当您检查新车的功能时,可能会被有关其发动机的“先进的气门传动系统技术”的发光字轰炸。这怎么发生的?他们没有向我们介绍病毒给我们出售感冒药时如何工作的细节。这里快速解释一下汽车发动机气门的功能,以及为什么汽车制造商花这么多时间告诉您它们的性能如何。
阀门做什么
气门安装在发动机的称为缸盖的部分中,负责将空气和/或燃料送入要燃烧的气缸中(称为进气门),并使燃烧产生的废气从气缸中排出-这些被称为排气门。
这听起来像是乐团中的几个喇叭,但是阀门实际上对于发动机的动力,经济性和排放至关重要。
阀门如何工作
发动机气门通过凸轮轴的旋转来操作,凸轮轴上有偏心的蛋形凸角。当这些凸轮凸角旋转时,其蛋形的高部分压在阀上,将其移动到打开位置。
当该凸轮凸角继续旋转时,其较高部分移离气门,并且弹簧使气门返回其关闭位置。
有3个主要参数决定了开闭舞的性质:计时,举重和持续时间。(这是您真正需要在此页面顶部附近观看视频的地方!)
定时
像任何旋转一样,凸轮轴在工作时会旋转360度。在那个360度角处,蛋形凸角的峰值就是气门正时-凸轮轴在轴旋转过程中压在气门上的正时。
之所以称其为正时,是因为它可以确定阀门在给定时间相对于其余发动机发生的打开时间,这是因为发动机中的所有部件都被机械锁定在一起。
电梯
凸轮凸角的高度或卵形点的高度决定了升力。该端越高,它将移动或“提升”阀门的距离越远。该升程的大小在很大程度上决定了在气缸中形成多大的开口以吸入空气或燃料或排出废气。
持续时间
凸轮凸角的宽度或宽度决定了持续时间或它在气门上执行提升的时间。这决定了气缸必须呼气或呼气的时间。
狭窄的尖峰凸轮凸角会短暂打开气门,而随着凸轮轴旋转,更宽,更宽的凸轮凸角会花费更多的时间来保持气门开启。
使所有变量
如您所知,卵形凸轮凸角看上去很复杂,并且在其有机形状中包含许多“命令”。但是,即使是那些细微的因素,对于现代发动机来说还是不够的。在过去的几十年中,汽车制造商已根据发动机的运行情况来调整时间,升程和持续时间。
可变时间
理想情况下,凸轮凸角会随发动机转速和负载的变化而压在气门上,这在固定的机械凸轮轴形状中很难想象。但是保时捷的VarioCam技术是通过改变凸轮轴与旋转齿轮的关系来实现这一目标的首批示例之一。
特别是,这使保时捷可以改变进气门相对于气缸中活塞位置的正时以及排气门的正时。这很模糊,但是上面是VarioCam如何更改进气门正时的工厂视图。现在,大多数现代汽油发动机汽车都采用某种技术来改变其气门正时。
可变升程
本田著名的VTEC发动机使可变气门升程成为主流。通过机械联动,VTEC发动机可以在两个不同形状的凸轮轴凸角之间进行选择,以各自操作给定的气门:一个打开很多,另一个打开更少。发动机计算机在监视发动机的转速和负荷时,可以选择在给定时刻使用哪些叶片。
VTEC从开放度较低的凸轮瓣过渡到开放度较高的凸轮瓣,这催生了所有自主性中最普遍的模因之一。
可变的持续时间
凸轮凸角作用在气门上的持续时间也许是最难改变的因素,但现代汽车的新CVVD技术最近做到了。当凸轮轴转动时,通过将凸轮轴略微从其旋转中心线向侧面滑动来改变持续时间。这是一种难以忍受的复杂机制,但这就是为什么它在前两种可变技术之后数十年出现的部分原因。它应该在2020年末进入一些现代汽车。
未来
所有这一切都是令人印象深刻的技术,但坦率地说,这只是适用于具有百年历史的汽车技术的一组创可贴:凸轮轴致动气门。将来,我们可能会放弃整个Rube Goldberg设备,并使用直接,无凸轮的气门驱动技术来驾驶汽车,这种新兴技术使用简单的电磁阀或电动机来操作每个气门。
否则,您将只驾驶一辆EV,而忘了所有这些废话。