
汽车电子气门的革新与未来趋势
面对日益严峻的能源与环境危机,各大汽车制造商面临的重要问题便是如何提高内燃机发动机的效率并降低排放。关键解决方案在于发动机技术的持续创新。发动机作为汽车的心脏,如何提升其动力性能、降低油耗以及减少废放成为当前研究的热点。而VVT可变气门相位和升程进气系统虽然拥有复杂的凸轮轴配气机构,但未来的进气系统能否进一步简化、提高进气效率呢?
Valeo公司为我们带来了答案——e-Valve系统。这一先进的进气系统在设计中仅保留了气门,彻底改变了传统凸轮轴控制气门开关的方式。取而代之的是电磁系统,该系统根据曲轴的位置信号单独控制每个气门。这种创新的弹性气门控制系统具有类似于现代可变气门正时系统的功能,可以精确调整气门开启的时间和角度。其独特之处在于,如同日产的VVEL系统,通过精确控制气门升程来实现对进气的精准管理。
e-Valve系统的优势不仅在于满足驾驶者的需求,发挥发动机的最大效率,同时更在降低油耗和减少排放方面表现出色。据研究,在混合工况下,Valeo的e-Valve技术可以降低汽车油耗和排放达5%-20%。这一系统还可以显著增加发动机在低速时的扭矩,提升驾驶的舒适性和乐趣。
e-Valve系统的操作原理十分独特。每个气门由两个弹簧和两个磁体协同工作。两个弹簧相互对抗,一个负责打开气门,另一个则负责关闭。而磁体则抓住气门杆上的控制盘,通过上下磁体的作用实现气门的开启和关闭。整个系统的气门运动由电子管理系统——气门控制单元统一指挥,该系统集成了转换器、冷却系统等先进功能。这一创新设计使得发动机不再需要节气门,从而有效减小或消除发动机在低转速时的进气负压,降低燃油消耗。发动机的怠速运转也更加平稳。
e-Valve系统赋予了发动机气门更广泛的表现空间,使发动机在低速时的扭矩更出色,性能更佳,排放更低。例如,当希望大排量发动机以更经济的模式运行时,只需简单关闭相应汽缸的气门,即可实现发动机效率的提升和油耗的降低。
每个e-Valve系统的气门都配备有专门的执行器,通过磁体和弹簧实现精准控制。在气门开启的过程中,上部磁体释放气门,弹簧的能量推动气门打开。下部磁体则负责保持气门在适当的时间打开,并压缩弹簧以完成关闭动作。这一系统在发动机低转速时,气门的开关速度更快,减少了进气损失。该系统也存在一定的不足,例如当气门在上下移动时会产生一定的噪声,但总体而言,这一创新技术为汽车的发展带来了诸多益处,不仅提高了发动机的热效率,增加了进气量以降低废放,而且还由于简化了配气系统而降低了发动机的重量和体积,为汽车设计提供了更多的可能性。
