在上一篇燃油供给系统中我们提到,发动机要想正常的燃烧做功,单单的只有供油系统还不够,还必须有配气系统。因为物质的燃烧需要氧气支持,所以发动机在供油的同时还要混入一定比例的空气。下面我们就聊聊发动机的是如何进行呼吸的。
发动机需要呼吸就需要有进气和排气。但是这个过程并不像我们想象的那么简单。进气和排气是一个连续的过程,在什么时候进气,什么时候排气,进多少气,都是要考虑额问题。而且,配气系统的合理性直接影响发动机的燃烧效率,也就是油耗。
大概过程是这样的: 发动机工作时,驾驶人员通过油门踏板控制节气门的开度来改变进气量 ,从而控制发动机的运行状态。进入发动机的空气经过空气滤清器过滤掉杂质后,经过空气流量计沿通道进入动力腔,然后由进气歧管分配到各个汽缸中。每个汽缸又配有进、排气门,通过发动机的各种连接机构实现自动开合,从而达到换气的目的。
接下来了解几个名词:
气门正时:指的是发送机燃烧室气门开启和关闭的时间点。
气门升程:指的是气门开度的大小。
气门叠加角: 指的是在进气行程和排气行程之间,会发生进气门和排气门同时打开的情况,这种进排气门之间的重叠时长称作叠加角。
传统发动机的气门是由发动机的曲轴通过凸轮轴带动,气门的配气正时取决于凸轮轴的转角大小。因为是机械连接,发送机固定行程内曲轴和凸轮的转角是固定的,因此普通发动机的气门正时是固定不变的,气门叠加角也是固定不变的。为了兼顾发动机的不同转速需求,气门正时和叠加角的值是根据经验而设定的一个合理值。但是实际上没有任何一种固定的气门正时和叠加角值能使发动机在高、低转速时都能有效输出,这种适中的设置,虽然同时兼顾高速和低速是的动力输出,但在过低转速和过高转速时都会损失很多动力。
为了弥补以上缺陷,使发动机无论在低转速还是高转速时都能有高质量的输出,现代新型发动机一般都采用可变气门控制系统。意思就是,发动机的气门正时和叠加角可以根据其不同工况实现
自我调整,从而使发动机无论是高转速还是低转速状态下都有最有效的输出,降低油耗。
典型的可变气门控制系统有:
VVT: 可变气门正时 , 可以调节进、排气门正时和叠加角。
CVVT:连续可变气门正时,现代技术,可以随时监控并调整发动机的配气状态。
VVT-i:智能电子可变气门正时, 丰田技术,随时监控并自我调整气门状态。
i-VTEC:智能电子可变气门升程,本田技术,不仅可以智能调节气门正时,还能调节气门升程。
以上几种虽然名字不同,但是原理都差不多,都是通过行车电脑来自动调节汽缸气门的状态,以适应发动机的各种工况,达到提高动力,降低油耗的目的。
由此可以看出,发动机的配气系统直接影响其动力表现,是非常重要的一部分。
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