發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)(河北科技師范學(xué)院農(nóng)機(jī)0411080109盧啟)【內(nèi)容摘要】：本文論述了發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的發(fā)展進(jìn)程，闡述了可變技術(shù)在配氣機(jī)構(gòu)中的發(fā)展和應(yīng)用，對(duì)迄今已有的發(fā)動(dòng)機(jī)氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分類介紹，總結(jié)了不同氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)。并指明了配氣機(jī)構(gòu)今后的發(fā)展方向?！娟P(guān)鍵詞】：發(fā)動(dòng)機(jī) 配氣機(jī)構(gòu) 可變技術(shù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)DevelopmentOverviewofValve-trainofEngineZhangzheng-you(ChongqingInstituteofTechnology；Automobilecollege20024622)【Abstract】:Thistextdiscusseddevelopmentprogressofvalve-trainofengineandvariabletechniquebeusinginthefield.Inaddition,classificationsanddetailintroductionsweremadeforthevalveactuatorsofautomotiveengine.Thestructures,fundamentalsandadvantageofthedifferentactuatorsweresummedup.Intheend,furtherinvestigationsinthefuturewreputforwards.【Keyword】: engine； valvetrain； variabletechnique；valveactuators0前言伴隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類生活水平的提高，我們對(duì)生活質(zhì)量也提出了越來越高的要求。但是事實(shí)總是事與愿違，綜觀歷史，我們周圍的生活環(huán)境是越來越惡化一一全球氣溫變暖，酸雨不斷致使植被死亡等，都在一步一步的威脅著我們?nèi)祟惖纳妗?jù)統(tǒng)計(jì)，90%以上的污染來自汽車的廢氣排放。所以要改善我們的生活環(huán)境，其首要的任務(wù)就是降低、限制汽車的廢氣排放，低污染、低油耗、大功率、大扭矩的發(fā)動(dòng)機(jī)也就是我們的追求目標(biāo)。而配氣機(jī)構(gòu)嚴(yán)重的影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒特性和排放特性。本文就配氣機(jī)構(gòu)的改進(jìn)發(fā)展情況加以論述和展開說明。發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的可變技術(shù)可變技術(shù)(VariableTechnology)是指隨著使用工況及要求的變化，或者為了解決矛盾及避免內(nèi)燃機(jī)不正常工作現(xiàn)象的出現(xiàn)，使相關(guān)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或參數(shù)作相應(yīng)的變化，從而使內(nèi)燃機(jī)在各種工況下,綜合性能指標(biāo)能大幅度地提高,而且避免不正常燃燒及超負(fù)荷現(xiàn)象的產(chǎn)生?？勺兗夹g(shù)涉及范圍較廣,如可變壓縮比、可變進(jìn)氣系統(tǒng)、可變配氣定時(shí)、可變噴油系統(tǒng)、可變?cè)鰤合到y(tǒng)等。在解決較大轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的矛盾方面，可變技術(shù)顯示出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。近代電子技術(shù)的發(fā)展，促成了可變技術(shù)的迅速推廣，使可變技術(shù)在車用內(nèi)燃機(jī)上的應(yīng)用和影響日漸突出。1.1可變進(jìn)氣系統(tǒng)傳統(tǒng)的進(jìn)氣歧管長度不可變，只能在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)有較好的充氣效率，具有良好的性能；在運(yùn)行過程中無法進(jìn)行調(diào)節(jié)，其動(dòng)力性在某些工況下必然要受到限制，使內(nèi)燃機(jī)在兩種極端的工況下性能下降，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排放性。長期以來人們發(fā)現(xiàn)進(jìn)氣管的長度變化影響內(nèi)燃機(jī)的充氣效率v。進(jìn)氣管較短時(shí)，在高速運(yùn)行有較好的充氣效果；進(jìn)氣管較長時(shí)，在低速運(yùn)行有較好的充氣效果。如圖1［叮。使用可變長度的進(jìn)氣管，可使內(nèi)燃機(jī)在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)都有叫好的充氣效果。圖2E所示的是一

