發(fā)動(dòng)機油耗可以通過(guò)一扇門(mén)的運動(dòng)來(lái)說(shuō)明。門(mén)開(kāi)啟的大小和時(shí)間長(cháng)短,決定了進(jìn)出入的人流量。門(mén)開(kāi)啟的角度越大,開(kāi)啟時(shí)間越長(cháng),進(jìn)出入的人流量越大,門(mén)開(kāi)啟的角度越小,開(kāi)啟時(shí)間越短,進(jìn)出入的人流量就越少。在劇院入場(chǎng)看戲,要一個(gè)一個(gè)觀(guān)眾驗票進(jìn)場(chǎng),就要控制大門(mén)的開(kāi)啟角度,有些匣道還設置欄桿,象地鐵出入口一樣。在劇院散場(chǎng)時(shí)要盡快疏散觀(guān)眾,就要撤除匣道欄桿,將大門(mén)完全打開(kāi)。大門(mén)開(kāi)啟角度和時(shí)間決定人流量,這非常容易理解。同樣的道理用于發(fā)動(dòng)機上,就產(chǎn)生了氣門(mén)升程和正時(shí)的概念。氣門(mén)升程就好象門(mén)開(kāi)啟的角度,正時(shí)就好象門(mén)開(kāi)啟的時(shí)間。以立體的思維觀(guān)點(diǎn)看問(wèn)題,角度加時(shí)間就是一個(gè)容積空間的大小,它的大小決定了耗油量。
在實(shí)際運行中,汽車(chē)的運行負荷不可能一成不變,隨著(zhù)路面、速度和控制油門(mén)力度的不同,發(fā)動(dòng)機負荷總是處在一個(gè)經(jīng)常變化的狀態(tài)之中,這個(gè)變化中的負荷影響著(zhù)發(fā)動(dòng)機的耗油量。當負荷大時(shí),耗油量大,反之就少。一般汽車(chē)發(fā)動(dòng)機耗油量是由節氣門(mén)控制,它好象一扇門(mén),通過(guò)節氣門(mén)開(kāi)啟的角度和時(shí)間來(lái)控制混合比。在燃油電噴系統中,進(jìn)入氣缸的空氣流量由節氣門(mén)控制,節氣門(mén)則由油門(mén)踏板控制。節氣門(mén)開(kāi)度越大空氣流量越多,電控單元(ECU)再根據節氣門(mén)位置傳感器及其它位置傳感器反饋來(lái)的信號來(lái)控制噴油器的噴油量。
但是,隨著(zhù)發(fā)動(dòng)機氣門(mén)增多和轉速的增高,發(fā)動(dòng)機的氣門(mén)升程和正時(shí)如果不隨著(zhù)變化,在一些工況下會(huì )出現難以解決的矛盾,例如如何保證低轉速時(shí)的扭矩輸出和高轉速時(shí)的功率輸出及在這些工況下的燃油消耗等問(wèn)題,用單個(gè)節氣門(mén)控制的燃油供給方式是難以完滿(mǎn)解決的。最好的方式就是采用多種可變化的形式“綜合治理”,因此就有可變進(jìn)氣管道、可變壓縮比和可變氣門(mén)的升程和正時(shí)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題,其中可變氣門(mén)的升程和正時(shí)也就是可變式氣門(mén)驅動(dòng)機構,是目前汽車(chē)常見(jiàn)的一種新技術(shù)。設計者為了令汽車(chē)省油,千方百計從氣門(mén)升程和正時(shí)這兩個(gè)關(guān)鍵上做文章。
氣門(mén)的升程和正時(shí)互相關(guān)聯(lián)但又是兩件事情。升程是氣門(mén)開(kāi)度的問(wèn)題,它是指氣門(mén)開(kāi)啟的間隙有多大;正時(shí)是氣門(mén)開(kāi)啟關(guān)閉的時(shí)間問(wèn)題,它是指氣門(mén)開(kāi)啟、關(guān)閉的時(shí)刻。它們都決定了進(jìn)氣量的大小,但氣門(mén)的正時(shí)涉及到配氣相位上的“重疊階段”,即出現進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)同時(shí)開(kāi)啟的“重疊階段”(見(jiàn)本欄目《氣門(mén)可變驅動(dòng)機構》),這在任何工況階段都會(huì )出現??勺儦忾T(mén)正時(shí)就是要按照負荷的變化控制氣門(mén)進(jìn)氣時(shí)間由短到長(cháng)呈線(xiàn)性變化,使發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力輸出順暢平滑,減少油耗。
從形式上看,可變氣門(mén)升程和正時(shí)系統有多種運行方式,例如本田的“i-VTEC”系統和豐田的“VVT-i”系統,都是可變氣門(mén)升程和正時(shí)系統(這兩種裝置本欄目都有介紹)。還有一種“停閥”(氣門(mén)停止工作)的方式,就是根據發(fā)動(dòng)機負荷工況,停止部分氣門(mén)工作。例如本田發(fā)動(dòng)機中的“H-VTEC”裝置,每缸4氣門(mén)中各有2個(gè)進(jìn)、排氣門(mén),其中各有1個(gè)進(jìn)、排氣門(mén)在低、中轉速內停止工作,變?yōu)?氣門(mén)發(fā)動(dòng)機;而在高轉速內4個(gè)氣門(mén)全部工作,系統通過(guò)調節液壓氣門(mén)挺桿內的液壓來(lái)控制氣門(mén)的運動(dòng)。



