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進(jìn)排氣系統(tǒng)

進(jìn)排氣系統(tǒng)是指發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)需要進(jìn)氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)的輔助,而這兩系統(tǒng)組成了進(jìn)排氣系統(tǒng)。

1 進(jìn)氣系統(tǒng)的組成

進(jìn)氣系統(tǒng)由空氣濾清器、空氣流量計(jì)、進(jìn)氣壓力傳感器、節(jié)氣門體、附加空氣閥、怠速控制閥、諧振腔、動(dòng)力腔、進(jìn)氣歧管等組成。

進(jìn)氣系統(tǒng)

2 可變配氣

可變配氣技術(shù),從大類上分,包括可變氣門正時(shí)和可變氣門行程兩大類。

什么是可變氣門正時(shí)?

首先談一下普通發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu),大家都知道氣門是由發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸通過凸輪軸帶動(dòng)的,氣門的配氣正時(shí)取決于凸輪軸的轉(zhuǎn)角。在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候,我們需要讓更多的新鮮空氣進(jìn)入到燃燒室,讓廢氣能盡可能的排出燃燒室,最好的解決方法就是讓進(jìn)氣門提前打開,讓排氣門推遲關(guān)閉。這樣,在進(jìn)氣行程和排氣行程之間,就會(huì)發(fā)生進(jìn)氣門和排氣門同時(shí)打開的情況,這種進(jìn)排氣門之間的重疊被稱為氣門疊加角。

在普通的發(fā)動(dòng)機(jī)上,進(jìn)氣門和排氣門的開閉時(shí)間是固定不變的,氣門疊加角也是固定不變的,是根據(jù)試驗(yàn)而取得的最佳配氣定時(shí),在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中是不能改變的。然而發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的高低對(duì)進(jìn),排氣流動(dòng)以及氣缸內(nèi)燃燒過程是有影響的。轉(zhuǎn)速高時(shí),進(jìn)氣氣流流速高,慣性能量大,所以希望進(jìn)氣門早些打開,晚些關(guān)閉,使新鮮氣體順利充入氣缸,盡量多一些混合氣或空氣。反之在在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較低時(shí),進(jìn)氣流速低,流動(dòng)慣性能量也小,如果進(jìn)氣門過早開啟,由于此時(shí)活塞正上行排氣,很容易把新鮮空氣擠出氣缸,使進(jìn)氣反而少了,發(fā)動(dòng)機(jī)工作不穩(wěn)定。因此,沒有任何一種固定的氣門疊加角設(shè)置能讓發(fā)動(dòng)機(jī)在高低轉(zhuǎn)速時(shí)都能完美輸出的,如果沒有可變氣門正時(shí)技術(shù),發(fā)動(dòng)機(jī)只能根據(jù)其匹配車型的需求,選擇最優(yōu)化的固定的氣門疊加角。

例如,賽車的發(fā)動(dòng)機(jī)一般都采用較小的氣門疊加角,以有利于高轉(zhuǎn)速時(shí)候的動(dòng)力輸出。而普通的民用車則采用適中的氣門疊加角,同時(shí)兼顧高速和低速是的動(dòng)力輸出,但在低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)損失很多動(dòng)力。而可變氣門正時(shí)技術(shù),就是通過技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)氣門疊加角的可變來(lái)解決這一矛盾。

什么是可變氣門行程呢?

也就是在可變氣門正時(shí)的基礎(chǔ)上,讓增加一個(gè)能夠讓氣門升降的功能,這樣做的好處是能同時(shí)控制氣門開閉時(shí)間及升程等兩種不同情況,而豐田VTEC正是第一個(gè)采用了這種這種技術(shù)的公司。對(duì)于一般的發(fā)動(dòng)機(jī),每缸氣門組只由一組凸輪驅(qū)動(dòng),而VTEC系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)卻有中低速用和高速用兩組不同的氣門驅(qū)動(dòng)凸輪,并可通過電子控制系統(tǒng)的自動(dòng)操縱,進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換。采用VTEC系統(tǒng),保證了發(fā)動(dòng)機(jī)中低速與高速不同的配氣相位及進(jìn)氣量的要求,使發(fā)動(dòng)機(jī)無(wú)論在何速率運(yùn)轉(zhuǎn)都達(dá)到動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性與低排放的統(tǒng)一和極佳狀態(tài)。需要說明的是,發(fā)動(dòng)機(jī)采用可變配氣定時(shí)技術(shù)獲得上述好處的同時(shí),沒有任何負(fù)面影響,換句話說,就是沒有對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的工作強(qiáng)度提出更高的要求。

3 進(jìn)氣系統(tǒng)的分類

當(dāng)代汽車進(jìn)氣系統(tǒng)主要是可變進(jìn)氣系統(tǒng)。可變進(jìn)氣系統(tǒng)主要分VVT(可變氣門正時(shí)),CVVT(連續(xù)可變氣門正時(shí)),VVT-i(電子可變正時(shí)),i-VTEC(電子可變氣門升程)這四種。

1)VVT(可變氣門正時(shí))

曲軸經(jīng)由齒狀的傳動(dòng)裝置帶動(dòng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng),使得氣門在做開啟與關(guān)閉的動(dòng)作時(shí)會(huì)與曲軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度形成一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系。而氣體的流動(dòng)會(huì)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度的快慢而改變,如何使汽缸在不同的轉(zhuǎn)速下都能夠獲得良好的進(jìn)氣效率?為此必須改變氣門開啟與關(guān)閉的時(shí)間。經(jīng)由安裝在凸輪軸前端的油壓裝置使凸輪軸可以另外做一些小角度轉(zhuǎn)動(dòng),以使進(jìn)氣門在轉(zhuǎn)速升高時(shí)得以提早開啟。

