論文題目：有關(guān)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)可變技術(shù)的綜述一、摘要近幾十年來(lái)，基于提高汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和降低排污的要求，許多國(guó)家和發(fā)動(dòng)機(jī)廠商、科研機(jī)構(gòu)投入了大量的人力、物力進(jìn)行新技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)，例如可變氣門(mén)技術(shù)、可變氣缸技術(shù)、可變進(jìn)氣歧管技術(shù)。目前，這些新技術(shù)和新方法，有的已在內(nèi)燃機(jī)上得到應(yīng)用，有些正處于發(fā)展和完善階段，有可能成為未來(lái)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向。二、關(guān)鍵詞：可變氣門(mén)技術(shù)、可變氣缸技術(shù)、可變進(jìn)氣歧管技術(shù)三、引言可變進(jìn)氣系統(tǒng)分為兩類：(1)多氣門(mén)分別投入工作；(2)可變進(jìn)氣道系統(tǒng)。其目的都是為了改變進(jìn)氣渦流強(qiáng)度、提高充氣效率；或者為了形成諧振及進(jìn)氣脈沖慣性效應(yīng)，以適應(yīng)低速及中高速工況都能提高性能的需要。多氣門(mén)分別投入工作實(shí)現(xiàn)多氣門(mén)分別投入工作的結(jié)構(gòu)方案有如下兩種：第一，通過(guò)凸輪或搖臂控制氣門(mén)按時(shí)開(kāi)或關(guān)；第二，在氣道中設(shè)置旋轉(zhuǎn)閥門(mén)，按需要打開(kāi)或關(guān)閉該氣門(mén)的進(jìn)氣通道，這種結(jié)構(gòu)比用凸輪、搖臂控制簡(jiǎn)單?？勺冞M(jìn)氣道系統(tǒng)可變進(jìn)氣道系統(tǒng)是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速，使用不同長(zhǎng)度及容積的進(jìn)氣管向氣缸內(nèi)充氣，以便能形成慣性充氣效應(yīng)及諧振脈沖波效應(yīng)，從而提高充氣效率及發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性能。慣性可變進(jìn)氣系統(tǒng)，是通過(guò)改變進(jìn)氣歧管的形狀的長(zhǎng)度，低轉(zhuǎn)速用長(zhǎng)進(jìn)氣管，保證空氣密度，維持低轉(zhuǎn)的動(dòng)力輸出效率；高轉(zhuǎn)用短進(jìn)氣歧管，加速空氣進(jìn)入汽缸的速度，增強(qiáng)進(jìn)氣氣流的流動(dòng)慣性，保證高轉(zhuǎn)下的進(jìn)氣量，以此來(lái)兼顧各段轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)的表現(xiàn)。加裝ＶＩＳ后，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣氣流的流動(dòng)慣性和進(jìn)氣效率都有所加強(qiáng)，從而提高了扭矩，并降低了油耗。四、可變氣門(mén)技術(shù)可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)幾乎已成為當(dāng)今發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置，為了進(jìn)一步挖掘傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的潛力，工程人員又在此基礎(chǔ)上研發(fā)出可變氣門(mén)升程技術(shù)，當(dāng)二者有效的結(jié)合起來(lái)時(shí)，則為發(fā)動(dòng)機(jī)在各種工況和轉(zhuǎn)速下提供了更高的進(jìn)、排氣效率。提升動(dòng)力的同時(shí)，也降低了油耗水平。（一）配氣相位機(jī)構(gòu)的原理和作用我們都知道，發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)向氣缸提供汽油燃燒做功所必須的新鮮空氣，并將燃燒后的廢氣排出，這一套動(dòng)作可以看做是人體吸氣和呼氣的過(guò)程。從工作原理上講，配氣相位機(jī)構(gòu)的主要功能是按照一定的時(shí)限來(lái)開(kāi)啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門(mén)，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸換氣補(bǔ)給的整個(gè)過(guò)程。那么氣門(mén)的原理和作用又應(yīng)該怎么理解呢？我們可以將發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門(mén)比作是一扇門(mén)，門(mén)開(kāi)啟的大小和時(shí)間長(zhǎng)短，決定了進(jìn)出的人流量。門(mén)開(kāi)啟的角度越大，開(kāi)啟的時(shí)間越長(zhǎng)，進(jìn)出的人流量越大，反之亦然。同樣的道理用于發(fā)動(dòng)機(jī)上，就產(chǎn)生了氣門(mén)升程和正時(shí)的概念。氣門(mén)升程就好象門(mén)開(kāi)啟的角度，氣門(mén)正時(shí)就好象門(mén)開(kāi)啟的時(shí)間。以立體的思維觀點(diǎn)看問(wèn)題，角度加時(shí)間就是一個(gè)空間的大小，它也決定了在單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)、排氣量。（二）可變氣門(mén)正時(shí)和升程技術(shù)可以使發(fā)動(dòng)機(jī)的“呼吸”更為順暢自然發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門(mén)通常由凸輪軸帶動(dòng)，對(duì)于沒(méi)有可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)的普通發(fā)動(dòng)機(jī)而言，進(jìn)、排氣們開(kāi)閉的時(shí)間都是固定的，但是這種固定不變的氣門(mén)正時(shí)卻很難顧及到發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速和工況時(shí)的需要。前面說(shuō)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣的過(guò)程猶如人體的呼吸，不過(guò)固定不變的“呼吸”節(jié)奏卻阻礙了發(fā)動(dòng)機(jī)效率的提升。如果你參加過(guò)長(zhǎng)跑比賽，就能深刻體會(huì)到呼吸節(jié)奏的把握對(duì)體能發(fā)揮的重要性——太急促或刻意的屏息都可能增加疲勞感，使奔跑欲望降低。所以，我們?cè)陂L(zhǎng)跑比賽時(shí)往往需要不斷按照奔跑步伐來(lái)調(diào)整呼吸頻率，以便時(shí)刻為身體提供充足的氧氣。對(duì)于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)而言，這個(gè)道理同樣適用。可變氣門(mén)正時(shí)和升程技術(shù)就是為了讓發(fā)動(dòng)機(jī)在各種負(fù)荷和轉(zhuǎn)速下自由調(diào)整“呼吸”，從而提升動(dòng)力表現(xiàn)，提高燃燒效率。（三）可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)前面說(shuō)過(guò)氣門(mén)正時(shí)控制著氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)間，那么VVT（可變氣門(mén)正時(shí)）技術(shù)是如何工作的呢？它又是怎樣達(dá)到提升效率、節(jié)約燃油的效果呢？——?dú)忾T(mén)重疊角對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處在高轉(zhuǎn)速區(qū)間時(shí)，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作沖程僅需千分之幾秒，這么短的時(shí)間往往會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣不足和排氣不凈，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。