個(gè)進(jìn)氣管長度可變的進(jìn)氣控制系統(tǒng)，在內(nèi)燃機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)氣控制閥關(guān)圖2可變進(jìn)氣管長度控制系統(tǒng)閉，管道變長，提高了進(jìn)氣流速，加強(qiáng)了慣性進(jìn)氣的作用，從而提高了充氣效率不。在內(nèi)燃機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)氣控制閥打開，管道變短降低了進(jìn)氣V阻力，從而提高了充氣效率不。圖3[1]所示的為進(jìn)氣管長度無級(jí)變化的進(jìn)V氣系統(tǒng)示意圖，這種系統(tǒng)可以利用動(dòng)態(tài)效應(yīng)充氣，在內(nèi)燃機(jī)的所有轉(zhuǎn)速范

1"-可活動(dòng)的圓筒（空氣分配器）；2—固定的殼體]3—進(jìn)氣道,4一偏壁（用于圓筒的文承｝|5—圓筒中的空氣進(jìn)口[6進(jìn)氣道中的空氣進(jìn)口Z一密封墊（如彈簧片）浴一進(jìn)氣門圖3 長度無級(jí)可變進(jìn)氣系統(tǒng)示意圖圍內(nèi)都能達(dá)到最佳的效果。這種進(jìn)氣管長度可變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單、費(fèi)用不大、可靠性高，比較適用于汽車、拖拉機(jī)、摩托車等的發(fā)動(dòng)機(jī)上。2可變配氣相位傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)配氣相位在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中是固定不變的，不能同時(shí)兼顧各種轉(zhuǎn)速的要求,也就很難達(dá)到真正的最佳配氣相位。而采用可變配氣相位則可以在內(nèi)燃機(jī)整個(gè)工作范圍內(nèi)，提供合適的氣門開啟、關(guān)閉時(shí)刻或升程,從而改善內(nèi)燃機(jī)進(jìn)、排氣性能，較好地滿足高轉(zhuǎn)速和低轉(zhuǎn)速,大負(fù)荷和小負(fù)荷時(shí)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及廢氣排放的要求。綜上所述，可變配氣相位改善內(nèi)燃機(jī)性能,主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面⑵：1） 能兼顧高速及低速不同工況，提高內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性；2） 改善內(nèi)冉機(jī)怠速及低速時(shí)的性能及穩(wěn)定性；3） 降低內(nèi)燃機(jī)的排放。目前有兩類可變配氣相位機(jī)構(gòu)，一類為可變配氣相位，這類方法能提高中、低速轉(zhuǎn)矩，改善低速穩(wěn)定性，但由于最大氣門升程保持不變，所以對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性改善不大，在此不作詳細(xì)論述。另一類為在低速和高速時(shí)應(yīng)用不同的凸輪來同時(shí)調(diào)節(jié)配氣正時(shí)和氣門升程，并對(duì)高速凸輪和低速凸輪及工況轉(zhuǎn)換點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，使內(nèi)燃機(jī)在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)獲得良好的性能。由于可變配氣相位技術(shù)的優(yōu)越性，在美國已有800多項(xiàng)專利產(chǎn)品。可變配氣相位（VVT）