采用可變配氣定時(shí)機(jī)構(gòu)可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不同,要求不同的配氣定時(shí)。這是因?yàn)椋寒?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變時(shí),由于進(jìn)氣流速和強(qiáng)制排氣時(shí)期的廢氣流速也隨之改變,因此在氣門晚關(guān)期間利用氣流慣性增加進(jìn)氣和促進(jìn)排氣的效果將會(huì)不同。

例如,當(dāng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),氣流慣性小,若此時(shí)配氣定時(shí)保持不變,則部分進(jìn)氣將被活塞推出氣缸,使進(jìn)氣量減少,氣缸內(nèi)殘余廢氣將會(huì)增多。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),氣流慣性大,若此時(shí)增大進(jìn)氣遲后角和氣門重疊角,則會(huì)增加進(jìn)氣量和減少殘余廢氣量,使發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過程臻于完善。

總之,四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣定時(shí)應(yīng)該是進(jìn)氣遲后角和氣門重疊角隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而加大。如果氣門升程也能隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的升高而加大,則將更有利于獲得良好的發(fā)動(dòng)機(jī)高速性能。

VVT技術(shù)解析

2)CVVT(連續(xù)可變氣門正時(shí))

CVVT是英文Continue Variable Valve Timing的縮寫,翻譯成中文就是連續(xù)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu),它是近些年來(lái)被逐漸應(yīng)用于現(xiàn)代轎車上的眾多可變氣門正時(shí)技術(shù)中的一種。例如:寶馬公司叫做 Vanos,豐田叫做VVTI,本田叫做VTEC,但不管叫做什么,他們的目的都是給不同的發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況下匹配最佳的氣門重疊角(氣門正時(shí)),只不過所實(shí)現(xiàn)的方法是不同的。

3)VVT-i(電子可變正時(shí))

它得工作原理是:VVT-i系統(tǒng)由傳感器、ECU和凸輪軸液壓控制閥、控制器等部分組成。ECU儲(chǔ)存了最佳氣門正時(shí)參數(shù)值,曲軸位置傳感器、進(jìn)氣歧管空氣壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、水溫傳感器和凸輪軸位置傳感器等反饋信息匯集到ECU并與預(yù)定參數(shù)值進(jìn)行對(duì)比計(jì)算,計(jì)算出修正參數(shù)并發(fā)出指令到控制凸輪軸正時(shí)液壓控制閥,控制閥根據(jù)ECU指令控制機(jī)油槽閥的位置,也就是改變液壓流量,把提前、滯后、保持不變等信號(hào)指令選擇輸送至VVT-i控制器的不同油道。

VVTI技術(shù)工作原理

3)i-VTEC(電子可變氣門升程)

i-VTEC系統(tǒng)是本田公司的智能可變氣門正時(shí)系統(tǒng)的英文縮寫,最新款的本田轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)已普遍安裝了i-VTEC系統(tǒng)。本田的i-VTEC
系統(tǒng)可連續(xù)調(diào)節(jié)氣門正時(shí),且能調(diào)節(jié)氣門升程。

它的工作原理是:當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)由低速向高速轉(zhuǎn)換時(shí),電子計(jì)算機(jī)就自動(dòng)地將機(jī)油壓向進(jìn)氣凸輪軸驅(qū)動(dòng)齒輪內(nèi)的小渦輪,這樣,在壓力的作用下,小渦輪就相對(duì)于齒輪殼旋轉(zhuǎn)一定的角度,從而使凸輪軸在60度的范圍內(nèi)向前或向后旋轉(zhuǎn),從而改變進(jìn)氣門開啟的時(shí)刻,達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)氣門正時(shí)的目的。

本田i-VTEC技術(shù)詳解
4 排氣系統(tǒng)的組成

汽車排氣系統(tǒng)是指收集并且排放廢氣的系統(tǒng),一般由排氣歧管,排氣管,催化轉(zhuǎn)換器,排氣溫度傳感器,汽車消聲器和排氣尾管等組成。

排氣系統(tǒng)
5 排氣系統(tǒng)的工作原理

新鮮空氣與汽油混合進(jìn)入引擎燃燒后,產(chǎn)生高溫高壓的氣體推動(dòng)活塞,當(dāng)氣體能量釋放后,對(duì)引擎就不再有價(jià)值,這些氣體就成為廢氣被排放出引擎外。廢氣自汽缸排出后,隨即進(jìn)入排氣歧管,各缸的排氣歧管匯集后,經(jīng)過排氣管將廢氣排出。而就如進(jìn)氣歧管一樣,氣體在排氣歧管內(nèi)也是以脈沖的方式離開引擎,所以各缸的排氣歧管長(zhǎng)度及彎度也要設(shè)計(jì)成盡量相同,使各缸的排氣都能一樣的順暢。廢棄從排氣歧管之后,便接上催化轉(zhuǎn)換器,以將未完全燃燒之污染物轉(zhuǎn)換為無(wú)害物質(zhì),保護(hù)環(huán)境。從催化轉(zhuǎn)換器出來(lái)就連接到消聲器了,消聲器橫截面是一個(gè)圓形或者橢圓形的物體,多用薄鋼板焊制,裝在排氣系統(tǒng)的中部或者后部位置上,它內(nèi)部有一系列隔板、腔室、孔管和管道,利用聲波反射互相干擾抵消的現(xiàn)象,使聲能逐漸消弱 ,用以隔離和衰減排氣門每次打開時(shí)產(chǎn)生的脈動(dòng)壓力。


排氣系統(tǒng)工作原理

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