因此，就需要通過(guò)氣門(mén)的早開(kāi)和晚關(guān)，來(lái)彌補(bǔ)進(jìn)氣不足和排氣不凈的缺憾。這種情況下，必然會(huì)出現(xiàn)一個(gè)進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)同時(shí)開(kāi)啟的時(shí)刻，配氣相位上稱為“氣門(mén)重疊角”。氣門(mén)重疊的角度往往對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能產(chǎn)生較大的影響，那么這個(gè)角度多大為宜呢？我們知道，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，每個(gè)氣缸一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)留給吸氣和排氣的絕對(duì)時(shí)間也越短，因此要達(dá)到更高的充氣效率，就需要延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣和排氣時(shí)間。顯然，當(dāng)轉(zhuǎn)速越高時(shí)，要求的氣門(mén)重疊角度越大。但在低轉(zhuǎn)速工況下，過(guò)大的氣門(mén)重疊角則會(huì)使得廢氣過(guò)多的瀉入進(jìn)氣端，吸氣量反而會(huì)下降，氣缸內(nèi)氣流也會(huì)紊亂，此時(shí)ECU也會(huì)難以對(duì)空燃比進(jìn)行精確的控制，從而導(dǎo)致怠速不穩(wěn)，低速扭矩偏低。相反，如果配氣機(jī)構(gòu)只對(duì)低轉(zhuǎn)速工況進(jìn)行優(yōu)化，那么發(fā)動(dòng)機(jī)的就無(wú)法在高轉(zhuǎn)速下達(dá)到較高的峰值功率。所以發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)都會(huì)選擇一個(gè)折衷的方案，不可能在兩種截然不同的工況下都達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。所以為了解決這個(gè)問(wèn)題，就要求配氣相位可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和工況的不同進(jìn)行調(diào)節(jié)，高低轉(zhuǎn)速下都能獲得理想的進(jìn)、排氣效率，這就是可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)開(kāi)發(fā)的初衷?！ぷ髟黼m然可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)在各個(gè)廠商的稱謂略有不同，但是實(shí)現(xiàn)的方式卻大同小異。以豐田的VVT-i技術(shù)為例，其工作原理為：該系統(tǒng)由ECU協(xié)調(diào)控制，發(fā)動(dòng)機(jī)各部位的傳感器實(shí)時(shí)向ECU報(bào)告運(yùn)轉(zhuǎn)情況。由于在ECU中儲(chǔ)存有氣門(mén)最佳正時(shí)參數(shù)，所以ECU會(huì)隨時(shí)對(duì)正時(shí)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，從而改變氣門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間，或提前、或滯后、或保持不變，下面這段視頻則清楚的展示了VVT機(jī)構(gòu)的工作原理。簡(jiǎn)單的說(shuō)，VVT系統(tǒng)就是通過(guò)在凸輪軸的傳動(dòng)端加裝一套液力機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)凸輪軸在一定范圍內(nèi)的角度調(diào)節(jié)，也就相當(dāng)于對(duì)氣門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)刻進(jìn)行了調(diào)整。VVT-iVVT-i.系統(tǒng)是豐田公司的智能可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)的英文縮寫(xiě)。近幾十年來(lái)，基于提高汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和降低排污的要求，許多國(guó)家和發(fā)動(dòng)機(jī)廠商、科研機(jī)構(gòu)投入了大量的人力、物力進(jìn)行新技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。目前，這些新技術(shù)和新方法，有的已在內(nèi)燃機(jī)上得到應(yīng)用，有些正處于發(fā)展和完善階段，有可能成為未來(lái)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向。豐田VVT-i發(fā)動(dòng)機(jī)的ECM在各種行駛工況下自動(dòng)搜尋一個(gè)對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、節(jié)氣門(mén)位置和冷卻水溫度的最佳氣門(mén)正時(shí)，并控制凸輪軸正時(shí)液壓控制閥，并通過(guò)各個(gè)傳感器的信號(hào)來(lái)感知實(shí)際氣門(mén)正時(shí)，然后再執(zhí)行反饋控制，補(bǔ)償系統(tǒng)誤差，達(dá)到最佳氣門(mén)正時(shí)的位置，從而能有效地提高汽車(chē)的功率與性能，盡量減少耗油量和廢氣排放。發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)（VVT，VariavleValveTiming）是近些年來(lái)被逐漸應(yīng)用于現(xiàn)代轎車(chē)上的新技術(shù)中的一種，發(fā)動(dòng)機(jī)采用可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)可以提高進(jìn)氣充量，使充量系數(shù)增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和功率可以得到進(jìn)一步的提高。PassatB5發(fā)動(dòng)機(jī)所應(yīng)用的可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)，是通過(guò)微機(jī)控制可變氣門(mén)調(diào)節(jié)器上升和下降獲得齒形皮帶輪與進(jìn)氣凸輪（進(jìn)氣門(mén)）的相對(duì)位置變化，這種結(jié)構(gòu)屬于凸輪軸配氣相位可變結(jié)構(gòu)，一般可調(diào)整20?！?0。曲軸轉(zhuǎn)角。由于這種機(jī)構(gòu)的凸輪軸、凸輪形線及進(jìn)氣持續(xù)角均不變，雖然高速時(shí)可以加大進(jìn)氣遲閉角，但是氣門(mén)疊開(kāi)角卻減小，這是它的缺點(diǎn)。i-VTEC我們最熟悉的可變氣門(mén)升程系統(tǒng)可能非本田的i-VETC莫屬了，日本本田汽車(chē)公司在1989年推出了其自行研發(fā)的“VTEC”技術(shù)，英文全稱“VariableValveTimingandValveLifeElectronicControlSystem”，即“可變氣門(mén)配氣相位和氣門(mén)升程電子控制系統(tǒng)”，是世界上第一個(gè)能同時(shí)控制氣門(mén)開(kāi)閉時(shí)間及升程的氣門(mén)控制系統(tǒng)。本田的可變氣門(mén)升程系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理并不復(fù)雜，工程師利用第三根搖臂和第三個(gè)凸輪即實(shí)現(xiàn)了看似復(fù)雜的氣門(mén)升程變化。與普通4氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)相比，VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)同樣是采用每缸4氣門(mén)（2進(jìn)2排），但卻有著自己鮮明的特點(diǎn)，即它并未采用慣用的雙凸輪軸結(jié)構(gòu)，而是仍然采用了單凸輪結(jié)構(gòu)，但在采用VTEC系統(tǒng)后，使得單凸輪軸原本簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)變得較為復(fù)雜。雖然同樣是采用凸輪軸和搖臂等元件，但凸輪與搖臂的數(shù)目及控制方法卻較其他發(fā)動(dòng)機(jī)有很大不同。