典型代表為日本本田車用公司的VTEC系統(tǒng)。VTEC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理如圖4。其配氣凸輪軸上布置了高、低速兩種凸輪,采用特殊設(shè)計(jì)的搖臂，能夠圖4日本本田公司可變配氣相位、升程（VETC）機(jī)構(gòu)工作原理圖1.液壓活塞B2.液壓活塞A3.凸輪軸4.高速凸輪5.低速凸輪6.限制活塞7.第2搖臂8.中間搖臂9.第1搖臂根據(jù)內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速高低自動(dòng)切換凸輪,使搖臂分別被高速或低速凸輪驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了配氣正時(shí)和氣門升程同時(shí)調(diào)節(jié)的目的。凸輪軸上中間為高速凸輪,與中間搖臂相對(duì)應(yīng)，左右各有一個(gè)低速凸輪，分別位于第1和第2搖臂位置。3個(gè)搖臂內(nèi)裝有液壓活塞A、B和限制活塞。其工作過程為：轉(zhuǎn)速低于6000r/min時(shí)，液壓活塞不移動(dòng)，中間搖臂在高速凸輪驅(qū)動(dòng)下，壓下空動(dòng)彈簧，而第1和第2搖臂則在2個(gè)低速凸輪作用下驅(qū)動(dòng)2個(gè)氣門;轉(zhuǎn)速高于6000r/min時(shí)，在壓力油作用下，液壓活塞A和B移動(dòng),中間搖臂與左右搖臂鎖在一起在高速凸輪的作用下驅(qū)動(dòng)氣門，低速凸輪隨凸輪軸空轉(zhuǎn)。1.3可變進(jìn)氣渦流強(qiáng)度傳統(tǒng)的柴油機(jī)進(jìn)氣渦流強(qiáng)度取決于柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速。對(duì)于一個(gè)恒定的柴油機(jī)進(jìn)氣道而言，隨柴油機(jī)轉(zhuǎn)速的升高進(jìn)氣渦流增強(qiáng),反之渦流強(qiáng)度減弱。進(jìn)氣道的設(shè)計(jì)一般只能保證在某一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的渦流強(qiáng)度使柴油機(jī)性能最佳,而轉(zhuǎn)速改變時(shí)，進(jìn)氣渦流就會(huì)過強(qiáng)或過弱，不利于柴油機(jī)正常工作。圖5[2]為副氣道控制進(jìn)氣渦流強(qiáng)度結(jié)構(gòu)示意圖。副氣道以一定角度與主氣道圖5副氣道控制進(jìn)氣渦流強(qiáng)度結(jié)構(gòu)圖1.主氣道2.汽缸蓋4.控制閥5.控制閥行程傳感器6.電磁閥7.副氣道相連，形成與主氣道反向的進(jìn)氣渦流，通過改變副氣道的進(jìn)氣量可以很好地改變整個(gè)進(jìn)氣渦流強(qiáng)度。該種控制方法結(jié)構(gòu)簡單，渦流強(qiáng)度的改變不會(huì)惡化流量系數(shù)，因而得到了廣泛的應(yīng)用?？傊勺兗夹g(shù)的應(yīng)用可使內(nèi)燃機(jī)的各項(xiàng)性能在整個(gè)使用工況變化范圍內(nèi)得到優(yōu)化。如果說，活塞式內(nèi)燃機(jī)經(jīng)過百余年的研究與發(fā)展，在技術(shù)上已達(dá)到相當(dāng)高的水平，那么，可變技術(shù)就是使其性能進(jìn)一步取得重大突破的途徑之一。因而，可變技術(shù)的發(fā)展前景十分誘人。可變技術(shù)的廣泛應(yīng)用需解決兩個(gè)關(guān)鍵問題:其一是研制出可改變參數(shù)的結(jié)構(gòu);其二是確保這種結(jié)構(gòu)在工作過程中的可靠性。近代電子技術(shù)的發(fā)展，使改變結(jié)構(gòu)參數(shù)的調(diào)控過程更易實(shí)施，有些可變技術(shù)已在轎車上使用并取得了較好的效果,我國應(yīng)加大在此方面的投入，優(yōu)化內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)，使可變技術(shù)在內(nèi)燃機(jī)上獲得普遍應(yīng)用，進(jìn)一步提高內(nèi)燃機(jī)的綜合性能。發(fā)動(dòng)機(jī)氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的發(fā)展2.1凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)絕大多數(shù)活塞式內(nèi)燃機(jī)是采用傳統(tǒng)的機(jī)械驅(qū)動(dòng)凸輪結(jié)構(gòu)來驅(qū)動(dòng)進(jìn)排氣門的，其氣門的升程、配氣定時(shí)一般是基于某一狹小工況范圍發(fā)動(dòng)機(jī)性能的局部優(yōu)化而確定，在工作過程中是固定不變的，是一種折中選擇，氣門運(yùn)動(dòng)規(guī)律完全由凸輪的型線確定的。這種氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)難于滿足發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性能不斷提高的要求，尤其是車用發(fā)動(dòng)機(jī)，由于其工作范圍非常寬，要求配氣相位可變、氣門升程可調(diào)。但由于它簡單、可靠、相對(duì)來說不昂貴，至今仍廣泛的使用。