寶馬可變氣門升程技術(shù)

1、 我們想大家解析了關(guān)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門正時(shí)技術(shù)，簡(jiǎn)單來說它是通過電腦控制發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的開啟時(shí)間，利用進(jìn)氣門與排氣門不同的開啟時(shí)間來控制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率與經(jīng)濟(jì)性，但這種技術(shù)對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能方面的提升卻不大。隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能如何已經(jīng)成為一款車能否取得成功的關(guān)鍵，這也就促使各大汽車廠家的工程師們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步研究。通過研究后，他們發(fā)現(xiàn)了可以彌補(bǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門正時(shí)技術(shù)不足的方法，而這也就是我們今天這節(jié)技術(shù)大講堂要說的發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門升程技術(shù)。 眾所周知，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力表現(xiàn)主要取決于單位時(shí)間內(nèi)汽缸的進(jìn)氣量，上一節(jié)技術(shù)大講堂我們說過，氣門正時(shí)代表了氣門開啟的時(shí)間，而氣門升程則代表的

2、是氣門開啟的大小，從原理上看，可變氣門正時(shí)技術(shù)也是通過改變進(jìn)氣量來改善動(dòng)力表現(xiàn)的，但實(shí)際上氣門正時(shí)則只能增加或者縮小氣門開啟時(shí)間，并不能有效改善汽缸內(nèi)單位時(shí)間的進(jìn)氣量，從數(shù)學(xué)角度上看，氣門正時(shí)是將分母和分子同時(shí)等比例放大，而這對(duì)于數(shù)字的擴(kuò)大或縮小則沒有任何改善，也正式因此對(duì)于可變氣門正時(shí)技術(shù)隊(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的幫助并不大。 而當(dāng)氣門開啟大小也可以實(shí)現(xiàn)可變調(diào)節(jié)的話，那么就可以針對(duì)不同的轉(zhuǎn)速使用合適的氣門開啟大小，從而提升發(fā)動(dòng)機(jī)在各個(gè)轉(zhuǎn)速內(nèi)的動(dòng)力性能，這就是和可變氣門正時(shí)技術(shù)相輔相承的可變氣門升程技術(shù)。正如我們?cè)谟闷す芙铀畷r(shí)，當(dāng)我們將皮管口的面積變小后，從皮管中噴出的水壓力將變大，水流出的力道也將不

3、同，發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門升程技術(shù)利用的就是這種原理，讓混合氣的霧化更加的充分，燃燒也更完全。目前市場(chǎng)上使用具有可變氣門升程技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的廠家共有三個(gè)，分別是本田（Vtec/i-Vtec）、日產(chǎn)（VVEL）和寶馬（Valvetronic）。本田可變氣門升程技術(shù)：Vtec/i-Vtec 本田是最早將可變氣門升程技術(shù)應(yīng)用到車載發(fā)動(dòng)機(jī)上的廠商，而且不同于其它廠商先使用可變氣門正時(shí)，后追加可變氣門升程技術(shù)的做法，本田的工程師在研發(fā)項(xiàng)目之初就將這兩種技術(shù)同步進(jìn)行。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)巧妙是本田可變氣門升程機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)。不過雖然本田是最早使用這種技術(shù)的汽車廠家，但直到現(xiàn)在并沒有太大的進(jìn)步，依然停留在只有兩段和三段可調(diào)的程度

4、，而像寶馬、日產(chǎn)和豐田的廠家雖然使用這套技術(shù)的時(shí)間要晚一些，但是現(xiàn)在他們已經(jīng)開始使用連續(xù)可變氣門升程技術(shù)。 目前，本田及謳歌目前在國內(nèi)發(fā)售的車型共有SOHC及DOHC兩種結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)，它們雖然都配有VTEC或i-VTEC系統(tǒng)。飛度、鋒范以及思域搭載的都是本田的R系列發(fā)動(dòng)機(jī)，采用的是SOHC單頂置凸輪軸結(jié)構(gòu)，兩個(gè)進(jìn)氣氣門和兩個(gè)排氣氣門均由一根凸輪軸驅(qū)動(dòng)。首先要說明的是目前大部分可變氣門升程技術(shù)都被應(yīng)用在進(jìn)氣氣門端，本田的R系列也不例外。 上圖中可以看到，兩個(gè)進(jìn)氣氣門搖臂中間還有一個(gè)特殊的搖臂，它對(duì)應(yīng)的是凸輪軸上的一個(gè)高角度凸輪，而在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)兩個(gè)進(jìn)氣搖臂和這個(gè)特殊搖臂是分離的、互無關(guān)系，進(jìn)氣

