汽车新技术－不用凸轮驱动的电子气门控制技术 - 汽车发动机

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汽车新技术－不用凸轮驱动的电子气门控制技术

2016-05-30 06:31:32 来源: 作者: 【大中小】浏览:1594次评论:0条

随着能源与环境危机感的不断加剧，提高当前内燃机发动机效率和减少排放是各大汽车厂商面对的问题，而其问题的关键所在就是发动机技术的革新。发动机是汽车的动力源泉，如何提高其动力、降低油耗和减少废气排放是所有汽车制造商正在花费巨大精力研究的课题。VVT可变气门相位和升程进气系统同样有着工艺复杂的凸轮轴配气机构，将来的进气系统能否再精简、进气效率更高？

Valeo公司给出了肯定的答案——e-Valve。未来的进气系统只留下了气门，打开和关闭气门不再由凸轮轴控制，而是电磁系统依靠曲轴的位置信号单独控制每一个气门。这种弹性气门控制系统的气门正时调节很像今天流行的可变气门正时系统，可以无限调整气门开启正时和气门打开的时间长短。它的一大优势是像日产的VVEL系统那样通过控制气门升程控制进气。对于发动机e-Valve系统不但可以按照驾驶者的需求来发挥发动机的最大效率，同时还提供其它的益处，如降低油耗、减少了NOx 、CO2和 HC排放，使废气再循环更加容易。在混合工况下Valeo的e-Valve技术可使汽车油耗和排放降低5%-20%。这种弹性气门控制系统还可以显著增加发动机低转速时的扭矩，提升驾驶舒适性。

e-Valve的操作原理是：每个气门由两个弹簧和两个磁体控制，两个反向的弹簧提供相互的作用力，一个负责打开气门，另一个则负责关闭气门。两个磁体抓住气门杆上的控制盘，下面的磁体负责打开气门，上面的磁体负责关闭气门。所有气门都由集合了带2/42V转换器和冷却系统的电子管理系统——气门控制单元控制。发动机再不需要节气门了，这可以减小或完全消除发动机在低转速运转时进气过程中的负压，也就降低了燃油消耗；同时，发动机的怠速运转可以变得更低了。e-Valve 系统给了发动机气门更广泛的表现空间，使低速扭矩更出色、发动机性能更好、降低排放。如想使大排量发动机在更经济的模式下运行时只要临时关闭相应汽缸的气门，就能实现发动机效率更高和油耗更低，操作也简单方便。

　　e-Valve系统的每个气门都有个执行器，通过磁体和弹簧控制气门。在气门开启时，气门被上部磁体释放，然后气门被上部弹簧的能量打开。下部磁体使气门保持打开在需要的时间长度，并完全压缩下部弹簧。利用相反的步骤关闭气门，气门被锁止在关闭位置，以减少磁体消耗的能量。在发动机低转速时气门的开关速度要快于凸轮轴控制，减少了进气时的进气损失；当发动机不工作时气门同样被保持在关闭的位置。不足之处是当气门到达上下点时会产生噪声，噪声取决于控制气门运动的速度。气门控制单元由发动机冷却系统来冷却，由标准的2V电源控制（通过变压器将42V转换为2V）。e-Valve不但提升了发动机的热效率，增加进气量以减少废气，而且由于没有了凸轮轴配气系统，还有效降低了发动机重量和体积，使动力单元更容易地与新的汽车设计元素相匹配，给汽车的发展带来了一系列的好处。