可變氣門正時系統的目的是什麼？

发动机的性能质量、效率、功率、扭矩、运行经济性取决于许多因素，包括气门正时，即进气门和排气门打开和关闭的及时性。

在传统的四冲程内燃机中，气门由凸轮轴凸轮驱动。这些凸轮的轮廓决定了开启的扭矩和持续时间（即相位宽度）以及气门的冲程。

在大多数现代发动机中，相位无法改变。而且这种发动机的运行效率不高。事实上，气缸中以及进气口和排气口中的气体（燃料混合物和废气）的行为性质因发动机的运行模式而异。流速不断变化，弹性气体介质产生各种振动，从而导致有用的共振，或者相反，产生寄生拥塞。因此，在不同的发动机运行模式下，气缸填充的速度和效率并不相同。

例如，对于怠速运行，适合采用较窄的气门正时相位，即气门较晚打开和较早关闭，而没有重叠相位（进气门和排气门都打开的时间）。为什么？因为这样可以避免废气排入进气歧管，以及部分可燃混合物释放到排气管中。

在最大功率下工作时，情况会发生很大变化。随着速度的增加，气门打开的时间自然会减少，但是为了通过气缸提供高扭矩和功率，必须运行比怠速时大得多的气体量。如何解决如此困难的任务？稍微早一点打开气门并增加其打开时间，换句话说，使相位尽可能宽。同时，重叠相位通常越宽，转速越高，以便更好地排出气缸中的废气。

因此，设计师在开发和微调发动机时必须将许多相互排斥的要求联系起来并做出艰难的妥协。自己判断吧。在相同的固定相位下，发动机应在低速和中速时具有良好的牵引力，在高速时具有可接受的功率。此外，怠速时渗透，尽可能高效和环保。这就是问题所在！

但这些任务长期以来对设计师来说就像剥豌豆一样容易 – 他们能够通过移动和改变气门正时相位的宽度来改变发动机的特性，使其面目全非。需要增加扭矩吗？好的。增加功率？当然。降低消耗？没问题。然而，有时事实证明，您必须牺牲一些参数才能改善其他参数。

但是，如果气体分配机构能够适应不同的发动机运行模式，情况会怎样呢？很简单。幸运的是，有很多方法可以做到这一点。其中之一是使用移相器 – 一种特殊的离合器，能够在控制电子设备和液压系统的影响下将凸轮轴相对于其初始位置转动一定角度。这种系统通常安装在进气口。随着速度的增加，离合器在旋转过程中转动轴，这会导致进气门更早打开，从而导致高速下气缸更好地填充。

但不知疲倦的工程师们并没有止步于此，他们开发了许多系统，这些系统不仅可以改变相位，还可以加宽或缩小相位。这可以通过多种方式实现，具体取决于设计。例如，在丰田 VVTL-i 系统中，在达到某些转速（6000 rpm）后，具有修改轮廓的附加凸轮开始代替通常的凸轮运行。这种凸轮的轮廓设定了不同的气门运动规律、更宽的相位，顺便说一句，还提供了更长的冲程。当曲轴以 6000-6500 rpm 的转速旋转到最大转速（约 8500 rpm）时，发动机似乎获得了第二次动力，这能够在加速过程中为汽车提供强劲而有力的加速。

改变开启的扭矩和持续时间非常棒。如果我们尝试改变升程高度会怎样？毕竟，这种方法可以让您摆脱油门，并将控制发动机运行模式的过程转移到气门传动机构。

为什么节气门有害？它会使低速和中速时气缸的填充情况恶化。毕竟，发动机运转时，在关闭的节气门下方的进气道中会产生高真空。这会导致什么？由于稀薄气体介质（燃料-空气混合物）的惯性较大，气缸的充气质量会下降，发动机输出功率和油门踏板响应速度会降低。

因此，仅在达到气缸中燃烧混合物的期望填充所需的时间内打开进气门将是一种理想的选择。工程师的答案是机械进气门升程控制系统。在这种系统中，升程高度和相应的进气阶段持续时间会根据油门踏板的踩下而改变。根据各种消息来源，使用无节流阀控制系统可以节省 8% 到 15% 的能源，功率和扭矩可以增加 5-15%。但这并不是最后的选择。

尽管阀门的数量和尺寸已经接近最大可能，但气缸的填充和清洁效率可以更高。原因是什么？由于阀门的开启速度。然而，机械驱动让位于电磁驱动。

电磁驱动的另一个优点是什么？事实是，可以完善气门升程的规律（随时加速），并且可以在很宽的范围内改变气门打开的持续时间。根据配置的程序，电子设备可能不会不时打开不必要的气门，并且根本不会停用气缸。为了什么？为了省钱，例如，在怠速时、在稳定模式下行驶时或用发动机制动时。除了这些模式之外，电磁气门机构还能够在运行过程中将普通的四冲程发动机变成六冲程发动机。我们想知道这样的系统是否会很快出现在装配线上。