宝马可变气门升程技术.docx

1、宝马可变气门升程技术宝马可变气门升程技术(总21页) 我们想大家解析了关于汽车发动机可变气门正时技术，简单来说它是通过电脑控制发动机气门的开启时间，利用进气门与排气门不同的开启时间来控制汽车发动机的效率与经济性，但这种技术对于汽车发动机性能方面的提升却不大。随着汽车行业的发展，发动机的性能如何已经成为一款车能否取得成功的关键，这也就促使各大汽车厂家的工程师们对发动机技术进行了进一步研究。通过研究后，他们发现了可以弥补发动机可变气门正时技术不足的方法，而这也就是我们今天这节技术大讲堂要说的发动机可变气门升程技术。 众所周知，发动机的动力表现主要取决于单位时间内汽缸的进气量，上一节技术大讲堂我们说

2、过，气门正时代表了气门开启的时间，而气门升程则代表的是气门开启的大小，从原理上看，可变气门正时技术也是通过改变进气量来改善动力表现的，但实际上气门正时则只能增加或者缩小气门开启时间，并不能有效改善汽缸内单位时间的进气量，从数学角度上看，气门正时是将分母和分子同时等比例放大，而这对于数字的扩大或缩小则没有任何改善，也正式因此对于可变气门正时技术队于发动机动力性的帮助并不大。 而当气门开启大小也可以实现可变调节的话，那么就可以针对不同的转速使用合适的气门开启大小，从而提升发动机在各个转速内的动力性能，这就是和可变气门正时技术相辅相承的可变气门升程技术。正如我们在用皮管接水时，当我们将皮管口的面积变

3、小后，从皮管中喷出的水压力将变大，水流出的力道也将不同，发动机可变气门升程技术利用的就是这种原理，让混合气的雾化更加的充分，燃烧也更完全。目前市场上使用具有可变气门升程技术发动机的厂家共有三个，分别是本田（Vtec/i-Vtec）、日产（VVEL）和宝马（Valvetronic）。本田可变气门升程技术：Vtec/i-Vtec 本田是最早将可变气门升程技术应用到车载发动机上的厂商，而且不同于其它厂商先使用可变气门正时，后追加可变气门升程技术的做法，本田的工程师在研发项目之初就将这两种技术同步进行。结构简单、设计巧妙是本田可变气门升程机构的特点。不过虽然本田是最早使用这种技术的汽车厂家，但直到现在

4、并没有太大的进步，依然停留在只有两段和三段可调的程度，而像宝马、日产和丰田的厂家虽然使用这套技术的时间要晚一些，但是现在他们已经开始使用连续可变气门升程技术。 目前，本田及讴歌目前在国内发售的车型共有SOHC及DOHC两种结构的发动机，它们虽然都配有VTEC或i-VTEC系统。飞度、锋范以及思域搭载的都是本田的R系列发动机，采用的是SOHC单顶置凸轮轴结构，两个进气气门和两个排气气门均由一根凸轮轴驱动。首先要说明的是目前大部分可变气门升程技术都被应用在进气气门端，本田的R系列也不例外。 上图中可以看到，两个进气气门摇臂中间还有一个特殊的摇臂，它对应的是凸轮轴上的一个高角度凸轮，而在发动机低转速

5、时两个进气摇臂和这个特殊摇臂是分离的、互无关系，进气摇臂只由低角度凸轮驱动，因此进气气门打开的升程较小，这有助于提高低转速时的燃油经济性。但当发动机达到一定转速时，由电子液压控制的连杆会将两个进气摇臂和那个特殊摇臂连接为一体，此时三个摇臂就会同时被高角度凸轮驱动，而气门升程也会随之加大，单位时间内的进气量更大，从而发动机动力更强。 除了R系列发动机外，国内本田的思铂睿、雅阁和CR-V的车型均搭载的是DOHC双顶置凸轮轴结构的K系列发动机，同样都装备了可变气门升程技术。此外本田的VTEC系统可在DOHC双顶置凸轮轴发动机的进排气端均进行气门升程的调节，不过这功能并非所有本田DOHC发动机均有，只

