汽车发动机的可变气门技术研究

张靖雯

（陕西国防工业职业技术学院，陕西 西安 710300）

汽车发动机的可变气门技术研究

张靖雯

（陕西国防工业职业技术学院，陕西 西安 710300）

汽车发动机的可变气门技术是改善发动机燃油系统的重要技术之一，对于发动机整体性能和质量提升具有重要意义。文章研究了发动机气门正时技术和气门升程技术，并举例说明可变气门时实际应用。正时技术主要控制气门的开闭时间，而升程技术控制气门开度，需要结合两项技术实现可变气门的综合控制。

汽车发动机；可变气门；正时技术；升程技术

发动机气门是保证发动机燃油系统正常运行与管理的重要部件。汽车发动机只有一个气门时，燃油的供给问题难以控制，且解决控制问题的方法繁琐，而对于可变气门，燃油的控制问题将很好处理，采用这种具有可变性能的综合处理方式，燃油供给问题将迎刃而解。在发动的即运转过程中，如果气门的数量增加，发动机的转速不断提升，气门的正时和升程也将随之改变，导致了在发动机转速过低或者过高的时候，汽车处于输出功率状态，燃油的消耗也成为主要问题。发动机采用可变气门技术，将对发动机燃油系统带来极大改善，具有优化系统工作性能与质量的作用。目前存在许多发动机可变气门技术，具体的作用机理不同，且有时需要联合使用，文章对主要的气门正时技术和气门升程技术进行研究，分析技术特点并举例说明技术应用现状。

1 发动机气门正时技术

汽车发动机的正时定义为发动机运转过程中，气门处于打开状态的时间。当活塞运动到一定的状态时，气门开启或者关闭，执行进气或者排气。活塞在进行上下运动时，气门进行间歇的打开与关闭，但是存在一个状态，活塞运动到某个点的时候，排气门和进气门同时处于打开状态，产生所谓的气门叠加状态，这种状态会影响发动机曲轴的偏转，使其产生曲轴偏转角即气门叠加角。图1显示了发动机气门的配气过程图。叠加角是发动机的一项指标，在不同的转速下，气门叠加角的大小不同，转速越高夹角应越大。这项指标通过传动的无正时技术的发动机是无法实现的。气门正时技术可以促进燃油效率，汽车在启动或者缓慢行驶时，发动机的气门开启时间比较长，气门开度小，当转速增加时，开启的时间短，开闭的速度加快，较短时间内，氧气的含量会降低，不足以燃烧，导致发动机的燃烧系统不能正常运行。在发动机运行过程中，采用正时技术可以很好的控制低转速情况下的燃油问题，应该改造汽车的凸轮结构，搜集传感器检测信息，控制气门开闭的时间，对于气门运行进行科学的调整。

图1 发动机气门配气过程图

2 发动机气门升程技术

发动机气门升程技术主要通过控制气门的开度大小来实现发动机性能提高的一项技术。汽车发动机处于运行状态时，如果气门的形成相对较远，那么进气门的横截面面积将会大大增加，从而降低了进气门的进气阻力，所以气门进气过程将会非常通畅。反之，如果气门行程较短，进气的过程阻力将增加。在汽车缓慢行驶时，进气时无法满足进气的负载压力要求，从而产生牵引力低、运转不平稳等问题。这时候需要增加汽车的气门开度，保证在低速运转时，氧气能够很容易的进入到活塞缸当中，从而促进燃油的充分燃烧。发动机的升程技术可以控制气门的开度，通过与气门正时技术联合使用，可以实现对发动机气门开启时间和开启大小进行控制，促进燃油的燃烧效率，实现真正的可变气门。

3 智能可变气门系统实例

智能可变气门已经有了成功的应用，主要以丰田汽车的VVT-i型发动机和VTEC系统为例。VVT-i系统可以连续的进行正时调节，对发动机气门的开启与关闭灵活控制，促进氧气的进入与废弃的排出，提高燃油的燃烧效率。但是这种系统不能够对气门的开度进行控制，限制了应用。VTEC系统可以同时控制气门的开度和气门开闭时间。该系统的主要工作原理是在发动机的各个部件地方安装传感器，实时的进行进出气压力、发动机转速、温度等因素的检测，反馈到控制系统，通过监测到信号进行气门开度与正时的控制。另外，汽车发动机需要配合凸轮，一般的汽缸只有一个凸轮，而在这种系统的发动机气缸中，具有两个驱动凸轮，可以进行高速、低速的切换与组合，从事弥补气门控制出现的问题。凸轮系统同时配合了多个摇臂，是目前世界上第一个集成了发动机气门正时与开度控制的系统，这不仅促进了气门平稳运行，同时提高了汽车燃油效率和利用率。对于凸轮的控制则是根据汽车发动机的状态，通过调整凸轮轴的转角，优化发动机配气的时间，保持燃油的配气达到最佳的状态，提高发动机的扭矩和汽车的综合性能。

4 结语

随着科学技术不断进步，逐渐应用于实际工程生产当中，汽车的可变气门技术也逐渐成为发动机气门控制的主要技术。在文章研究中，发动机气门的正时技术是控制气门开闭的时间，使气门工作具有随机可变性。而气门升程技术是通过控制气门的开度实现气门可变控制。这两项技术对于气门的进气量具有决定作用，而可变气门还需要融合更多的控制技术，实现汽车性能的提高。

［1］左正川，刘亮，赵光.汽车发动机的可变气门技术探讨［J］.工程技术：全文版，2016，（2）：103-103.

［2］赵宴宾，张伟.汽车发动机的可变气门技术探讨［J］.工程技术：文摘版，2016，（4）：37-37.

Research on Variable Valve Technology of Automobile Engine

ZHANG Jing-wen
（Shaanxi National Defense Industry Vocational and Technical College，Xi'an，Shaanxi 710300，China）

The variable valve technology of automobile engine is one of the important technologies to improve the engine fuel system，which is very important for the overall performance and quality improvement of the engine.The paper studies the engine valve timing technology and valve lift technology，and illustrates the practical application of variable valve.Timing technology mainly controls the valve opening and closing time，and lift technology mainly controls the valve opening.It needs to combine the two technologies to achieve a comprehensive control of the variable valve.

automobile engine；variable valve；timing technology；lift technology

U472

A

2095-980X（2017）02-0029-02

2017-02-07

张靖雯（1990-），女，陕西西安人，硕士，助教，主要研究方向：汽车检测维修。