为了引擎燃烧那点事,工程师捣腾了几十年进气门

引擎之所以能烧油(不是烧机油)运转,是因为气缸里的空气和燃油混合气在点火燃烧,燃烧的能量在做功……

这样说你不明白?烧柴做饭你可能不会,但烧烤总去过吧?“烧鸡翼,我中意食……”

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为了引擎燃烧那点事,工程师捣腾了几十年进气门

烧炭的时候(不要想歪了)是不是有这样的经验,火刚点着的时候要用细风轻轻的吹,风大了火就被吹灭了;但等炭火烧起来的时候,就需要大力的扇风,风越大火烧得越旺。

为了引擎燃烧那点事,工程师捣腾了几十年进气门

要想混合气在引擎气缸里充分燃烧,其实道理完全一样——引擎在低转速、低负荷运转(堵车懂不懂呀)的时候,只需要少量的风进入气缸助燃;但高转速、高负荷运转的时候(最后五连发夹弯超掉五菱宏光的时候),最好进入气缸的空气越多越好。

负责空气进入气缸的机构就“进气门”,为了引擎燃烧那点事,工程师捣腾了几十年进气门……

为了引擎燃烧那点事,工程师捣腾了几十年进气门

◤每缸四气门设计,两个进气门两个排气门

为了进气量更大,引擎已经从当年两气门进化三气门,再到四气门(其中两个是进气门)。

大众当年想出了五气门技术,三个气门负责进气,两个负责排气……最后因为太复杂可靠性差而放弃。

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◤大众当年的每缸五气门技术

为了在气缸关闭和打开前抢进多一点空气,发明了可变气门正时技术VVT,VVT跟你开车冲黄灯过路口一样,赚一下小便宜。

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本田后来发明了VTEC可变升程技术,就是通过一个机构控制,在引擎高转的时候把气门打开的角度更大一些,这样会突然增加很大的进气量。目前掌握这个技术的车厂还是少数。

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◤可变升程技术,除了本田VTEC还有三菱MIVEC

以上是正经人做的事情,有不正经的工程师想到了一个“歪招”——涡轮增压。就是火烧起来后多加一把扇,拼命往里扇风。问题是不需要这么大的风量的时候怎么办?涡轮增压就是打鸡血,要么它就不工作,动起来就全力工作。所以有了涡轮增压还不够,还得前面的可变正时和可变升程技术支持。

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别以为前面两个技术很简单,它们的工作原理都是通过引擎带动顶上的凸轮轴,凸轮轴上设计了大小不一的凸轮,再带动进气门作正时或升程动作。是不是经常听车厂忽悠,我的引擎是“双凸轮轴DOHC”设计?下次不要理他们,因为全世界的引擎几乎都是双凸轮轴设计的(一根凸轮负责进气门,另一根负责排气门)。

问题是这种通过大、小凸轮机械控制的方式,只能一开一合,没有什么线性可言,也就是进风量要么很小,要么突然很大。加入电子控制系统后,虽然发展了VVT-i、i-VTEC等技术,但控制方式也只是从“单级”发展到“多级”,而无法做到“无级控制”。

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有一个叫BMW的天才车厂,想到了一种Valvetronic气门技术,简单来说除了凸轮轴以外,进气门的开启角度是由一个小电机控制的,这样就可以实现“无级控制”。Valvetronic的缺点也是明显的,就是多了很多复杂的机构,成本肯定不低,这种土豪的设计如果下放到普通经济车型可能吃不消。

随着电子技术的发展,有一天意大利人突然想出了一个鬼点子——干嘛不把进气门的开启完全交给电磁阀去控制,统统把凸轮轴之类拿掉,完全由电子来控制,没有凸轮轴后成本也可以下降,而且结构简单可靠性也能保证。

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这个技术就是菲亚特的Multiair,后来大量使用在同门的Jeep车型上。Multiair是一种电子液压时可变气门正时升程技术,一个技术特点就是取消了传统的进气凸轮,进气门的开闭时间和行程完全可以根据车辆的具体情况无级调节。

为了引擎燃烧那点事,工程师捣腾了几十年进气门

但Multiair真的有效果,会不会有什么副作用?下一期,我们将去一趟广汽菲克的广州工厂,把一副用在Jeep指南者上面的1.4T Multiair引擎拆开,第一次把Multiair的结构呈现出来……

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