除了原有控制2個(gè)氣門(mén)的一對(duì)凸輪和和一對(duì)搖臂外，該系統(tǒng)增加了一個(gè)較高的中間凸輪及相應(yīng)的搖臂，3個(gè)搖臂內(nèi)部裝有由液壓控制移動(dòng)的小活塞。發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)，小活塞在原位置上3個(gè)搖臂分離，2個(gè)凸輪分別推動(dòng)相應(yīng)的2個(gè)搖臂，控制2個(gè)進(jìn)氣門(mén)的開(kāi)閉，氣門(mén)升程較小。雖然中間凸輪也推動(dòng)中間搖臂，但由于搖臂之間已分離，其它2個(gè)搖臂不受它的控制，所以不會(huì)影響氣門(mén)的開(kāi)閉狀態(tài)。但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到某一設(shè)定的高轉(zhuǎn)速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦會(huì)指令電磁閥啟動(dòng)液壓系統(tǒng)，推動(dòng)搖臂內(nèi)的小活塞，使3個(gè)搖臂連成一體，一起由中間凸輪驅(qū)動(dòng)。由于中間凸輪比其它凸輪高，升程大，所以進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)間延長(zhǎng)，升程隨之增大。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低到某一設(shè)定的低轉(zhuǎn)速時(shí)，搖臂內(nèi)的液壓也隨之降低，活塞在回位彈簧作用下退回原位，3個(gè)搖臂分開(kāi)。整個(gè)VTEC系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)電腦控制，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦接收轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣壓力、車(chē)速及冷卻液溫度等信息并進(jìn)行處理，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，通過(guò)電磁閥調(diào)節(jié)搖臂活塞液壓系統(tǒng)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速工況下由不同的凸輪控制，改變進(jìn)氣門(mén)的開(kāi)度和時(shí)間。這項(xiàng)技術(shù)在本田車(chē)型上的普及度較高，但是分段式的氣門(mén)調(diào)節(jié)方式還是令發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出不夠線性。MIVECMIVEC全稱為“MitsubishiInnovativeValvetimingElectronicControlsystem”，中文解釋為三菱智能可變氣門(mén)正時(shí)與升程管理系統(tǒng)。裝備MIVEC系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)與普通發(fā)動(dòng)機(jī)一樣采用每缸四氣門(mén)，兩進(jìn)兩排的設(shè)計(jì)，但不同的是它可以控制每缸兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)的開(kāi)閉大小。如在低速行駛時(shí)，MIVEC系統(tǒng)發(fā)出指令此時(shí)兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)中的其中一個(gè)升程很小，這時(shí)基本就相當(dāng)于一臺(tái)兩氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)。由于只有一個(gè)進(jìn)氣門(mén)工作，吸入的空氣不會(huì)通過(guò)汽缸中心，所以能產(chǎn)生較強(qiáng)的進(jìn)氣渦流，對(duì)于低速行駛，尤其是冷車(chē)怠速條件下能增大燃燒速率，使燃燒更充分從而也大大提高了經(jīng)濟(jì)性。在我們?nèi)粘Ｐ熊?chē)中，經(jīng)常會(huì)遇到這種情況，比如堵車(chē)時(shí)，這時(shí)裝備了MIVEC系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)比普通發(fā)動(dòng)機(jī)能節(jié)省不少的燃料。而另一種情況就是當(dāng)我們需要加速或高轉(zhuǎn)速行駛時(shí)，這時(shí)MIVEC系統(tǒng)會(huì)讓兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)同時(shí)以同樣的最大升程開(kāi)啟，這時(shí)的進(jìn)氣效率能顯著提高，令發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)能有充足的儲(chǔ)備。當(dāng)然MIVEC并不是只有這兩種可變的工作狀態(tài)，它可以根據(jù)各傳感器傳來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)工況信號(hào)來(lái)適時(shí)調(diào)整最合理的配氣正時(shí)，總而言之mivec可以令發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)刻處在最佳燃燒狀態(tài)。ValvetronicBMW的Valvetronic系統(tǒng)在傳統(tǒng)的配氣相位機(jī)構(gòu)上增加了一根偏心軸，一個(gè)步進(jìn)電機(jī)和中間推桿等部件，該系統(tǒng)借由步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)，再在一系列機(jī)械傳動(dòng)后很巧妙的改變了進(jìn)氣門(mén)升程的大小。當(dāng)凸輪軸運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪會(huì)驅(qū)動(dòng)中間推桿和搖臂來(lái)完成氣門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉。當(dāng)電機(jī)工作時(shí)，蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)會(huì)首先驅(qū)動(dòng)偏心軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)，然后中間推桿和搖臂會(huì)產(chǎn)生聯(lián)動(dòng)，偏心軸旋轉(zhuǎn)的角度不同，最終凸輪軸通過(guò)中間推桿和搖臂頂動(dòng)氣門(mén)產(chǎn)生的升程也會(huì)不同。在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，進(jìn)氣門(mén)的升程可以實(shí)現(xiàn)從0.18mm到9.9mm之間的無(wú)級(jí)變化。BMW的Valvetronic技術(shù)已經(jīng)覆蓋了旗下的多款發(fā)動(dòng)機(jī)，包括目前陸續(xù)推出的渦輪增壓新動(dòng)力。該技術(shù)能夠讓發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)駕駛者的意圖做出更迅捷的反饋，同時(shí)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)對(duì)氣門(mén)升程的精確控制，實(shí)現(xiàn)了車(chē)輛在各種工況和負(fù)荷下的最佳動(dòng)力匹配。BMW的這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)十分成熟，而且通過(guò)不斷的優(yōu)化，Valvetronic技術(shù)也突破了轉(zhuǎn)速的限制，可以應(yīng)用在M-power的V8雙渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)上。如何保證在正確的時(shí)間使氣門(mén)升程處在合適的位置是這項(xiàng)技術(shù)的最大難點(diǎn)，不過(guò)它的確做到了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行更為精準(zhǔn)和細(xì)致的調(diào)控管理。Double-VANOSDouble-VANOS:雙凸輪軸可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)。