5、搖臂只由低角度凸輪驅(qū)動(dòng)，因此進(jìn)氣氣門打開的升程較小，這有助于提高低轉(zhuǎn)速時(shí)的燃油經(jīng)濟(jì)性。但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)，由電子液壓控制的連桿會(huì)將兩個(gè)進(jìn)氣搖臂和那個(gè)特殊搖臂連接為一體，此時(shí)三個(gè)搖臂就會(huì)同時(shí)被高角度凸輪驅(qū)動(dòng)，而氣門升程也會(huì)隨之加大，單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)氣量更大，從而發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力更強(qiáng)。 除了R系列發(fā)動(dòng)機(jī)外，國內(nèi)本田的思鉑睿、雅閣和CR-V的2.4L車型均搭載的是DOHC雙頂置凸輪軸結(jié)構(gòu)的K系列發(fā)動(dòng)機(jī)，同樣都裝備了可變氣門升程技術(shù)。此外本田的VTEC系統(tǒng)可在DOHC雙頂置凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣端均進(jìn)行氣門升程的調(diào)節(jié)，不過這功能并非所有本田DOHC發(fā)動(dòng)機(jī)均有，只限定某些車型。 工作原理和R系列發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣

6、端完全相同，都是通過三根搖臂的鏈接與分離實(shí)現(xiàn)的，不過既然排氣氣門升程也可得到提升，就表示高轉(zhuǎn)速下排氣效果將更高，可以更默契的和提高效率的進(jìn)氣氣門協(xié)作來增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出。日產(chǎn)可變氣門升程技術(shù)：VVEL 如果說本田是可變氣門升程技術(shù)的先驅(qū)者的話，那么日產(chǎn)絕對(duì)可以說是這項(xiàng)技術(shù)的后來者，直至2007年末第四代G37的上市，日產(chǎn)才開始使用自己的可變氣門升程技術(shù)VVEL。它被首先應(yīng)用到了日產(chǎn)的VQ系列發(fā)動(dòng)機(jī)上，而之后VK系列發(fā)動(dòng)機(jī)則成為了日產(chǎn)奇?zhèn)b第二款使用可變氣門升程技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)。不過可惜的是，目前為止日產(chǎn)在自己的低端車型發(fā)動(dòng)機(jī)上還沒有使用VVEL技術(shù)。 本田的VETC是利用不同的凸輪來實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速下

7、氣門升程的改變，而日產(chǎn)則是在驅(qū)動(dòng)氣門運(yùn)動(dòng)的搖臂上做文章。為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)可變這個(gè)功能就必須研發(fā)出一種可無級(jí)改變工作狀況的機(jī)構(gòu)，日產(chǎn)的VVEL系統(tǒng)利用一個(gè)簡(jiǎn)單的螺桿和螺套達(dá)到了這個(gè)目的。螺桿我們可以理解為日常生活中常見的螺栓，而螺套就是擰在螺栓上的螺母，螺母隨著轉(zhuǎn)動(dòng)就可沿著螺栓上的螺紋上下運(yùn)動(dòng)，換個(gè)角度來看這就是一種無級(jí)調(diào)節(jié)方式。日產(chǎn)的工程師就是將一組螺桿（螺栓）和螺套（螺母）加到了發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門搖臂上來使氣門升程連續(xù)（無級(jí)）可變的。日產(chǎn)的這套VVEL連續(xù)可變氣門升程系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)（這個(gè)范圍的大小由螺桿的長(zhǎng)度和輸出凸輪的角度來決定）可實(shí)現(xiàn)無級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)，針對(duì)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速都有相應(yīng)的氣門升程，這種形式