2凸輪軸可變氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)凸輪軸可變氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是在傳統(tǒng)氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上改進(jìn)的，有兩種實(shí)現(xiàn)形式：一種是凸輪軸和凸輪可變系統(tǒng)；另一種是氣門-挺桿可變系統(tǒng)，工作時(shí)凸輪軸和凸輪不變動(dòng)，氣門、挺桿、搖臂或拉桿靠機(jī)械力或液力作用而改變，從而改變配氣相位和氣門升程。凸輪軸調(diào)相機(jī)構(gòu)是通過正時(shí)帶輪與凸輪軸內(nèi)軸之間設(shè)置一環(huán)型柱塞，花節(jié)氣門的f0統(tǒng)寸氣系統(tǒng)帶＜前vrt.rcnir.pflRr變氣門系統(tǒng)圖6 傳統(tǒng)進(jìn)氣機(jī)構(gòu)與Valvetronic機(jī)構(gòu)的比較柱塞和凸輪軸內(nèi)軸以直鍵或花鍵傳動(dòng)，電控單元通過液壓或電子控制柱塞，使柱塞帶動(dòng)凸輪軸相對(duì)于曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，從而改變配氣定時(shí)。如圖6[4]所示為帶有Valvetronic的可變氣門系統(tǒng)，它保留了傳統(tǒng)的凸輪軸，增加了一根偏心軸、滾軸和頂桿機(jī)構(gòu)，電控單元根據(jù)油門信號(hào)控制步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)改變偏心凸輪的偏移量，經(jīng)中間搖臂間接地改變進(jìn)氣門動(dòng)作。Valvetronic可任意控制進(jìn)氣門升程，取代了節(jié)氣門的功能，從而將泵氣損失減至最低。Valvetronic有利于提高冷車時(shí)的運(yùn)轉(zhuǎn)性能、降低排放，并使運(yùn)轉(zhuǎn)更加平穩(wěn)。2.3無凸輪軸驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)無凸輪電液驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)在所有工況下都能連續(xù)、獨(dú)立地控制氣門運(yùn)動(dòng),使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得低排放、低能耗、高扭矩和高功率輸出等優(yōu)點(diǎn)。無凸輪配氣機(jī)構(gòu)就是取消發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)中的凸輪軸以及從動(dòng)件，而以電液、電磁、電氣或者其他方式驅(qū)動(dòng)氣門。相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械式配氣機(jī)構(gòu)來說，電液驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)可以概括為:降低了能耗、增加了扭矩、提高了輸出功率和怠速穩(wěn)定性、減少了磨損和沖擊噪聲、可以簡化發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)的加工成本和重量、實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)的制動(dòng)性能等等。2.3.1電液驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)無凸輪電液驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)就是取消凸輪軸和彈簧，利用一種壓縮流體的彈性特征對(duì)氣門的開啟和閉合起加速和減速的作用，為氣門定時(shí)、氣門升程和速度提供了連續(xù)的可變控制。加速時(shí)流體的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為氣門的動(dòng)能；減速時(shí)氣門的動(dòng)能又轉(zhuǎn)化為流體的勢(shì)能，在整個(gè)過程中能量損失很少。Daimler-Benz公司研究員Letsche研制的電液氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)如圖7[5]所示。該系統(tǒng)通過加速踏板位置、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)，精確計(jì)算出氣門開啟時(shí)刻和持續(xù)時(shí)間。使用電磁閥控制液壓系統(tǒng)就可使發(fā)動(dòng)機(jī)氣門動(dòng)作。氣門在其起始（全閉）和終了（全開）位置之間振動(dòng)，開啟力來自氣門開啟彈簧，關(guān)閉力來自氣門關(guān)閉彈簧。這項(xiàng)技術(shù)既可節(jié)省10%以上燃油,獲得更好的發(fā)動(dòng)機(jī)工作特性，有效地降低排放，又可實(shí)現(xiàn)新的發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)技術(shù)。