Double-VANOS是由BMW開(kāi)發(fā)的雙凸輪軸可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)，這是寶馬技術(shù)發(fā)展領(lǐng)域中的又一項(xiàng)成就：Double-VANOS雙凸輪軸可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)根據(jù)油門(mén)踏板和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制扭矩曲線，進(jìn)氣和排氣氣門(mén)正時(shí)則根據(jù)凸輪軸上可控制的角度按照發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行條件進(jìn)行無(wú)級(jí)的精準(zhǔn)調(diào)節(jié)。在低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，移動(dòng)凸輪軸的位置，使氣門(mén)延時(shí)打開(kāi)，提高怠速質(zhì)量并改進(jìn)功率輸出的平穩(wěn)性。在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，氣門(mén)提前打開(kāi)：增強(qiáng)扭矩，降低油耗并減少排放。高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，氣門(mén)重新又延時(shí)打開(kāi)，為全額功率輸出提供條件。Double-VANOS雙凸輪軸可變氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)還控制循環(huán)返回進(jìn)氣歧管的廢氣量以增強(qiáng)燃油經(jīng)濟(jì)性。系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱階段使用一套專用參數(shù)以幫助三元催化轉(zhuǎn)換器更快達(dá)到理想工作溫度并降低排放。整個(gè)過(guò)程由車(chē)輛的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制系統(tǒng)（DME）控制。雙VVT市面上的絕大部分氣門(mén)正時(shí)系統(tǒng)都可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣門(mén)正時(shí)在一定范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)可調(diào)，而一部分發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣門(mén)也配備了VVT系統(tǒng)，從而在進(jìn)、排氣門(mén)都實(shí)現(xiàn)了氣門(mén)正時(shí)無(wú)級(jí)可調(diào)（也就是D-VVT，雙VVT技術(shù)），進(jìn)一步優(yōu)化了燃燒效率。傳統(tǒng)的VVT技術(shù)通過(guò)合理的分配氣門(mén)開(kāi)啟的時(shí)間確實(shí)可以有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和燃油經(jīng)濟(jì)性，但是這項(xiàng)技術(shù)也有局限性和自身的瓶頸。不過(guò)在此基礎(chǔ)上，通過(guò)引入可變氣門(mén)升程技術(shù)可以彌補(bǔ)VVT的缺憾，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的呼吸更為順暢、自然。我們都知道，發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)質(zhì)的動(dòng)力表現(xiàn)是取決于單位時(shí)間內(nèi)氣缸的進(jìn)氣量。前面說(shuō)過(guò)，氣門(mén)正時(shí)代表了氣門(mén)開(kāi)啟的時(shí)間，而氣門(mén)升程則代表了氣門(mén)開(kāi)啟的大小。從原理上看，可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)也是通過(guò)改變進(jìn)氣量來(lái)改善動(dòng)力表現(xiàn)的，但是氣門(mén)正時(shí)只能提前或者推遲氣門(mén)開(kāi)啟的時(shí)間，并不能有效改善氣缸內(nèi)單位時(shí)間的進(jìn)氣量，因此對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的幫助是有限的。如果氣門(mén)升程大小也可以針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)不同的工況和轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的話，那么就能提升發(fā)動(dòng)機(jī)在各種情況下的動(dòng)力性能。VVEL英菲尼迪的VVEL系統(tǒng)的工作原理與BMW的Valvetronic類似，但在結(jié)構(gòu)上稍有不同。VVEL系統(tǒng)使用一套螺套和螺桿的組合實(shí)現(xiàn)了氣門(mén)升程的連續(xù)可調(diào)。在系統(tǒng)工作時(shí)，電機(jī)通過(guò)ECU信號(hào)控制螺桿和螺套的相對(duì)位置，螺套則帶動(dòng)搖臂、控制桿等部件，最終改變氣門(mén)升程的大小。搖臂通過(guò)偏心輪套在控制桿上，而控制桿可以在電機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)一定角度。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速或者大負(fù)荷時(shí)，電機(jī)帶動(dòng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，套在螺桿上的螺套也會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的橫向移動(dòng)，與螺套聯(lián)動(dòng)的機(jī)構(gòu)使得控制桿逆時(shí)針或順時(shí)針發(fā)生旋轉(zhuǎn)。由于搖臂套在控制桿的偏心輪上，因此搖臂的旋轉(zhuǎn)中心也會(huì)隨之上升或下降，從而達(dá)到改變氣門(mén)升程的目的。雖然整個(gè)機(jī)構(gòu)看起來(lái)比較復(fù)雜，摩擦副也相對(duì)較多，但由于系統(tǒng)中的搖臂，控制桿和螺套等都是剛性連接，沒(méi)有彈簧類的回位機(jī)構(gòu)，使得VVEL系統(tǒng)即使在發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速情況下也無(wú)需考慮慣性的問(wèn)題。英菲尼迪的這項(xiàng)技術(shù)的原理與BMW的Valvetronic可謂大同小異，也是實(shí)現(xiàn)了對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出做出更為綿密細(xì)致的調(diào)節(jié)，不過(guò)這項(xiàng)技術(shù)還只是應(yīng)用在日產(chǎn)旗下的高端車(chē)型上。AVS奧迪的AVS可變氣門(mén)升程系統(tǒng)在設(shè)計(jì)理念上與本田的i-VTEC有著異曲同工之妙，只是在實(shí)施手段上略有不同。這套系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)氣門(mén)設(shè)計(jì)了兩組不同角度的凸輪，同時(shí)在凸輪軸上安裝有螺旋溝槽套筒。螺旋溝槽套筒由電磁驅(qū)動(dòng)器加以控制，用以切換兩組不同的凸輪，從而改變進(jìn)氣門(mén)的升程。發(fā)動(dòng)機(jī)在高負(fù)載的情況下，AVS系統(tǒng)將螺旋溝槽套筒向右推動(dòng)，使角度較大的凸輪得以推動(dòng)氣門(mén)。在此情況下，氣門(mén)升程可達(dá)到11毫米，以提供燃燒室最佳的進(jìn)氣流量和進(jìn)氣流速，實(shí)現(xiàn)更加強(qiáng)勁的動(dòng)力輸出。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在低負(fù)載的情況下，為了追求發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)油性能，此時(shí)AVS系統(tǒng)則將凸輪推至左側(cè)，以較小的凸輪推動(dòng)氣門(mén)。