6、限定某些车型。 工作原理和R系列发动机的进气端完全相同，都是通过三根摇臂的链接与分离实现的，不过既然排气气门升程也可得到提升，就表示高转速下排气效果将更高，可以更默契的和提高效率的进气气门协作来增强发动机的动力输出。日产可变气门升程技术：VVEL 如果说本田是可变气门升程技术的先驱者的话，那么日产绝对可以说是这项技术的后来者，直至2007年末第四代G37的上市，日产才开始使用自己的可变气门升程技术VVEL。它被首先应用到了日产的VQ系列发动机上，而之后VK系列发动机则成为了日产奇侠第二款使用可变气门升程技术的发动机。不过可惜的是，目前为止日产在自己的低端车型发动机上还没有使用VVEL技术。 本

7、田的VETC是利用不同的凸轮来实现不同转速下气门升程的改变，而日产则是在驱动气门运动的摇臂上做文章。为了实现连续可变这个功能就必须研发出一种可无级改变工作状况的机构，日产的VVEL系统利用一个简单的螺杆和螺套达到了这个目的。螺杆我们可以理解为日常生活中常见的螺栓，而螺套就是拧在螺栓上的螺母，螺母随着转动就可沿着螺栓上的螺纹上下运动，换个角度来看这就是一种无级调节方式。日产的工程师就是将一组螺杆（螺栓）和螺套（螺母）加到了发动机的气门摇臂上来使气门升程连续（无级）可变的。日产的这套VVEL连续可变气门升程系统在一定范围内（这个范围的大小由螺杆的长度和输出凸轮的角度来决定）可实现无级连续调节，针对

8、不同的发动机转速都有相应的气门升程，这种形式无疑更加灵活自主，不过目前VVEL系统只应用在进气端，因此还存在进化的余地。宝马可变气门升程技术：Valvetronic 与日产的VVEL可变气门升程技术相比，宝马的Valvetronic可变气门升程技术就要让我们熟悉的多，这个宝马在2001年发布的可变气门升程技术现在被广泛的应用到宝马旗下车型上。和日产的VVEL一样，宝马的Valvetronic也是目前少数可以实现连续可变的气门升程技术之一。宝马的Valvetronic系统同样是依靠改变摇臂结构来控制气门升程。传统的发动机大多都是利用凸轮轴上的凸轮挤压摇臂带动气门挺杆来使气门上下运动，而宝马的工程

9、师在凸轮轴与传统摇臂间加装了一根偏心凸轮轴，利用偏心凸轮轴上的凸轮位置的改变来实现气门升程的改变。汽修资料日产的VVEL的作用范围取决于螺杆长度，而宝马的Valvetronic的气门升程范围则由偏心凸轮的角度及高度而定，据官方介绍，这套系统可以将气门升程最大增加10mm，这对高转速下增大进气量是很有帮助的。不过宝马的Valvetronic和VVEL一样，目前也只应用在发动机的进气端，因此研发出更强大、更轻巧、可以用于发动机排气端的新型Valvetronic系统也许正是宝马现在在做的事情。总结: 通过介绍我们已经详细的了解了发动机可变气门正时/升程的基本原理，可变气门正时的高效性和可变气门升程的

10、动力性都是它们典型的特点。随着汽车技术的发展，目前可变气门正时/升程技术已经不再是一个新鲜的技术了，它们除了被应用在进气端外，甚至在部分品牌车型的排气端上也已经开始使用这两种技术。而像菲亚特、奥迪、保时捷、丰田、三菱以及斯巴鲁等厂家也开始在自己的车辆上使用可变气门正时/升程技术，但我更希望看到的是随着中国汽车市场的扩大，自主品牌技术的逐渐提升，这两项已经不算新的发动机技术可以早日应用到自主品牌发动机上。大家发表的互动观点(3人发表)我们想大家解析了关于汽车发动机可变气门正时技术，简单来说它是通过电脑控制发动机气门的开启时间，利用进气门与排气门不同的开启时间来控制汽车发动机的效率与经济性，但这种