8、無疑更加靈活自主，不過目前VVEL系統(tǒng)只應(yīng)用在進(jìn)氣端，因此還存在進(jìn)化的余地。寶馬可變氣門升程技術(shù)：Valvetronic 與日產(chǎn)的VVEL可變氣門升程技術(shù)相比，寶馬的Valvetronic可變氣門升程技術(shù)就要讓我們熟悉的多，這個(gè)寶馬在2001年發(fā)布的可變氣門升程技術(shù)現(xiàn)在被廣泛的應(yīng)用到寶馬旗下車型上。和日產(chǎn)的VVEL一樣，寶馬的Valvetronic也是目前少數(shù)可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)可變的氣門升程技術(shù)之一。寶馬的Valvetronic系統(tǒng)同樣是依靠改變搖臂結(jié)構(gòu)來控制氣門升程。傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)大多都是利用凸輪軸上的凸輪擠壓搖臂帶動(dòng)氣門挺桿來使氣門上下運(yùn)動(dòng)，而寶馬的工程師在凸輪軸與傳統(tǒng)搖臂間加裝了一根偏心凸輪軸，

9、利用偏心凸輪軸上的凸輪位置的改變來實(shí)現(xiàn)氣門升程的改變。汽修資料日產(chǎn)的VVEL的作用范圍取決于螺桿長(zhǎng)度，而寶馬的Valvetronic的氣門升程范圍則由偏心凸輪的角度及高度而定，據(jù)官方介紹，這套系統(tǒng)可以將氣門升程最大增加10mm，這對(duì)高轉(zhuǎn)速下增大進(jìn)氣量是很有幫助的。不過寶馬的Valvetronic和VVEL一樣，目前也只應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣端，因此研發(fā)出更強(qiáng)大、更輕巧、可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣端的新型Valvetronic系統(tǒng)也許正是寶馬現(xiàn)在在做的事情?？偨Y(jié): 通過介紹我們已經(jīng)詳細(xì)的了解了發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門正時(shí)/升程的基本原理，可變氣門正時(shí)的高效性和可變氣門升程的動(dòng)力性都是它們典型的特點(diǎn)。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展

10、，目前可變氣門正時(shí)/升程技術(shù)已經(jīng)不再是一個(gè)新鮮的技術(shù)了，它們除了被應(yīng)用在進(jìn)氣端外，甚至在部分品牌車型的排氣端上也已經(jīng)開始使用這兩種技術(shù)。而像菲亞特、奧迪、保時(shí)捷、豐田、三菱以及斯巴魯?shù)葟S家也開始在自己的車輛上使用可變氣門正時(shí)/升程技術(shù)，但我更希望看到的是隨著中國汽車市場(chǎng)的擴(kuò)大，自主品牌技術(shù)的逐漸提升，這兩項(xiàng)已經(jīng)不算新的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)可以早日應(yīng)用到自主品牌發(fā)動(dòng)機(jī)上。大家發(fā)表的互動(dòng)觀點(diǎn)(3人發(fā)表)我們想大家解析了關(guān)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門正時(shí)技術(shù)，簡(jiǎn)單來說它是通過電腦控制發(fā)動(dòng)機(jī)氣門的開啟時(shí)間，利用進(jìn)氣門與排氣門不同的開啟時(shí)間來控制汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率與經(jīng)濟(jì)性，但這種技術(shù)對(duì)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)性能方面的提升卻不大。隨著

11、汽車行業(yè)的發(fā)展，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能如何已經(jīng)成為一款車能否取得成功的關(guān)鍵，這也就促使各大汽車廠家的工程師們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)進(jìn)行了進(jìn)一步研究。通過研究后，他們發(fā)現(xiàn)了可以彌補(bǔ)發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門正時(shí)技術(shù)不足的方法，而這也就是我們今天這節(jié)技術(shù)大講堂要說的發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門升程技術(shù)。眾所周知，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力表現(xiàn)主要取決于單位時(shí)間內(nèi)汽缸的進(jìn)氣量，上一節(jié)技術(shù)大講堂我們說過，氣門正時(shí)代表了氣門開啟的時(shí)間，而氣門升程則代表的是氣門開啟的大小，從原理上看，可變氣門正時(shí)技術(shù)也是通過改變進(jìn)氣量來改善動(dòng)力表現(xiàn)的，但實(shí)際上氣門正時(shí)則只能增加或者縮小氣門開啟時(shí)間，并不能有效改善汽缸內(nèi)單位時(shí)間的進(jìn)氣量，從數(shù)學(xué)角度上看，氣門正時(shí)是將分母和分子同時(shí)等