這套系統(tǒng)中還有一個(gè)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)需要注意，那就是兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)無(wú)論是在普通凸輪還是高角度凸輪下的相位和升程是有差別的，也就是說(shuō)兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉的時(shí)間以及升程并不相同。這種不對(duì)稱的進(jìn)氣設(shè)計(jì)是為了讓空氣在流經(jīng)兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)后，同時(shí)配合特殊造型的燃燒室和活塞頭，可以令混合氣在氣缸內(nèi)實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)和紊流，進(jìn)一步優(yōu)化混合氣的狀態(tài)。奧迪AVS可變氣門(mén)升程系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)700至4000轉(zhuǎn)之間工作，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于中間轉(zhuǎn)速區(qū)域進(jìn)行定速巡航時(shí)，AVS系統(tǒng)可以為車(chē)輛提供很好的節(jié)油效果。奧迪這套系統(tǒng)的氣門(mén)升程依然是兩段式的，沒(méi)有做到氣門(mén)升程的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，所以對(duì)進(jìn)氣流量的控制還不夠精確。然而一個(gè)巧妙之處在于對(duì)同一氣缸內(nèi)兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)采用不同步的開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)油、氣的充分混合。Multiair菲亞特的Multiair電控液壓進(jìn)氣系統(tǒng)相比寶馬的Valvetronic和英菲尼迪的VVEL的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，而且復(fù)雜的配氣機(jī)構(gòu)也會(huì)在一定程度上增加制造成本。然而菲亞特的Multiair電控液壓進(jìn)氣系統(tǒng)卻采用了一種相對(duì)獨(dú)特的手段實(shí)現(xiàn)了氣門(mén)升程的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，在技術(shù)上可謂另辟蹊徑。Multiair最大的特點(diǎn)就是開(kāi)創(chuàng)性的使用了電控液壓控制系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)氣門(mén)的正時(shí)和升程，雖然發(fā)動(dòng)機(jī)為每缸4氣門(mén)的結(jié)構(gòu)，但是卻取消了進(jìn)氣門(mén)一側(cè)凸輪軸，排氣門(mén)側(cè)的凸輪軸通過(guò)液壓機(jī)構(gòu)來(lái)驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門(mén)。Multiair系統(tǒng)的工作原理要直接得多，而且結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單。進(jìn)氣門(mén)上方設(shè)計(jì)有活塞和液壓腔，液壓腔一端與電磁閥相連，電磁閥則通過(guò)ECU信號(hào)，根據(jù)工況的不同適時(shí)調(diào)節(jié)流向液壓腔內(nèi)的油量。由凸輪軸驅(qū)動(dòng)的活塞通過(guò)推動(dòng)液壓腔內(nèi)的油液，控制氣門(mén)的開(kāi)啟。系統(tǒng)只需要控制液壓腔內(nèi)的油量的多少即可以完成對(duì)氣門(mén)升程的無(wú)級(jí)可調(diào)。簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)不僅可以減小整個(gè)配氣機(jī)構(gòu)的慣性，而且在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，能量的損失也更小，而且電控加液壓的配合方式還讓Multiair系統(tǒng)擁有極快的響應(yīng)速度，因此可以實(shí)現(xiàn)在一個(gè)沖程內(nèi)多次開(kāi)啟氣門(mén)的模式，使得在怠速和低負(fù)荷工況下?lián)碛懈叩娜紵?。然而Multiair最大的優(yōu)勢(shì)在于成本，由于配氣機(jī)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，整套Multiair系統(tǒng)也不需要太高的成本，因此這項(xiàng)技術(shù)可以更好的向中低端車(chē)型覆蓋。這項(xiàng)技術(shù)的設(shè)計(jì)可謂大膽和創(chuàng)意十足，取消了傳統(tǒng)的凸輪軸機(jī)械傳動(dòng)方式，通過(guò)液壓系統(tǒng)來(lái)完成對(duì)氣門(mén)升程的調(diào)節(jié)，但是這也對(duì)電控液壓機(jī)構(gòu)的可靠性提出了更高的要求。五、可變氣缸

