姚博煒　翟克嬌　韋錦易

摘 要：深入研究氣門可變正時技術(shù)對發(fā)動機性能的影響，并采取有效的優(yōu)化措施消除影響，既可提升發(fā)動機運行的可靠性、穩(wěn)定性，也能延長發(fā)動機的使用壽命。文章就此展開了討論，先是分析了氣門可變正時技術(shù)的原理，然后結(jié)合實際分析了發(fā)動機在運行過程中經(jīng)常會出現(xiàn)問題，最后就氣門可變正時技術(shù)對發(fā)動機系統(tǒng)使用性能的影響進行了詳細闡述。

關(guān)鍵詞：氣門可變正時;發(fā)動機性能;影響

近年來，隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，機械設(shè)備生產(chǎn)數(shù)量直線上升。為了給人們提供更好的使用體驗，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)加大發(fā)動機性能的研發(fā)力度。而氣門可變正時就是一種非常有效的優(yōu)化技術(shù)，可以大幅度提升發(fā)動機的使用性能。但是技術(shù)人員在應(yīng)用氣門可變正時技術(shù)還需充分了解它對發(fā)動機性能的影響，以便能高效運用該技術(shù)。

1 氣門可變正時技術(shù)原理

傳統(tǒng)發(fā)動機的氣門正系統(tǒng)是氣門開啟、關(guān)閉無法變化的機械系統(tǒng)。這種機械系統(tǒng)很難滿足發(fā)動機多工況的運行需求，為發(fā)動機提供強勁的動力。而氣門可變正則是一種可以實現(xiàn)氣門開啟、關(guān)閉時間變化的電控系統(tǒng)。具體來說是活塞從上止點移動到下止點的過程中，進氣門會提前開啟延遲關(guān)閉。而發(fā)送機完成做功后，活塞再次從下止點移動到上止點的過程中，排氣門則會提前開啟或延遲關(guān)閉。這樣就可以為發(fā)動機的運轉(zhuǎn)匹配合理的氣門開啟、關(guān)閉時間，從而提高發(fā)動機功率。

如今，發(fā)動機氣門可變驅(qū)動機構(gòu)包括凸軸輪和凸輪可變系統(tǒng)、氣門挺桿可變系統(tǒng)兩種。其中凸軸輪和凸輪可變系統(tǒng)的工作原理通過凸軸輪、凸輪的變化實現(xiàn)氣門升程。具體來說是改變凸輪軸對應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角、改變增設(shè)的與凸輪相配的搖臂驅(qū)動氣門升程。

2 發(fā)動機使用過程中出現(xiàn)的問題

2.1 使用壽命問題

就現(xiàn)階段而言，隨著設(shè)備研發(fā)技術(shù)的不斷提升，設(shè)備對發(fā)動機的需求數(shù)量、強度也在不斷提高。與此同時，發(fā)動機使用壽命問題也越來越突出。比如在研發(fā)發(fā)動機之時，發(fā)動機壽命并不受技術(shù)人員的重視，導(dǎo)致發(fā)動機性能在提升之時，使命壽命卻在下降。據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示：現(xiàn)階段市場上存在壽命問題的發(fā)動機超過三層。另外，發(fā)動機使用壽命出現(xiàn)問題不僅僅導(dǎo)致設(shè)備使用性能受到影響，而且還有可能導(dǎo)致安全事故，造成人員傷亡。顯然，若不采取有效的措施解決發(fā)動機壽命問題，會嚴重影響到設(shè)備行業(yè)的發(fā)展。

2.2 使用性能問題

從實際來看，發(fā)動機性能對許多設(shè)備的影響都比較大。若是不改善發(fā)動機使用性能，那么就會導(dǎo)致許多設(shè)備的運行性能無法得以提升，從而影響到我國經(jīng)濟的發(fā)展。發(fā)動機性能問題主要集中在以下兩個方面：第一，發(fā)動機性能的完善多是依據(jù)現(xiàn)有的設(shè)備資料、運行信息來完成，而缺乏必要的市場調(diào)研，導(dǎo)致發(fā)動機性能提升工作問題百出。第二，發(fā)動機使用性能得到了改善、優(yōu)化，但是其整體運行體系尚不夠健全，仍存在許多漏洞。

2.3 使用安全問題

任何發(fā)動機在運行過程中都有可能出現(xiàn)安全問題。對此，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)高度發(fā)動機使用安全，并結(jié)合以往的工作經(jīng)驗開展研發(fā)工作。具體來說，發(fā)動機使用安全問題主要表現(xiàn)在以下兩個方面：一是老舊型號的發(fā)動機仍未被淘汰。而這些老舊發(fā)動機設(shè)備的存在就是一個安全隱患，隨時都有可能發(fā)生安全問題。另外，發(fā)動機安全問題也非常受到人們的廣泛關(guān)注。若是不能解決這些問題，勢必會影響到設(shè)備銷量。

3 氣門可變正時技術(shù)對發(fā)動機性能的影響

目前，我國機械行業(yè)非常重視發(fā)動機使用性能的優(yōu)化，其投入了大量的人力、物力。經(jīng)過多年實踐發(fā)動機使用性能確實有所提升。比如發(fā)動機安全事故突發(fā)頻率在不斷下降，發(fā)動機穩(wěn)定性越來越穩(wěn)定，整體工作部署更加完善。與此同時，氣門可變正時技術(shù)也被廣泛應(yīng)用發(fā)動機性能改善中，且發(fā)出了顯著的應(yīng)用優(yōu)勢。具體來說，氣門可變正時技術(shù)對發(fā)動機使用性能的影響體現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1 能有效提高發(fā)動機的運轉(zhuǎn)水平

