主品牌基本上已经普及了这个技术。那么可变配气正时系统到底是个什么技术呢，它能给我们带来什么，使发动机得到哪些性能上、动力上、经济上的提升呢？

所谓可变气门正时，从字面上拆分来理解，就是可以改变气门的开启关闭的时间，那如果气门的开闭时间不可改变会是一个什么样的工作情况呢。我们知道发动机完成一个工作循环它需要经历四个冲程。进气冲程、压缩冲程、做功冲程及排气冲程，这四个行程使发动机完成一次工作循环发出动力带动各机构运转。从进气行程来讲，就如同人的呼吸过程一样，我们很自然的可以理解，当我呼吸开始时我的嘴需要张开给空气一个进去体内的通道，所以当进气开始时，进气门是处于打开的状态，当我进气完成后即将转入下一个行程压缩冲程时，进气门应该是出于关闭状态的，否则当压力高于进气压力时，进入气缸的气体则会从气门压出形成倒流，所以进气门应适时关闭，使气缸形成密封。而事实上由于进气冲程它的空气是有流速的，而空气呢它的进气流动也是有惯性的，所以实际在匹配进气门开闭时间的时候，它并不是准确的按照活塞运行到上止点的时候打开，在下止点的时候准确关闭的。而是它会有一个提前打开和延后关闭的过程，这样增加了气门的开启持续时间，能够让进气更顺畅而且能够让可燃混合气更多的进入到气缸中去，提高发动机的燃烧效率。由于传统的发动机的这个特性，所以它只能按照一个最常用的转速去匹配它的进气门打开和关闭的时间，通常这个转速是多少转呢，通常是我们常用的两千转到三千转的这个转速区间能够给他匹配到一个最大的进气效能的这样一个气门打开和关闭的时间点。随着发动机转速的变法，进气的流速也会发生变化。其特点是随着发动机的转速越快进气流的流速就越快，发动机的转速越低进气流速越慢。那在匹配进气门打开和关闭时间的时候，如果它的开启时间和开启时机可变，那就可以根据转速的高低去匹配不同的进气门打开和关闭的时机，比方说当发动机处于低速运转时，可以让进气门提前开启的时间少一点，当发动机出于告诉运转时，这个时候气流的惯性就很大进气流量非常大进气流速也非常快，可以让进气门提前打开的时间更多一些并且让气门延时关闭的时间更多一些，提高气门的开启时间让它更加充分的进气。所以这就是可变气门正时系统，它在原理设计上要实现的一个初衷，就是让发动机在不同的转速范围内能都能够活的最大的气门开启时间，得到最大的进气起效能。我们知道丰田公司的VVT技术就是利用这个原理，随着它们的不断开发，又发明了双VVT技术，指的是它不但进气门的开闭时间可调可以变化，排气门的开闭时间也可以变化这样就意味着它可以有最大的在各个转速范围内都能匹配最大进气效能的能力，也可以匹配最大的排气效能的能力，所以往往对于一台自然吸气发动机来说如果它配备了可变气门正时技术，它的最大功率要比没有配备这个技术的发动机它的功率要高，它的燃油经济性也要更好。并且在整个驾驶过程中无论在哪个转速区间内，它的动力输出也会更顺畅。

可变气门正时系统的结构是多样化的，就其功能而言可以分为两类：一是既可改变配气正时也可以改变气门升程。气门升程就是改变气门的开启高度，增加进气截面积。二是只改变气门的开闭时间。o论是那种方法都是使在发动机运转中随其与转速变化的特性关系提高进气效能。气门的开启时间由凸轮轴的轮廓线决定，通过设计改变凸轮轴的轮廓线便可以改变气门的开闭持续时间。各大发动机厂商也通过不同的凸轮轴设计实现这可变配气正时技术的运行。

总之随着现代汽车对发动机性能要求的不断提高，降低排放，减少排量，增加功率的设计理念促使着可变配气正时技术的持续发展。我相信未来可变配气正时技术会使发动机有更高的突破。