可變氣缸技術(shù)一般適用于多氣缸大排量車(chē)型，如V6、V8、V12發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)槿粘Ｐ旭?，大多?shù)情況下并不需要大功率的輸出，所以大排量多汽缸就顯得有點(diǎn)浪費(fèi)，于是可變汽缸技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它可以在不需要大功率的輸出時(shí)，控制關(guān)閉一部分汽缸，以減少燃油的消耗。VCM

VCM的全稱為VariableCylinderManagement，是本田公司研發(fā)的一種可變汽缸管理技術(shù)，它可通過(guò)關(guān)閉個(gè)別氣缸的方法，使到3.5LV6引擎可在3、4、6缸之間變化，使得引擎排量也能在1.75-3.5L之間變化，從而大大節(jié)省燃油。

車(chē)輛起步、加速或爬坡等任何需要大功率輸出的情況下，該發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)把全部6個(gè)氣缸投入工作。在中速巡航和低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷工況下，系統(tǒng)僅將運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)氣缸組，即三個(gè)氣缸。在中等加速、高速巡航和緩坡行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)用4個(gè)氣缸來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)。

借助三種工作模式，VCM系統(tǒng)能夠細(xì)致地確定發(fā)動(dòng)機(jī)的工作排量，使其隨時(shí)與行車(chē)要求保持一致。由于系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉非工作缸的進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)，所以可避免與進(jìn)、排氣相關(guān)的吸排損失，并進(jìn)一步提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。VCM系統(tǒng)綜合實(shí)現(xiàn)了最高的性能和最高的燃油經(jīng)濟(jì)性-這兩種特性在常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)上通常無(wú)法共存。