11、技术对于汽车发动机性能方面的提升却不大。随着汽车行业的发展，发动机的性能如何已经成为一款车能否取得成功的关键，这也就促使各大汽车厂家的工程师们对发动机技术进行了进一步研究。通过研究后，他们发现了可以弥补发动机可变气门正时技术不足的方法，而这也就是我们今天这节技术大讲堂要说的发动机可变气门升程技术。众所周知，发动机的动力表现主要取决于单位时间内汽缸的进气量，上一节技术大讲堂我们说过，气门正时代表了气门开启的时间，而气门升程则代表的是气门开启的大小，从原理上看，可变气门正时技术也是通过改变进气量来改善动力表现的，但实际上气门正时则只能增加或者缩小气门开启时间，并不能有效改善汽缸内单位时间的进气量，

12、从数学角度上看，气门正时是将分母和分子同时等比例放大，而这对于数字的扩大或缩小则没有任何改善，也正式因此对于可变气门正时技术队于发动机动力性的帮助并不大。而当气门开启大小也可以实现可变调节的话，那么就可以针对不同的转速使用合适的气门开启大小，从而提升发动机在各个转速内的动力性能，这就是和可变气门正时技术相辅相承的可变气门升程技术。正如我们在用皮管接水时，当我们将皮管口的面积变小后，从皮管中喷出的水压力将变大，水流出的力道也将不同，发动机可变气门升程技术利用的就是这种原理，让混合气的雾化更加的充分，燃烧也更完全。目前市场上使用具有可变气门升程技术发动机的厂家共有三个，分别是本田（Vtec/i-V

13、tec）、日产（VVEL）和宝马（Valvetronic）。本田可变气门升程技术：Vtec/i-Vtec 本田是最早将可变气门升程技术应用到车载发动机上的厂商，而且不同于其它厂商先使用可变气门正时，后追加可变气门升程技术的做法，本田的工程师在研发项目之初就将这两种技术同步进行。结构简单、设计巧妙是本田可变气门升程机构的特点。不过虽然本田是最早使用这种技术的汽车厂家，但直到现在并没有太大的进步，依然停留在只有两段和三段可调的程度，而像宝马、日产和丰田的厂家虽然使用这套技术的时间要晚一些，但是现在他们已经开始使用连续可变气门升程技术。目前，本田及讴歌目前在国内发售的车型共有SOHC及DOHC两种结

14、构的发动机，它们虽然都配有VTEC或i-VTEC系统。飞度、锋范以及思域搭载的都是本田的R系列发动机，采用的是SOHC单顶置凸轮轴结构，两个进气气门和两个排气气门均由一根凸轮轴驱动。首先要说明的是目前大部分可变气门升程技术都被应用在进气气门端，本田的R系列也不例外。从上图中可以看到，两个进气气门摇臂中间还有一个特殊的摇臂，它对应的是凸轮轴上的一个高角度凸轮，而在发动机低转速时两个进气摇臂和这个特殊摇臂是分离的、互无关系，进气摇臂只由低角度凸轮驱动，因此进气气门打开的升程较小，这有助于提高低转速时的燃油经济性。但当发动机达到一定转速时，由电子液压控制的连杆会将两个进气摇臂和那个特殊摇臂连接为一体

