气门机构技术现状和今后动向

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1、气门机构技术现状和今后动向一汽技术中心发动机部王鲁生2003年6月汽油机气门机构多气门可以提高气门机构运动速度，从而提高发动机转速。4气门比2气门的进气面积增大约3成，在高速区域可以提高充气效率80年代后半期，DOHC、4气门结构成为标准发动机结构。SOHC、3气门、4气门结构因成本低也有采用。DOHC、5气门结构也有几种用于赛车发动机。主流还是DOHC、4气门直推式间隙调整过去多用液压间隙调节器。出于轻量、低摩擦、低成本，现在多用选择挺柱厚度（无垫片挺柱）方式摇臂式间隙调整已不用调整螺栓。摇臂头处安装微型液压

2、间隙调节器是主流气门机构型式与凸轮摩擦功用滚子作凸轮从动件有利于降低摩擦功直推式DOHC、SOHC以外的OHV、摇臂式SOHC、DOHC都用滚针滚子降低直推式凸轮和从动件之间的摩擦功降低凸轮和从动件之间的摩擦系数：提高表面光洁度，进行表面处理润滑油中添加钼系减磨剂减轻气门弹簧载荷气门：缩小杆径、中空、钛合金气门弹簧座：铝合金气门弹簧：圆锥小型化、高强度材料挺柱：无垫片、铝合金摇臂：小型、钣金化润滑油中添加钼系减磨剂降低摩擦功效果柴油机气门机构4气门在直喷、高性能、低排放开发中发挥作用从摇臂和气门桥到滚轮摇臂式

3、、直推式多种开发和汽油机一样，用滚轮降低摩擦功的结构在增加汽油机可变机构的发展和现状可变机构分类：可变相位式、可变升程、包角式、可变气门停止式可变机构的要求，从过去提高全负荷功率到部分负荷降油耗、降排放可变相位式从两级可变很快普及到连续可变可变相位式和可变升程、包角式的组合在增加可变机构的发展和现状图可变相位式进气凸轮相位连续可变式是主流根据发动机转速和负荷，进气门相位、重叠角连续变化，达到提高扭矩、控制内部EGR量、减少泵吸损失、减少排放量的目标叶轮式结构简单、性能好、易安装，广为使用驱动方法几乎都用发动机油压

4、，少数用专用升压泵发动机低速时油压不足，为确保可变响应速度，也用电磁离合器为进一步改变气门重叠角自由度，实现高性能、低排放、扩大膨胀冲程节油的目标，和排气凸轮相位可变组合的倾向增加可变升程、包角式一直用凸轮转换方法实现高性能和低油耗和可变相位式组合的倾向增加和气门停止机构组合，达到省油和排气净化目的可变相位式和可变升程、包角式组合（丰田）直推式可变相位式和可变升程、包角式组合（宝时捷）凸轮转换机构适合于摇臂式，也适合于直推式气门机构气门停止机构（奔驰）怠速和低负荷时，气门停止，减缸运转，降低泵气损失过去因机械振动

5、问题不能持久，现在用电控技术用于多缸发动机降油耗机械式连续可变升程、包角机构（宝马）已批量生产,技术引人注目进气凸轮与摇臂之间设有调整杆，步进电机通过蜗轮蜗杆驱动偏心触发轴，调整杆的位置由偏心触发轴决定步进电机由油门踏板决定，减少泵吸损失0.3秒内气门升程调整范围0.3—9.7mm和连续可变相位机构组合今后动向气门机构低摩擦功的重要度增加滚子气门机构增加可变气门机构采用比例增加进气凸轮相位连续可变进一步普及，成为标准装备，与其它可变机构组合已很普通排气凸轮相位可变增加升程、包角可变（凸轮转换、进而连续可变）增加

6、机械式升程、包角连续可变机构-11机械式升程、包角连续可变机构-2机械式升程、包角连续可变机构-3电磁驱动气门机构（宝马）开发活跃，不久的将来实用无凸轮，与传统气门机构完全不同可变控制自由度大连续可变包角、升程系统VEL（ContinuousVariableValveEventandLiftControlSystem）气门升程从极小（或0升程）到最大升程（大包角）连续变化的机构结构简单、安装性好可变气门机构功能比较型式升程曲线实例连续控制控制相位控制包角控制升程可变相位VTC凸轮轴相位调整○○××可变包角、

7、升程VVL凸轮转换×△○○VEL凸轮摆动○△○○可变相位、包角、升程VVL+VTC联合△○○○VEL+VTC联合○○○○可变气门机构现状凸轮相位连续变化的VTC型已普遍使用，确立为标准技术在包角和升程可变方式中，凸轮转换的VVL型在扩大使用把VVL型和VTC型组合，提高可变自由度的实例也已出现可变气门机构高功能化已成为重要课题可变气门机构的关键技术是包角和升程都连续大幅度可变的机构VEL型和VTC型组合，升程、包角、相位均连续可变，实现了自由控制气门正时和升程VEL的基本结构机械式气门开闭机构包角、升程变化执行机

8、构VEL的工作原理曲轴的旋转运动通过四联杆机构变成输出凸轮的摇动，驱动气门主动轴相当于传统的凸轮轴，和曲轴同步以1/2转速旋转主动轴上固定一驱动偏心凸轮控制偏心凸轮和控制轴一体，外套摇动摇臂驱动偏心凸轮和摇臂的一端由连杆A连接，将偏心运动变成摇臂摇动摇臂的另一端由连杆B和输出凸轮连接，使输出凸轮摇动输出凸轮套在主动轴上，其摇动通过挺柱驱动气门VEL的可变原理控制凸轮的偏心