號稱最完美氣門技術(shù) 菲亞特Multiair電磁液壓進氣技術(shù)詳解
在政策對發(fā)動機經(jīng)濟性和排放要求越來越高的今天,各大廠商都絞盡腦汁的使發(fā)動機更高效環(huán)保。而對于發(fā)動機來說,進氣效率越高,動力越強燃燒得越充分,各種增壓技術(shù)和可變氣門技術(shù)目的都是提高進氣效率。而下面給大家介紹的菲亞特獨創(chuàng)的Multi air電控液壓進氣系統(tǒng)則號稱是迄今為止最完美的氣門技術(shù),那么這項技術(shù)是否真有那么強大呢?
關(guān)于發(fā)動機進氣系統(tǒng)的原理和各種主流的可變氣門技術(shù),我們在此前的文章里已經(jīng)有詳細的介紹,欲了解詳情請參考以下文章。
呼吸之道 解析可變氣門正時/升程技術(shù)
研發(fā)背景
自第一輛搭載VVT技術(shù)的量產(chǎn)車出現(xiàn),距今已有超過20年的歷史
上世紀60年代,菲亞特開發(fā)出了第一套可變氣門正時系統(tǒng),而它旗下的阿爾法羅密歐則在80年代成為首個將VVT可變氣門正時技術(shù)運用在量產(chǎn)車上的廠商,它開創(chuàng)性的使用了用兩根不同的凸輪軸來控制進氣氣門和排氣氣門的開閉時間,并在此基礎(chǔ)上成功研發(fā)了可變氣門正時系統(tǒng)。
廣州車展上,菲亞特展臺上的Multiair發(fā)動機
隨后幾年,本田,日產(chǎn)和寶馬等廠商也紛紛研發(fā)出自己的可變氣門正時技術(shù),不過進入90年代之后,作為VVT先驅(qū)的菲亞特則看到了傳統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)的VVT技術(shù)在機動性和響應(yīng)性上的不足,研究的重點轉(zhuǎn)向了控制更為靈活精準的電液控制系統(tǒng)。在克服了眾多難關(guān)之后,2009年日內(nèi)瓦車展上,菲亞特正式發(fā)布了其在可變氣門技術(shù)上的研究成果:Multiair電控液壓進氣系統(tǒng)。
Multi air電控液壓進氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析
傳統(tǒng)DOHC頂置雙凸輪軸VVT發(fā)動機配氣機構(gòu)示意圖
我們都知道,普通發(fā)動機的配氣機構(gòu)由凸輪軸上的凸輪所驅(qū)動,氣門以機械節(jié)奏開啟和關(guān)閉,油門踏板則借由進氣歧管內(nèi)的節(jié)氣門來調(diào)整空氣的流量。對于使用了氣門正時和升程技術(shù)的發(fā)動機來說,氣門開啟的大?。ㄐ谐蹋r機(正時)可以由凸輪軸及相關(guān)控制機構(gòu)來決定。
而Multi air最大的特點就是開創(chuàng)性的使用電控液壓控制系統(tǒng)驅(qū)動氣門正時和升程,它通過一套由凸輪軸驅(qū)動電磁液壓閥,實現(xiàn)了進氣門的升程和正時的無級可調(diào),雖然依舊是每缸4氣門的結(jié)構(gòu),但是卻取消了進氣門一側(cè)凸輪軸,只保留了排氣門一側(cè)的凸輪軸來驅(qū)動進排氣門。由于氣門的開度和開啟時間都實現(xiàn)了任意可調(diào),因此這套系統(tǒng)和寶馬的valvetronic一樣,可以直接由氣門的開閉大小來控制空氣的流量,因此也取消了節(jié)氣門。另外這套進氣控制系統(tǒng)采用了完全標準化的設(shè)計方案,可以任意組合成雙缸、四缸、六缸或者八缸的結(jié)構(gòu)。
排氣門由凸輪軸直接推動,而進氣門則通過一組電磁液壓系統(tǒng)進行精確控制
從圖上看,Multi air系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)確實非常簡單,氣門上方設(shè)計有一個液壓腔,液壓腔一端與電磁閥相連,電磁閥則通過ECU信號,根據(jù)工況的不同適時調(diào)節(jié)流向液壓腔內(nèi)的油量。由凸輪軸驅(qū)動的活塞通過推動液壓腔內(nèi)的油液,控制氣門的開啟。
從這個multiair簡化結(jié)構(gòu)圖上能更清晰的看出系統(tǒng)整個工作過程,不過在實際結(jié)構(gòu)中,凸輪軸和活塞其實被設(shè)計在排氣門一側(cè)凸輪軸上的
實際結(jié)構(gòu)中,凸輪通過搖臂推動活塞,而活塞通過液壓腔的密封油液打開進氣門
Multiair技術(shù)工作原理
當工作開始時,電磁閥通過ECU信號向液壓腔內(nèi)供給適量的油量,然后電磁閥關(guān)閉。這時,液壓腔內(nèi)的油的體積恒定,與液壓腔相連的活塞就可以將排氣凸輪軸施加的壓力傳遞到進氣門,從而完成氣門的開啟。氣門的開度大小則取決于流向液壓腔內(nèi)油量的多少。
當電磁閥開啟時,液壓腔內(nèi)的油液就會順高壓油腔進入低壓油腔。氣門則不再跟隨排氣凸輪軸運動,而是在氣門彈簧的作用下完成關(guān)閉。閥門關(guān)閉的最后一步,則由專用的液壓制動裝置控制,從而使得氣門的每次閉合過程都能做到舒緩而規(guī)律。
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