什么是气门正时及其工作方式

四冲程发动机的设计基于燃料和燃料混合物燃烧过程中的能量释放原理，该设计包括一个重要的机构，否则该机构将无法运行。 这是一种定时或气体分配机制。

在大多数标准发动机中，它安装在气缸盖中。 有关机制结构的更多详细信息，请参见 单独的文章... 现在，让我们集中讨论什么是气门正时，以及它的工作如何影响电动机的功率指示器及其效率。

什么是发动机气门正时

简要介绍计时机制本身。 曲轴通过皮带传动（在许多现代内燃机中，安装了链条而不是橡胶皮带）连接到 凸轮轴. 当驾驶员启动发动机时，启动器会转动飞轮。 两个轴开始同步旋转，但是以不同的速度旋转（基本上，在凸轮轴旋转一圈时，曲轴旋转两圈）。

凸轮轴上有特殊的水滴形凸轮。 随着结构的旋转，凸轮推向弹簧加载的阀杆。 阀门打开，使燃油/空气混合物进入气缸或将废气排入排气歧管。

气体分配阶段恰好是阀门开始打开入口/出口直到完全关闭的时刻。 研发动力装置的每位工程师都会计算出阀门的开启高度，以及开启的时间。

气门正时对发动机运行的影响

根据发动机的运行模式，气体分配应该更早或更晚开始。 这会影响设备的效率，其经济性和最大扭矩。 这是因为及时打开/关闭进气和排气歧管对于充分利用HVAC燃烧过程中释放的能量至关重要。

如果进气门在活塞执行进气冲程的不同时刻开始打开，则气缸腔会充满新鲜的空气，并且燃料混合不良，从而导致混合气不完全燃烧。

至于排气门，其打开时间也应不早于活塞到达下止点，而应不晚于开始向上冲程之后。 在第一种情况下，压缩将下降，随之而来的是电动机将失去动力。 第二，关闭阀门的燃烧产物将对已经开始上升的活塞产生阻力。 这是曲柄机构的额外负载，可能会损坏其某些零件。

为了使动力装置正常工作，需要不同的气门正时。 对于一种模式，必须先打开阀门，然后再关闭阀门；对于其他模式，反之亦然。 重叠参数也非常重要-两个阀是否将同时打开。

大多数标准电动机的定时是固定的。 取决于凸轮轴的类型，这样的发动机在运动模式下或在低转速下实测驾驶时将具有最大效率。

如今，许多中高档车厢都配备了电动机，其气体分配系统可以更改一些阀门开度参数，因此，在不同的曲轴转速下，气缸的高质量填充和通风都会发生。

以下是在不同发动机转速下应如何进行正时的方法：

1. 空转需要所谓的狭窄阶段。 这意味着阀门开始打开的时间较晚，相反，关闭时间早。 在此模式下，没有同时打开状态（两个阀不会同时打开）。 当曲轴的旋转不重要时，当相位重叠时，废气可以进入进气歧管，而一定体积的VTS可以进入排气。
2. 最强大的模式-它需要广泛的阶段。 在这种模式下，由于高速，阀的打开位置较短。 这导致这样的事实，在运动驾驶中，气缸的填充和通风不良。 为了解决这种情况，必须更改气门正时，即必须提前打开气门，并且必须增加在该位置的持续时间。

在开发具有可变气门正时的电动机的设计时，工程师会考虑到气门开启力矩对曲轴转速的依赖性。 这些先进的系统使电动机对于不同的骑行风格具有尽可能多的用途。 得益于这一发展，该装置具有多种可能性：

• 在低转速下，电机应该很拉紧；
• 当转速增加时，它不应失去动力；
• 无论内燃机以哪种模式运行，燃油经济性以及运输的环境友好性都应在特定单元中达到最高水平。

通过更改凸轮轴的设计，可以更改所有这些参数。 但是，在这种情况下，电动机效率仅在一种模式下会受到限制。 电动机如何根据曲轴转数自行改变轮廓？

可变气门正时

在动力装置运行期间改变阀门开启时间的想法并不新鲜。 这个想法定期出现在仍在开发蒸汽机的工程师的脑海中。

因此，这些发展之一被称为史蒂文森齿轮。 该机构改变了蒸汽进入工作缸的时间。 该政权被称为“蒸汽削减”。 触发机械装置后，压力会根据车辆的设计而改变方向。 因此，除烟雾外，火车就位时，老式的蒸汽机车也散发出蒸汽。

改变气门正时的工作也是在飞机上进行的。 因此，Clerget-Blin公司的V-8发动机的实验模型具有200马力的功率，由于该机构的设计包括滑动凸轮轴，因此可以更改此参数。

在Lycoming XR-7755电机上，安装了凸轮轴，每个气门都有两个不同的凸轮。 该设备具有机械驱动，并由飞行员本人激活。 他可以选择两种选择之一，具体取决于他是需要将飞机升空，逃离追逐还是只需要经济地飞行。