圖7Benz的電液氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)Ford公司的Schechter和Levin研究的電液氣門驅(qū)動(dòng)工作原理如圖8[5]所示。液壓活塞與氣門相連活塞上端的液壓腔與高、低壓源連通下圖8 Ford的電液氣門機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)原理端的液壓腔則只能連通高壓源。通過兩個(gè)電磁閥的適時(shí)開、閉可實(shí)現(xiàn)氣門的開啟和關(guān)閉。他們?cè)谠撓到y(tǒng)上進(jìn)行的單個(gè)氣門實(shí)驗(yàn)得出:該電液氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可達(dá)到相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在8000r/min下的響應(yīng)速度。但是，內(nèi)燃機(jī)無凸輪電液氣門驅(qū)動(dòng)現(xiàn)仍然處于實(shí)驗(yàn)室研究階段還有許多問題等待解決,例如響應(yīng)速度不夠高、氣門落座沖擊、能耗過大和系統(tǒng)復(fù)雜等等，有待進(jìn)一步探索。而且無凸輪電液氣門驅(qū)動(dòng)的大部分試驗(yàn)結(jié)論僅僅限制在四缸機(jī)上。2.3.2電磁氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)隨著電控技術(shù)在汽車上的廣泛應(yīng)用，電磁氣門驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已成為頗受重視的前沿課題之一。電磁氣門驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于傳統(tǒng)的凸輪軸驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)、性能、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放方面都具有潛在的優(yōu)勢(shì)。如圖9[6]所示是采用雙彈簧、雙線圈的電磁氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，兩線圈均不通電。銜鐵4及氣門1在彈簧7的作用下,處于半開半閉的中間狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)在起動(dòng)的初始時(shí)刻對(duì)該裝置進(jìn)行初始化?？刂葡到y(tǒng)根1.氣門 2.開門線圈 3.開門鐵芯 4.銜鐵5.關(guān)門線圈 6.關(guān)門鐵芯 7.彈簧 8.氣門導(dǎo)管圖9電磁氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)原理圖據(jù)曲軸轉(zhuǎn)角判定各氣門應(yīng)打開或關(guān)閉，使關(guān)門線圈5或開門線圈2通電，電磁力克服彈簧力將氣門1關(guān)閉或開啟。若系統(tǒng)判定氣門應(yīng)開啟，則開門線圈2通電，銜鐵4與開門鐵芯3間的電磁力克服彈簧力,使氣門1向下運(yùn)動(dòng)直至最大開啟位置。為保持氣門的開啟狀態(tài)，開門線圈2必須繼續(xù)維持較小的電流使電磁力等于或大于彈簧力.需要關(guān)閉氣門時(shí)，開門線圈2斷電，銜鐵4和氣門1在彈簧7的作用下向上運(yùn)動(dòng).在無阻尼的理想情況下,氣門可達(dá)到完全關(guān)閉的位置（即落座），在氣門落座的一瞬間，關(guān)門線圈5開始通電，銜鐵4與關(guān)門鐵芯6間的電磁力與彈簧力平衡或大于彈簧力,使氣門1保持在關(guān)閉狀態(tài).需要開啟時(shí)，關(guān)門線圈5斷電，銜鐵4和氣門1在彈簧7作用下向下運(yùn)動(dòng).如此循環(huán)往復(fù).因該系統(tǒng)存在空氣阻力和摩擦力的阻尼作用.氣門1在彈簧7作用下從最大開啟位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)不可能到達(dá)關(guān)閉位置.因此在氣門1接近關(guān)閉位置時(shí)，關(guān)門線圈5就需提前開始通電，使電磁力幫助氣門1快速運(yùn)動(dòng)至關(guān)閉位置。氣門1從關(guān)閉位置向開啟位置運(yùn)動(dòng)時(shí)情況相同。2.3.3電氣氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)電氣氣門驅(qū)動(dòng)和電液氣門驅(qū)動(dòng)的工作原理相似，只不過所用的介質(zhì)為空氣。