VCM通過(guò)VTEC系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)、排氣門(mén)，以中止特定氣缸的工作，與此同時(shí)，由動(dòng)力傳動(dòng)系控制模塊切斷這些氣缸的燃油供給。在3缸工作模式下，后排氣缸組被停止工作。在四缸工作模式下，前排氣缸組的左側(cè)和中間氣缸正常工作，后排氣缸組的右側(cè)和中間氣缸正常工作。

非工作缸的火花塞會(huì)繼續(xù)點(diǎn)火，以盡量降低火花塞的溫度損失，防止氣缸重新投入工作時(shí)因不完全燃燒造成火花塞油污。該系統(tǒng)采用電子控制，并采用專用的一體式滑閥，這些滑閥與缸蓋內(nèi)的搖臂軸支架一樣起著雙重作用。根據(jù)系統(tǒng)電子控制裝置發(fā)出的指令，滑閥會(huì)有選擇地將油壓導(dǎo)向特定氣缸的搖臂。然后，該油壓會(huì)推動(dòng)同步活塞，實(shí)現(xiàn)搖臂的連接和斷開(kāi)。

VCM系統(tǒng)對(duì)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、車(chē)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、自動(dòng)變速箱檔位選擇及其它因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以針對(duì)各種工作狀態(tài)確定適宜的氣缸啟用方案。此外，該系統(tǒng)還會(huì)確定發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力是否適合VCM進(jìn)行工作模式的切換，以及催化轉(zhuǎn)化器的溫度是否仍會(huì)保持在適當(dāng)范圍內(nèi)。為了使氣缸啟用或停用時(shí)的過(guò)渡能夠平穩(wěn)進(jìn)行，系統(tǒng)會(huì)調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)、線控節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度，并相應(yīng)地啟用或解除變矩器鎖定。最終，3缸、4缸和6缸工作模式間的過(guò)渡，會(huì)在駕駛員覺(jué)察不到的狀態(tài)下完成。MDS