12、比例放大，而這對(duì)于數(shù)字的擴(kuò)大或縮小則沒有任何改善，也正式因此對(duì)于可變氣門正時(shí)技術(shù)隊(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的幫助并不大。而當(dāng)氣門開啟大小也可以實(shí)現(xiàn)可變調(diào)節(jié)的話，那么就可以針對(duì)不同的轉(zhuǎn)速使用合適的氣門開啟大小，從而提升發(fā)動(dòng)機(jī)在各個(gè)轉(zhuǎn)速內(nèi)的動(dòng)力性能，這就是和可變氣門正時(shí)技術(shù)相輔相承的可變氣門升程技術(shù)。正如我們?cè)谟闷す芙铀畷r(shí)，當(dāng)我們將皮管口的面積變小后，從皮管中噴出的水壓力將變大，水流出的力道也將不同，發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門升程技術(shù)利用的就是這種原理，讓混合氣的霧化更加的充分，燃燒也更完全。目前市場(chǎng)上使用具有可變氣門升程技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的廠家共有三個(gè)，分別是本田（Vtec/i-Vtec）、日產(chǎn)（VVEL）和寶馬（Valve

13、tronic）。本田可變氣門升程技術(shù)：Vtec/i-Vtec 本田是最早將可變氣門升程技術(shù)應(yīng)用到車載發(fā)動(dòng)機(jī)上的廠商，而且不同于其它廠商先使用可變氣門正時(shí)，后追加可變氣門升程技術(shù)的做法，本田的工程師在研發(fā)項(xiàng)目之初就將這兩種技術(shù)同步進(jìn)行。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)巧妙是本田可變氣門升程機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)。不過雖然本田是最早使用這種技術(shù)的汽車廠家，但直到現(xiàn)在并沒有太大的進(jìn)步，依然停留在只有兩段和三段可調(diào)的程度，而像寶馬、日產(chǎn)和豐田的廠家雖然使用這套技術(shù)的時(shí)間要晚一些，但是現(xiàn)在他們已經(jīng)開始使用連續(xù)可變氣門升程技術(shù)。目前，本田及謳歌目前在國內(nèi)發(fā)售的車型共有SOHC及DOHC兩種結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)，它們雖然都配有VTEC或i-VT

14、EC系統(tǒng)。飛度、鋒范以及思域搭載的都是本田的R系列發(fā)動(dòng)機(jī)，采用的是SOHC單頂置凸輪軸結(jié)構(gòu)，兩個(gè)進(jìn)氣氣門和兩個(gè)排氣氣門均由一根凸輪軸驅(qū)動(dòng)。首先要說明的是目前大部分可變氣門升程技術(shù)都被應(yīng)用在進(jìn)氣氣門端，本田的R系列也不例外。從上圖中可以看到，兩個(gè)進(jìn)氣氣門搖臂中間還有一個(gè)特殊的搖臂，它對(duì)應(yīng)的是凸輪軸上的一個(gè)高角度凸輪，而在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)兩個(gè)進(jìn)氣搖臂和這個(gè)特殊搖臂是分離的、互無關(guān)系，進(jìn)氣搖臂只由低角度凸輪驅(qū)動(dòng)，因此進(jìn)氣氣門打開的升程較小，這有助于提高低轉(zhuǎn)速時(shí)的燃油經(jīng)濟(jì)性。但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)，由電子液壓控制的連桿會(huì)將兩個(gè)進(jìn)氣搖臂和那個(gè)特殊搖臂連接為一體，此時(shí)三個(gè)搖臂就會(huì)同時(shí)被高角度凸輪驅(qū)動(dòng)，而氣

15、門升程也會(huì)隨之加大，單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)氣量更大，從而發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力更強(qiáng)。除了R系列發(fā)動(dòng)機(jī)外，國內(nèi)本田的思鉑睿、雅閣和CR-V的2.4L車型均搭載的是DOHC雙頂置凸輪軸結(jié)構(gòu)的K系列發(fā)動(dòng)機(jī)，同樣都裝備了可變氣門升程技術(shù)。此外本田的VTEC系統(tǒng)可在DOHC雙頂置凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣端均進(jìn)行氣門升程的調(diào)節(jié)，不過這功能并非所有本田DOHC發(fā)動(dòng)機(jī)均有，只限定某些車型。工作原理和R系列發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣端完全相同，都是通過三根搖臂的鏈接與分離實(shí)現(xiàn)的，不過既然排氣氣門升程也可得到提升，就表示高轉(zhuǎn)速下排氣效果將更高，可以更默契的和提高效率的進(jìn)氣氣門協(xié)作來增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出。日產(chǎn)可變氣門升程技術(shù)：VVEL 如果說本田是可變

