可变气门技术结构(图解)

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宝马可变气门(Valvetronic)技术

Valvetronic可变气门技术是具有进气门升程控制功能的气门驱动系统,发动机进气完全由无级可变进气门升程控制。在发动机转速最低时,进气门将随后开启以改善怠速质量及平稳性。发动机处于中等转速时,进气门提前开启以增大转矩并允许废气在燃烧室内进行再循环从而减少废气的排放。当发动机处于高转速时进气门开启将再次延迟,从而发挥出最大功率。

气门机构▼

气门结构▼

调节单元及电磁阀VANOS▼

调节单元电磁阀油路VANOS▼

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大众、奥迪可变气门升程(AVS)

通过排气凸轮轴上的电子气门升程切换以及进气和排气凸轮轴上的可变气门正时,实现了对每个气缸气体交换的优化控制。较小的凸轮轮廓仅用于低转速。



AVS 原理示意

此功能有以下好处:

① 优化气体交换。

② 防止废气回流到之前的180°排气缸。

③ 入口打开时间更早,填充程度更佳。

④ 通过燃烧室内的正压差减少余气。

⑤ 提升响应性。

⑥ 在较低转速和较高增压压力下达到更高的转矩

为了在排气凸轮轴上两个不同的气门升程之间相互切换,此凸轮轴有4个可移动的凸轮件(带有内花键),如下图所示。每个凸轮件上都装有两对凸轮,其凸轮升程是不同的。通过电执行器对两种升程进行切换。电执行器接合每个凸轮件上的滑动槽,并移动凸轮轴上的凸轮件。这表明,每个凸轮件有两个执行器用于在两种升程之间来回切换。

凸轮轴中的弹簧加载式球体将凸轮件锁定在其各自的端部位置。凸轮轴的滑动槽和轴向推力轴承会限制凸轮件的移动。因为设计包含了凸轮轴上的一对凸轮,所以滚轮摇臂棘爪的接触面更窄小。

在两个执行器(气缸1~气缸4的排气凸轮执行器A/B)的辅助下,每个凸轮件在排气凸轮轴上的两个切换位置之间被来回推动。每个气缸的一个执行器切换到更大的气门升程,另一个执行器切换到更小的气门升程(下图)。

每个执行器由发动机控制单元J623的接地信号启动。通过主继电器J271提供电压。执行器的电流消耗约为3A。

在较低发动机转速范围下的凸轮轴位置▼

为了使这个负载范围内的气体交换性能更佳,发动机管理系统通过凸轮轴调节器将进气凸轮轴提前,将排气凸轮轴延迟。气门升程切换至更小的排气凸轮轮廓,而且右侧执行器移动金属销。金属销接合滑动槽,并将凸轮件移至小凸轮轮廓。

气门现在沿着较小的气门轮廓上下移动。两个小凸轮的位置在某种程度上是交错的,确保气缸两个排气门的开启时间是错开的。这两项措施会导致在废气被从活塞中排到涡轮增压器中时,废气气流的脉动减小,从而可在低转速范围达到较高的增压压力,如下图所示。

部分负载和全负载下的凸轮轴位置▼

驾驶员加速,并从部分负载改变为全负载。气缸内的气体交换必须适应更高的性能要求。

发动机管理系统通过凸轮轴调节器将进气凸轮轴提前,将排气凸轮轴延迟。为达到最佳的气缸填充性能,排气门需要最大的气门升程。为了实现此目的,左执行器被启动,由左执行器移动其金属销。

金属销通过滑动槽将凸轮件移向大凸轮。排气门现在以最小的升程打开和关闭。

凸轮件也通过凸轮轴中的弹簧加载式球体被固定在此位置,如下图所示。

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大众、奥迪可变气门升程(AVS)

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