MDS是為克萊斯勒的HEMI發(fā)動(dòng)機(jī)量身打造的多級(jí)可變排量控制系統(tǒng)，全稱為MDS-Multi-DisplacementSystem。

所謂的MDS，實(shí)質(zhì)上與其它的可變排量技術(shù)一樣，都是依靠關(guān)閉相應(yīng)的汽缸來(lái)達(dá)到節(jié)省能耗的目的。由于HEMI發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是OHV的結(jié)構(gòu)，凸輪軸山布滿了凸輪，無(wú)法像本田的VCM發(fā)動(dòng)機(jī)那樣設(shè)計(jì)比較復(fù)雜的副搖臂和液壓控制的連接機(jī)構(gòu)，所以只能在原先的結(jié)構(gòu)上想辦法?！篐EMI發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸與氣門(mén)挺柱機(jī)構(gòu)』

HEMI發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門(mén)是由凸輪軸-挺柱-推桿-氣門(mén)搖臂這些機(jī)構(gòu)的串聯(lián)動(dòng)作來(lái)驅(qū)動(dòng)的，任何一個(gè)環(huán)節(jié)如果能夠中斷便能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)閉氣門(mén)的設(shè)想，但是由于發(fā)動(dòng)機(jī)的工況需求，要求氣門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉控制都足夠迅速，這樣才能夠保證平順性和較快的響應(yīng)速度，保證V8發(fā)動(dòng)機(jī)原本應(yīng)有的樂(lè)趣?！簩?duì)氣門(mén)的控制依靠特別設(shè)計(jì)的挺柱實(shí)現(xiàn)，液壓控制的卡銷可以使挺柱不推動(dòng)氣門(mén)推桿』

最后工程師們決定在與凸輪接觸的挺柱上面做文章，他們?yōu)镠EMI發(fā)動(dòng)機(jī)的挺柱設(shè)計(jì)了獨(dú)特的滑塊結(jié)構(gòu)，滑塊與氣門(mén)推桿相連，滑塊下方有一個(gè)可以定位的卡銷，卡銷可以使滑塊與挺柱成為一體，推動(dòng)氣門(mén)推桿，或者使滑塊活動(dòng)，是挺柱無(wú)法推動(dòng)氣門(mén)推桿。工程師們?yōu)榭ㄤN在發(fā)動(dòng)機(jī)中設(shè)計(jì)了獨(dú)特的油道，依靠潤(rùn)滑系統(tǒng)中的潤(rùn)滑油提供液壓推動(dòng)卡銷（電磁閥控制），卡銷本身帶有回位彈簧，當(dāng)液壓消失時(shí)便能夠自動(dòng)回位。在發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，卡銷將卡住滑塊使之不能上下自由移動(dòng)，挺柱直接推動(dòng)推桿驅(qū)動(dòng)氣門(mén)搖臂，而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要關(guān)閉氣缸時(shí)，卡銷松開(kāi)，滑塊便能夠上下滑動(dòng)，挺柱上下移動(dòng)時(shí)滑塊與挺柱發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不再推動(dòng)推桿，這樣一來(lái)氣門(mén)就被關(guān)閉，同時(shí)ECU停止向該氣缸噴油，便達(dá)到了“關(guān)閉氣缸”的效果，實(shí)現(xiàn)了“排量可變”。在MDS技術(shù)的支持下，這臺(tái)5.7L

HEMI發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)ECU對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷、工況的判斷，能夠以4缸或8缸運(yùn)轉(zhuǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)稱關(guān)閉4個(gè)氣缸，剩下的4個(gè)氣缸則組成了一臺(tái)“V4”發(fā)動(dòng)機(jī)，使發(fā)動(dòng)機(jī)依然能夠保持較好的平順性?！宏P(guān)閉4個(gè)氣缸后，這臺(tái)V8發(fā)動(dòng)機(jī)就變成了一臺(tái)“V4”發(fā)動(dòng)機(jī)』

搭載MDS系統(tǒng)的HEMI發(fā)動(dòng)機(jī)最早于2005年服役，當(dāng)時(shí)搭載在克萊斯勒的300C，Jeep的大切諾基和道奇Charger等車(chē)型上，而其品牌下的皮卡和大排量轎車(chē)也陸續(xù)裝備該發(fā)動(dòng)機(jī)。不過(guò)，克萊斯勒各品牌下的SRT-8高性能車(chē)型所使用的6.1L

HEMI

V8發(fā)動(dòng)機(jī)并沒(méi)有使用MDS技術(shù)。六、可變進(jìn)氣歧管（一）可變進(jìn)氣歧管有什么用：

通過(guò)改變進(jìn)氣管的長(zhǎng)度和截面積，提高燃燒效率，使發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)更平穩(wěn)、扭矩更充足，高轉(zhuǎn)速時(shí)更順暢、HYPERLINK"/shuyu/detail_40_41_