对于汽车行业，工程师早在上世纪20年代就开始考虑这种想法的应用。 原因是出现在跑车上的高速电动机的出现。 尽管可以展开更多的装置，但此类装置的功率增加有一定的限制。 为了使车辆具有更大的动力，首先仅增加了发动机的体积。

最早介绍可变气门正时的是劳伦斯·波默罗伊（Lawrence Pomeroy），他是汽车公司Vauxhall的首席设计师。 他创造了一种马达，其中在气体分配机构中安装了特殊的凸轮轴。 他的许多凸轮都有几套轮廓。

根据曲轴的转速及其承受的负载，4.4升H型可以使凸轮轴沿纵轴移动。 因此，阀门的时间和高度发生了变化。 由于该部分在运动上有限制，因此相位控制也有其限制。

保时捷也参与了类似的想法。 1959年，出现了凸轮轴“摆动凸轮”的专利。 这一发展应该改变气门升程，同时改变打开时间。 开发仍处于项目阶段。

第一个可行的气门正时控制机构是由菲亚特开发的。 这项发明是由乔瓦尼·托拉扎 (Giovanni Torazza) 在 60 年代后期开发的。 该机构使用液压推动器，改变了气门挺杆的枢轴点。 该装置的工作取决于发动机转速和进气歧管中的压力。

然而，第一辆具有可变 GR 阶段的量产车来自阿尔法罗密欧。 1980 年的 Spider 车型配备了一个电子机构，可根据内燃机的运行模式改变相位。

改变气门正时的持续时间和宽度的方法

如今，有几种类型的机构可以改变开阀的力矩，时间和高度：

1. 以其最简单的形式，这是一个特殊的离合器，安装在气体分配机构（移相器）的驱动器上。 由于对执行机构有液压作用，因此可以进行控制，并且可以通过电子设备进行控制。 发动机空转时，凸轮轴处于其原始位置。 一旦转速增加，电子设备就会对该参数作出反应，并激活液压系统，从而使凸轮轴相对于初始位置略微旋转。 因此，阀门提前打开了一点，这使得可以用新鲜的BTC快速填充气缸。
2. 更改凸轮轮廓。 这是驾驶员长期使用的发展。 安装带有非标准凸轮的凸轮轴可以使装置在更高的转速下更有效地工作。 但是，此类升级必须由知识渊博的机械师进行，这会造成巨大的浪费。 在配备VVTL-i系统的发动机中，凸轮轴具有多组具有不同轮廓的凸轮。 当内燃机空转时，标准元件执行其功能。 一旦曲轴转数超过6，8.5，凸轮轴就会轻微移动，因此另一组凸轮开始工作。 当发动机旋转到XNUMX千转，并且第三组凸轮开始工作时，也会发生类似的过程，这使相位更加宽泛。
3. 改变阀开启高度。 这一发展使您可以同时更改正时的工作模式，并排除节流阀。 在这样的机构中，踩下油门踏板会激活一个机械装置，该机械装置会影响进气门的打开力。 该系统可将燃油消耗量减少约15％，并将装置的功率增加相同的数量。 在更现代的电动机中，不是机械式的，而是电磁式的。 第二种选择的优点在于，电子设备能够更有效，更平稳地更改阀门打开模式。 提升高度可以接近理想水平，并且打开时间可以比以前的版本更长。 为了节省燃料，这种发展甚至可能会关闭某些气缸（不要打开某些阀）。 这些汽车在汽车停止时启动系统，但是不需要关闭内燃机（例如，在交通信号灯处），或者当驾驶员使用内燃机使汽车减速时，也可以将其关闭。

为什么要改变气门正时

使用改变气门正时的机制允许：

• 以不同的操作模式使用动力单元的资源会更有效；
• 无需安装自定义凸轮轴即可增加动力；
• 使车辆更经济；
• 高速有效地填充和通风钢瓶；
• 由于空气-燃料混合物的更有效燃烧，提高了运输的环境友好性。

由于内燃机的不同运行模式需要各自的气门正时参数，因此通过使用用于更改FGR的机制，该机器可以对应于功率，扭矩，环境友好性和经济性的理想参数。 迄今为止，没有制造商能够解决的唯一问题是设备的高成本。 与标准电动机相比，配备类似机构的模拟装置的成本几乎是其两倍。

一些驾驶者使用可变气门正时系统来增加汽车的功率。 但是，借助于改进的同步带，不可能将最大的挤压出装置。 了解其他可能性 这里.

总之，我们为可变气门正时系统的操作提供了一个小的视觉帮助：

以CVVT为例的可变气门正时系统

问题与解答：

什么是气门正时？ 这是阀门（入口或出口）打开/关闭的时刻。 该术语以发动机曲轴旋转的度数表示。

Ч什么影响气门正时？ 气门正时受发动机运行模式的影响。 如果时序中没有移相器，那么只有在一定的电机转速范围内才能达到最大效果。

气门正时图有什么用？ 该图显示了在特定 RPM 范围内如何有效地填充、燃烧和清洁气缸。 它可以让您正确选择气门正时。