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动态气门系统:提升引擎效率的新技术

【摘要】:动态气门系统由凸轮、升降器或从动件、驱动凸轮旋转的凸轮轴、驱动凸轮轴旋转的正时链条或正时带等组成。动态气门系统在发动机的全部运行范围内传递负荷。在低速状态,气门系统的负荷仅为弹簧力,但在高速状态还包括构成气门系统的各部件质量的惯性力。图9-16 各种气门传动机构气门的摩擦力根据临界接触范围,即凸轮轴轴颈轴承、摇臂/支撑、凸轮/挺杆接触面的不同而不同。

动态气门系统由凸轮、升降器或从动件、驱动凸轮旋转的凸轮轴、驱动凸轮轴旋转的正时链条或正时带等组成。

动态气门系统在发动机的全部运行范围内传递负荷。在低速状态,气门系统的负荷仅为弹簧力,但在高速状态还包括构成气门系统的各部件质量的惯性力。动态气门系统的设计各种各样,分类很多,如图9-16所示。大型气门和高速运动会增大弹簧力、惯性负荷和摩擦。对于这些系统的摩擦力进行定量检测几乎是不可能的。如,根据气门传动机构形式检测摩擦平均有效压力的测量结果如图9-17a所示,可以看出发生具有±30%左右的大差异变化。如果弹簧负荷相同,如图b所示,在低速状态摩擦平均有效压力收敛为较一致的值,在高速状态其差异逐步减小。

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图9-16 各种气门传动机构

气门的摩擦力根据临界接触范围,即凸轮轴轴颈轴承、摇臂/支撑、凸轮/挺杆接触面的不同而不同。随发动机转速的气门传动机构摩擦平均有效压力模型显示,在低速状态支配气门传动机构的润滑为边界润滑。凸轮/升降器相互接触面越是高负荷、小面积接触,摩擦损失就越大。

有效减少气门传动机构摩擦的方法有:

①减小弹簧和气门质量。

②利用挺杆凸轮从动件。

③摇臂支撑采用滚针轴承。

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图9-17 气门传动摩擦平均有效压力

低摩擦气门传动机构的例子如图9-18所示。滚子凸轮从动件尤其在低速性能良好,可以降低约50%的摩擦损失。

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图9-18 低摩擦气门传动机构