與電液相比，空氣的粘度低、運(yùn)動(dòng)慣性小，有利于提高電氣氣門的響應(yīng)速度；但空氣的可壓縮性更高，更難精確控制，會(huì)削弱采用它作為介質(zhì)帶來的好處。同電液氣門驅(qū)動(dòng)一樣，電氣氣門驅(qū)動(dòng)也有氣門落座沖擊大、能耗大、響應(yīng)速度不夠及結(jié)構(gòu)復(fù)雜等問題。因此，空氣作為傳動(dòng)介質(zhì)的優(yōu)越性并不明顯。所以尋找合適的傳動(dòng)介質(zhì)是提高此類氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)性能的關(guān)鍵。2.3.4其他的氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)近年來研究無凸輪軸氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括電機(jī)一凸輪驅(qū)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器一搖臂驅(qū)動(dòng)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)等等。如圖所示是P.Fitsos等人提出了用旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器一搖臂驅(qū)動(dòng)氣門的方法,旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器工作原理類似于計(jì)算機(jī)中驅(qū)動(dòng)讀寫磁頭的驅(qū)動(dòng)裝置能夠快速運(yùn)動(dòng)，準(zhǔn)確定位。但目前只對(duì)此驅(qū)動(dòng)方式進(jìn)行了仿真計(jì)算。R.P.Henry等人提出了電機(jī)一凸輪驅(qū)動(dòng)氣門的方案如圖1。⑺所示。電機(jī)軸、凸輪、凸輪從動(dòng)件總成及氣門在同一軸線上。電機(jī)及凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，

圖10電機(jī)-凸輪氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖凸輪從動(dòng)件及氣門作往復(fù)運(yùn)動(dòng);控制電機(jī)的瞬時(shí)轉(zhuǎn)速和旋轉(zhuǎn)方向，即可改變氣門正時(shí)和升程。樣機(jī)試驗(yàn)表明,在相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2500r/min以上時(shí)能量消耗很大，并且氣門落座速度隨轉(zhuǎn)速增加而增大，在2500r/min時(shí)達(dá)0.30m/s。電機(jī)直接控制凸輪的可變氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)中，每一氣門都由一套永磁無刷直流電機(jī)通過凸輪驅(qū)動(dòng)，并通過增加或減少電機(jī)的角速度、改變電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向來改變氣門的開啟和關(guān)閉相位和升程。該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速靈活性范圍很大。這些驅(qū)動(dòng)氣門的方式都有氣門落座沖擊、響應(yīng)速度、能量消耗和機(jī)構(gòu)復(fù)雜等問題。對(duì)旋轉(zhuǎn)電氣氣門驅(qū)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器一搖臂氣門驅(qū)動(dòng)的研究遠(yuǎn)不如對(duì)電磁、電液氣門驅(qū)動(dòng)的研究那樣深入。還有人進(jìn)行了以旋轉(zhuǎn)氣門代替往復(fù)運(yùn)動(dòng)的菌形氣門的嘗試，但可靠密封和潤滑的老問題依然沒有解決。結(jié)論可變配氣機(jī)構(gòu)可解決難以滿足全速運(yùn)行的問題，而今的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速范圍越來越寬，可變配氣機(jī)構(gòu)也就越來越顯地重要了。目前可變配氣機(jī)構(gòu)已經(jīng)在過國內(nèi)外成了發(fā)動(dòng)機(jī)研究的熱門課題之一。將可變配氣定時(shí)和可變進(jìn)氣管長度等結(jié)合使用是發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)發(fā)展的趨勢(shì)。影響配氣相位和氣門升程的主要因素是氣門的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，傳統(tǒng)的