16、氣門升程技術(shù)的先驅(qū)者的話，那么日產(chǎn)絕對(duì)可以說是這項(xiàng)技術(shù)的后來者，直至2007年末第四代G37的上市，日產(chǎn)才開始使用自己的可變氣門升程技術(shù)VVEL。它被首先應(yīng)用到了日產(chǎn)的VQ系列發(fā)動(dòng)機(jī)上，而之后VK系列發(fā)動(dòng)機(jī)則成為了日產(chǎn)奇?zhèn)b第二款使用可變氣門升程技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)。不過可惜的是，目前為止日產(chǎn)在自己的低端車型發(fā)動(dòng)機(jī)上還沒有使用VVEL技術(shù)。本田的VETC是利用不同的凸輪來實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速下氣門升程的改變，而日產(chǎn)則是在驅(qū)動(dòng)氣門運(yùn)動(dòng)的搖臂上做文章。為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)可變這個(gè)功能就必須研發(fā)出一種可無級(jí)改變工作狀況的機(jī)構(gòu)，日產(chǎn)的VVEL系統(tǒng)利用一個(gè)簡(jiǎn)單的螺桿和螺套達(dá)到了這個(gè)目的。螺桿我們可以理解為日常生活中常見的螺栓，而

17、螺套就是擰在螺栓上的螺母，螺母隨著轉(zhuǎn)動(dòng)就可沿著螺栓上的螺紋上下運(yùn)動(dòng)，換個(gè)角度來看這就是一種無級(jí)調(diào)節(jié)方式。日產(chǎn)的工程師就是將一組螺桿（螺栓）和螺套（螺母）加到了發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門搖臂上來使氣門升程連續(xù)（無級(jí)）可變的。日產(chǎn)的這套VVEL連續(xù)可變氣門升程系統(tǒng)在一定范圍內(nèi)（這個(gè)范圍的大小由螺桿的長(zhǎng)度和輸出凸輪的角度來決定）可實(shí)現(xiàn)無級(jí)連續(xù)調(diào)節(jié)，針對(duì)不同的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速都有相應(yīng)的氣門升程，這種形式無疑更加靈活自主，不過目前VVEL系統(tǒng)只應(yīng)用在進(jìn)氣端，因此還存在進(jìn)化的余地。寶馬可變氣門升程技術(shù)：Valvetronic 與日產(chǎn)的VVEL可變氣門升程技術(shù)相比，寶馬的Valvetronic可變氣門升程技術(shù)就要讓我們熟悉的多

18、，這個(gè)寶馬在2001年發(fā)布的可變氣門升程技術(shù)現(xiàn)在被廣泛的應(yīng)用到寶馬旗下車型上。和日產(chǎn)的VVEL一樣，寶馬的Valvetronic也是目前少數(shù)可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)可變的氣門升程技術(shù)之一。寶馬的Valvetronic系統(tǒng)同樣是依靠改變搖臂結(jié)構(gòu)來控制氣門升程。傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)大多都是利用凸輪軸上的凸輪擠壓搖臂帶動(dòng)氣門挺桿來使氣門上下運(yùn)動(dòng)，而寶馬的工程師在凸輪軸與傳統(tǒng)搖臂間加裝了一根偏心凸輪軸，利用偏心凸輪軸上的凸輪位置的改變來實(shí)現(xiàn)氣門升程的改變。日產(chǎn)的VVEL的作用范圍取決于螺桿長(zhǎng)度，而寶馬的Valvetronic的氣門升程范圍則由偏心凸輪的角度及高度而定，據(jù)官方介紹，這套系統(tǒng)可以將氣門升程最大增加10mm，這對(duì)高轉(zhuǎn)速下增大進(jìn)氣量是很有幫助的。不過寶馬的Valvetronic和VVEL一樣，目前也只應(yīng)用在發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣端，因此研發(fā)出更強(qiáng)大、更輕巧、可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)排氣