15、，此时三个摇臂就会同时被高角度凸轮驱动，而气门升程也会随之加大，单位时间内的进气量更大，从而发动机动力更强。除了R系列发动机外，国内本田的思铂睿、雅阁和CR-V的车型均搭载的是DOHC双顶置凸轮轴结构的K系列发动机，同样都装备了可变气门升程技术。此外本田的VTEC系统可在DOHC双顶置凸轮轴发动机的进排气端均进行气门升程的调节，不过这功能并非所有本田DOHC发动机均有，只限定某些车型。工作原理和R系列发动机的进气端完全相同，都是通过三根摇臂的链接与分离实现的，不过既然排气气门升程也可得到提升，就表示高转速下排气效果将更高，可以更默契的和提高效率的进气气门协作来增强发动机的动力输出。日产可变气门

16、升程技术：VVEL 如果说本田是可变气门升程技术的先驱者的话，那么日产绝对可以说是这项技术的后来者，直至2007年末第四代G37的上市，日产才开始使用自己的可变气门升程技术VVEL。它被首先应用到了日产的VQ系列发动机上，而之后VK系列发动机则成为了日产奇侠第二款使用可变气门升程技术的发动机。不过可惜的是，目前为止日产在自己的低端车型发动机上还没有使用VVEL技术。本田的VETC是利用不同的凸轮来实现不同转速下气门升程的改变，而日产则是在驱动气门运动的摇臂上做文章。为了实现连续可变这个功能就必须研发出一种可无级改变工作状况的机构，日产的VVEL系统利用一个简单的螺杆和螺套达到了这个目的。螺杆我

17、们可以理解为日常生活中常见的螺栓，而螺套就是拧在螺栓上的螺母，螺母随着转动就可沿着螺栓上的螺纹上下运动，换个角度来看这就是一种无级调节方式。日产的工程师就是将一组螺杆（螺栓）和螺套（螺母）加到了发动机的气门摇臂上来使气门升程连续（无级）可变的。日产的这套VVEL连续可变气门升程系统在一定范围内（这个范围的大小由螺杆的长度和输出凸轮的角度来决定）可实现无级连续调节，针对不同的发动机转速都有相应的气门升程，这种形式无疑更加灵活自主，不过目前VVEL系统只应用在进气端，因此还存在进化的余地。宝马可变气门升程技术：Valvetronic 与日产的VVEL可变气门升程技术相比，宝马的Valvetroni

18、c可变气门升程技术就要让我们熟悉的多，这个宝马在2001年发布的可变气门升程技术现在被广泛的应用到宝马旗下车型上。和日产的VVEL一样，宝马的Valvetronic也是目前少数可以实现连续可变的气门升程技术之一。宝马的Valvetronic系统同样是依靠改变摇臂结构来控制气门升程。传统的发动机大多都是利用凸轮轴上的凸轮挤压摇臂带动气门挺杆来使气门上下运动，而宝马的工程师在凸轮轴与传统摇臂间加装了一根偏心凸轮轴，利用偏心凸轮轴上的凸轮位置的改变来实现气门升程的改变。日产的VVEL的作用范围取决于螺杆长度，而宝马的Valvetronic的气门升程范围则由偏心凸轮的角度及高度而定，据官方介绍，这套系

19、统可以将气门升程最大增加10mm，这对高转速下增大进气量是很有帮助的。不过宝马的Valvetronic和VVEL一样，目前也只应用在发动机的进气端，因此研发出更强大、更轻巧、可以用于发动机排气端的新型Valvetronic系统也许正是宝马现在在做的事情。总结: 通过介绍我们已经详细的了解了发动机可变气门正时/升程的基本原理，可变气门正时的高效性和可变气门升程的动力性都是它们典型的特点。随着汽车技术的发展，目前可变气门正时/升程技术已经不再是一个新鲜的技术了，它们除了被应用在进气端外，甚至在部分品牌车型的排气端上也已经开始使用这两种技术。而像菲亚特、奥迪、保时捷、丰田、三菱以及斯巴鲁等厂家也开始在自己的车辆上使用可变气门正时/升程技术，但我更希望看到的是随着中国汽车市场的扩大，自主品牌技术的逐渐提升，这两项已经不算新的发动机技术可以早日应用到自主品牌发动机上。