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发动机的咽喉——漫谈发动机配气机构
发布日期:2022-05-14 00:16   来源:未知   阅读:

  内燃机作为一种把内能转化为机械能的装置,燃料的燃烧决定着机器的效率,而空气作为燃烧的重要影响因素就显得尤为重要,今天我们就来聊一聊发动机的咽喉——配气机构。

  作为配气机构的重要组成部分气门凸轮轴对于进气效率有着决定性的影响,我们先从凸轮轴说起,我们在购买车辆的配置单上会看到SOHC、DOHC和OHV等字样,这代表这几种主流的凸轮轴布局。

  先通俗的解释一下概念,单字面意思就是一个,顶置就放在发动机顶部,合起来就是一根凸轮轴放在发动机顶部的布局。这种布局相对比较原始,只有少量车型配备,例如,上一代的、老普桑等车型,以及一些硬派越野车上,如帕杰罗等。

  优点:1结构简单,就是零件少,以四缸机为例一根凸轮轴八个气门就组成了整个配气机构的主体,由于零件较少损坏的几也就降低了,耐性上有所保证。

  2维修保养相比于其他两种结构价格相对低廉,由于配备单顶置凸轮轴发动机均为两气门设计,即便是更换整个配气机构,由于零件较少结构也简单零配件价格和工时费方面都有优势。

  3低扭大,单顶置凸轮轴气门发动机低转速的进气效率相对较高,因此低转速扭矩也就更具优势。

  4油耗,上面说了这种发动机低扭具有一定优势,而在城市工况中走走停停,发动机的转速就可控制的更低,油耗上自然会有所降低。

  2先进技术难以惠及,由于只有一根凸轮轴的结构限制,可变气门正时、可变气门升程等技术难以应用,同时对于高转速的油耗也有所不利。

  如图所示,双顶置凸轮轴就是用两根凸轮轴分别控制进气和排气,代表作:本田红头K20。

  1控制精确,由于采用了两根凸轮轴分别控制进气和排气,可以加入可变气门正时(进气和排气)和变气门升程(进气和排气)等技术,对于气门开闭时间、气门重叠以及气门升程等都可以进行精确控制。

  2高转速输出更有优势,由于配备了可变气门正时和变气门升程等技术,在高转速区间进气效率会更高,发动机的输出也更有力,例如本田经典的红头K20发动机,9000转的底表,8500转断油,在转速过了5000转之后i-VTEC系统打开,动力会二次爆发,发动机的动力输出更加持续,高转速的表现更好,动力储备也更加雄厚。

  1结构复杂,双顶置凸轮轴相比单顶置凸轮轴,增加了更多的零配件,结构更加复杂,维修保养的成本也更高,同时耐久上也会有所下降,极端环境下适应能力也会有所降低,此外,多出来的零件也会导致发动机的重量也会有所增加。

  2低扭弱,由于增加了很多配件,发动机在低转速下本来就不高的扭矩输出将会被这些零部件再次消耗一部分,同时低转速时的进气效率也不如造成低扭弱的劣势。

  3低转速油耗高,在一些采用双顶置凸轮轴的小中,为了改变低扭弱,会采用喷浓油的方式,这一点会导致低转速的工况下的油耗增加。

  现在的在售车型中,大多数车型均采用了双顶置凸轮轴的结构,通过可变气门正时和可变气门升程或者增压的技术来改变相比于的劣势,使得二者差距进一步缩小。

  如图所示,这种结构凸轮轴放在发动机底部,用凸轮轴推动气门顶杆,再由气门顶杆推动摇臂,摇臂推动气门开启或关闭,这种结构多见于柴油发动机和美式的大排量V8发动机中。

  1结构简单,底置凸轮轴相比于前两种结构,直接用凸轮轴推动推杆,节省了正时皮带(或正时链条)、涨紧轮、轴承等结构,重量上会有所降低,同时由于凸轮轴在底部,降低发动机的重心,发动机的结构也更加紧凑。

  2维护简单,由于省去了正时皮带(或正时链条)就不用担心由于皮带过度磨损断裂导致顶气门的事故发生,可以基本做到免维护。

  3低扭强大,由于自身结构的限制,气门顶杆不能承受过高的转速,通常,底置凸轮轴结构的发动机更注重低扭的爆发。

  1维修困难,由于凸轮轴发动机底部,在维修时需要把发动机从车上整个拆下来,这会让维修费用成倍的增加。

  2转速低,由于自身结构的限制,的极限转速相比于前两种会更低,同时高转速的动力输出也要逊色一些。

  在去年观致与柯尼塞格合作发布了款无,该发动机通过两条气压管路和一条油压管路控制气门的开闭、气门正时和气门升程,可以实现无极调节和对每个气缸的工况按需调节。

  1重量轻,取消了凸轮轴之后,正时皮带(或链条)、涨紧轮、飞轮气门摇臂、等结构都被代替,整个发动机将会大幅减重。

  2提高发动机效率,我们都知道传统的转动是靠发动机驱动的,这就会消耗一部分发动机的动力对于,而无凸轮轴的结构考油压和气压来控制气门,相应而言发动机的负担也会减轻,提高了发动机效率,从而降低了油耗。

  3对气门本身的调节更加灵活,传统发动机虽然同样配备了可变排气正时和排气升程的调节,但也只是在一定范围内进行调节,而无凸轮轴(Camshaft-less)发动机可以实现无极调节,按需调节,从而进一步的进行精确控制,达到降低油耗和保证动力输出的目的。

  2耐久性差,通过电子系统对油压和气压进行控制,电子系统受环境、发动机工况、使用年限的影响极大,增加了故障率。

  说到这里你应该对这几种主流的配气机构有了一定了解,在这里要告诉大家,这几种在技术并无高低之分,应用方面因车而异,只有最合适的没有最好的。

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