這發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)很牛也不過(guò)時(shí) 但我國(guó)大部分汽車(chē)都沒(méi)用
不知道你們是否有看過(guò)我之前的文章,里面有一句很重要的話:發(fā)動(dòng)機(jī)缸頭的技術(shù)含量比其他部分都高。如果有細(xì)心留意你會(huì)發(fā)現(xiàn):大部分能提升發(fā)動(dòng)機(jī)效率、動(dòng)力輸出的技術(shù)都是氣門(mén)的技術(shù)。
也就是說(shuō),用好空氣,才是提升發(fā)動(dòng)機(jī)最直接的手段。
例如,用一臺(tái)三缸發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到600匹馬力的科尼塞克就是使用了當(dāng)家的FreeValve技術(shù)才能達(dá)到該目標(biāo)水平。
目前發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門(mén)結(jié)構(gòu)分為OHC和OHV兩種,而在我國(guó)大部分的汽車(chē)都是使用OHC結(jié)構(gòu),也就是頂置凸輪軸的設(shè)計(jì),而使用OHV形式的目前會(huì)在美系車(chē)上看到。
OHC結(jié)構(gòu)的發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸位于氣缸頂部,通過(guò)鏈條或者皮帶從發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸處取力,從而帶動(dòng)凸輪軸旋轉(zhuǎn),凸輪軸上的凸輪擠壓氣門(mén)搖臂,從而控制氣門(mén)的開(kāi)關(guān);
凸輪軸離開(kāi)搖臂后,由于彈簧的作用氣門(mén)會(huì)關(guān)閉,而凸輪再次壓迫搖臂,氣門(mén)打開(kāi)。此外,會(huì)有VVT、VVL等技術(shù)可以控制氣門(mén)開(kāi)啟關(guān)閉的時(shí)間長(zhǎng)短、開(kāi)啟時(shí)間、升程等,這是后話。
OHV跟OHC不同,OHV的凸輪軸有可能位于發(fā)動(dòng)機(jī)的中部或者發(fā)動(dòng)機(jī)下方,同樣是通過(guò)曲軸帶動(dòng)。
例如雪佛蘭LS3發(fā)動(dòng)機(jī),該發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸和曲軸用齒輪咬合在一起,而它們之間的傳動(dòng)比是2:1,也就是曲軸每轉(zhuǎn)2圈,凸輪軸旋轉(zhuǎn)1圈。曲軸帶動(dòng)凸輪軸旋轉(zhuǎn),凸輪軸上的凸輪就會(huì)打開(kāi)和關(guān)閉氣門(mén)。
和凸輪軸的凸輪接觸的是凸輪隨動(dòng)件,可以稱之為接頭或者氣門(mén)挺柱,它也會(huì)隨著凸輪的形線運(yùn)動(dòng),所以當(dāng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí),凸輪就迫使挺柱抬起,跟氣門(mén)搖臂是類似的工作邏輯。
挺柱會(huì)帶動(dòng)推桿而上下運(yùn)動(dòng),推桿的另一端會(huì)推動(dòng)氣門(mén)搖臂,這樣就使得氣門(mén)打開(kāi),氣門(mén)搖臂類似杠桿結(jié)構(gòu),挺桿推動(dòng)一邊,另一邊隨之運(yùn)動(dòng)。
氣門(mén)懸浮現(xiàn)象
造成這個(gè)現(xiàn)象是因?yàn)橐坏┌l(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入高轉(zhuǎn)速狀態(tài),這套機(jī)構(gòu)上的零件就會(huì)產(chǎn)生快速的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
也正是因?yàn)檫@是往復(fù)性部件,而不是旋轉(zhuǎn)性的,運(yùn)動(dòng)的速度會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的提高而提高,同時(shí)也會(huì)開(kāi)始做高速的往復(fù)運(yùn)動(dòng),不斷改變運(yùn)動(dòng)的方向。
而這個(gè)機(jī)構(gòu)中唯一能讓氣門(mén)運(yùn)動(dòng)和凸輪形線保持一直的零件就是彈簧,當(dāng)凸輪的形線經(jīng)過(guò)峰頂回到底部時(shí),彈簧會(huì)迫使氣門(mén)關(guān)閉。
所以彈簧要負(fù)責(zé)將整個(gè)機(jī)構(gòu)保持和凸輪一直接觸在一起,而一旦轉(zhuǎn)速過(guò)高,因?yàn)橥鶑?fù)慣性的存在,氣門(mén)彈簧將無(wú)法保持氣門(mén)和凸輪運(yùn)動(dòng)的一致性,因此在某些時(shí)刻,挺柱會(huì)無(wú)法完美貼合凸輪的形線運(yùn)行,因?yàn)閺椈蔁o(wú)法跟上發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的節(jié)奏。
此外,這套機(jī)構(gòu)上所有的零件自身都有重量,都存在往復(fù)慣性,當(dāng)慣性朝著打開(kāi)氣門(mén)的方向時(shí),氣門(mén)彈簧獨(dú)自對(duì)抗著這個(gè)慣性,如果彈簧無(wú)法快速克服這個(gè)慣性把所有零件回位,就意味著挺柱無(wú)法完美和凸輪貼合,這就是氣門(mén)懸浮現(xiàn)象。