只有提高發(fā)動機的運轉(zhuǎn)水平，才能為設(shè)備運行提供更強勁，且穩(wěn)定的動力，從而有效降低發(fā)動機的故障率。氣門可變正時技術(shù)對發(fā)動機運轉(zhuǎn)機水平的影響主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，應(yīng)用氣門可變正時技術(shù)可以進行發(fā)動機的階段性測試，了解發(fā)動機的優(yōu)勢、劣勢。然后就可以進行針對性的調(diào)整。比如現(xiàn)代汽車集團在原有可變氣門控制技術(shù)的基礎(chǔ)上研發(fā)了首款連續(xù)可變氣門正時（CVVD）技術(shù)，并研發(fā)出了采用該技術(shù)的Smartstream G1.6T-GDi發(fā)動機。從應(yīng)用效果來看，CVVD技術(shù)不僅優(yōu)化了發(fā)動機性能及燃油效率，而且還降低了排放量。最重要的是根據(jù)駕駛情況調(diào)節(jié)氣門開啟及關(guān)閉的持續(xù)時間，可有效提升發(fā)動機性能及燃油效率，并有效降低了尾氣排放量。第二，可以優(yōu)化進排氣氣門結(jié)構(gòu)，促進發(fā)動機使用性能的提升。自氣門可變正技術(shù)被提出以后，其研發(fā)工作從未停止，且取得了一系列的研究成果。比如摩托車的Cam-Phasing系統(tǒng)在凸輪軸普利盤部分設(shè)計了通過油壓來控制與改變的結(jié)構(gòu)，借此可變的設(shè)計使得凸輪軸與普利盤可以通過普利盤與凸輪軸相對位置的變化來改變氣門的工作。又如寶馬ShiftCam技術(shù)把氣門開啟時間與揚程也一并納入可變的結(jié)構(gòu)條件。由此可見，運用氣門可變正時技術(shù)可以有效提升發(fā)動機的運轉(zhuǎn)水平。

3.2 促進氣門升程技術(shù)的研發(fā)

可以說，氣門可變正技時技術(shù)是順應(yīng)時代潮流發(fā)展的。但是科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展的，我們應(yīng)當(dāng)繼續(xù)創(chuàng)新氣門可變正時技術(shù)，從而進一步推動發(fā)動機研發(fā)技術(shù)的發(fā)展。

氣門升程技術(shù)正是在氣門可變正時技術(shù)的推動下有了更大的進步。如發(fā)動機在長時間的運行過程中，氣門行程會變遠。與此同時，進氣截面積也會增大，其對進氣產(chǎn)生的阻力就會下降，氣缸進氣也會更加順暢。這種狀態(tài)是最適合發(fā)動機高速運行的。反之，如果發(fā)動機處于低速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，那么進氣時的負壓不足，就會可能影響到發(fā)動機的低速運轉(zhuǎn)。這時若能減少氣門，那么發(fā)動機在低速運轉(zhuǎn)狀態(tài)下的負壓就會得到滿足，燃油就會充分。從這方面來看，氣門升程技術(shù)就能得到提升。

3.3 可優(yōu)化發(fā)動機控制系統(tǒng)

在應(yīng)用氣門可變正時技術(shù)時，若想充分發(fā)揮出該技術(shù)的優(yōu)勢就采取有效的措施努力優(yōu)化發(fā)動機控制系統(tǒng)，使其能滿足氣門可變正時技術(shù)的應(yīng)用需求。比如本田研發(fā)的可變氣門正時與升程電子控制系統(tǒng)是世界上第一個對氣門開閉時間、升程性能同時進行控制的控制系統(tǒng)。這一控制系統(tǒng)不僅可以利用計算機進行氣門正時、升程進行控制，而且還可以有效提升燃油率。

3.4 可進行遠程操控

在信息時代，融入氣門可變正時技術(shù)的思想、方法也應(yīng)當(dāng)?shù)靡詣?chuàng)新，盡可能地順應(yīng)時代潮流。比如加大氣門可變正時技術(shù)的智能化遠程操作的研發(fā)，應(yīng)對智能化發(fā)展形勢。如豐田公司研發(fā)的智能可變氣門正時系統(tǒng)，就可據(jù)發(fā)動機的運行情況，合理調(diào)整進氣（排氣）的量，和氣門開合時間、角度，使進入的空氣量達到最佳。另外，在云計算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)不斷研發(fā)的背景下，技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)繼續(xù)深入研究與氣門可變正時技術(shù)對應(yīng)的遠程操控技術(shù)，以此提升發(fā)動機使用性能的提升。

綜上所述，氣門可變正時技術(shù)對發(fā)動機性能的提升有著非常重要的促進作用。技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)繼續(xù)加大氣門可變正時技術(shù)的研究，創(chuàng)新其應(yīng)用方式、方法。尤其是要針對發(fā)動機使用性能問題，開展專項研究工作，從而有效提升氣門可變正時技術(shù)的應(yīng)用價值。

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