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奧迪的可變氣門升程系統(tǒng)（AVS）是怎樣控制進氣的？

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2022-06-08

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奧迪可變氣門升程系統(tǒng)針對汽油發(fā)動機進氣門正時和升程進行控制，此技術(shù)率先導入奧迪 2. 8L 和 3. 2L FSI V6 發(fā)動機，并搭載于 A4、 A5、 A6 和 A8 等車款。在 2008 年 6 月，奧迪正式推出采用 AVS 可變氣門升程系統(tǒng)的直列四缸發(fā)動機版本。（1）奧迪 AVS 結(jié)構(gòu) 常見的 VVT 可變氣門正時系統(tǒng)，僅能調(diào)整進氣門或者進排氣門的開啟時間；而奧迪 AVS 則如同本田 i - VTEC 系統(tǒng)一樣可以進一步控制進氣門的開啟升程。奧迪可變氣門升程系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)與本田 i - VTEC 略有不同，在負責控制進氣門的凸輪軸上具備兩組不同角度的凸輪和負責改變升程的螺旋溝槽套筒。螺旋溝槽套筒由電磁驅(qū)動器控制，以切換使用兩組不同凸輪，改變進氣門的開啟升程。奧迪的可變氣門升程系統(tǒng)為每個進氣門設(shè)計了兩組不同角度的凸輪，同時在凸輪軸上安裝有螺旋溝槽套筒。螺旋溝槽套筒由電磁驅(qū)動器控制，用以切換兩組不同的凸輪，從而改變進氣門的升程，凸輪軸內(nèi)有一個彈簧加載鋼球，它用于在部分負荷和全負荷位置來給凸輪塊定位（止動）。每個凸輪塊上有一對凸輪，這一對凸輪只驅(qū)動一個進氣門。凸輪的特殊外形就可以對發(fā) 動機特性曲線產(chǎn)生影響。較大的凸輪外形可以使得發(fā)動機工作具有運動特性。較小的凸輪外形顯示出奧迪氣門升程系統(tǒng)的優(yōu)點。在部分負荷時（采用較小的凸輪外形），氣門開啟是不對稱的。一方面是因為凸輪的形狀使得一個進氣門比另一個進氣門開啟得大（2mm 和 5. 7mm），另一方面是因為較小凸輪外形的氣門開啟時間也是不同的。另外，氣門小升程的凸輪形狀是按照讓進氣門同時打開這一原則來設(shè)計的。但第二個氣門的關(guān)閉卻稍晚。再加上缸蓋中進氣門特殊的遮蔽形狀，就可使得吸入燃燒室的氣體呈高流速和旋轉(zhuǎn)運動狀態(tài)。另外，這些新吸入的氣體通過 FSI 專用活塞形狀就形成了圓筒狀運動（滾流進氣）。這種特殊的組合就使得噴射出的燃油獲得了極佳的混合效果。正是這個原因，就不再使用進氣歧管翻板了。（2）奧迪 AVS 工作過程奧迪可變氣門升程系統(tǒng)的工作過程，發(fā)動機在高負載的情況下， AVS 將螺旋溝槽套筒向右推動 7mm，使角度較大的凸輪得以推動氣門。在此情況下，氣門升程可達到 11mm，以提供燃燒室最佳的進氣流量和進氣流速，實現(xiàn)更加強勁的動力輸出。而在發(fā)動機低負載的情況下，為了追求發(fā)動機節(jié)油性能， AVS 則將凸輪推至左側(cè)，以較小的凸輪推動氣門頂桿。此時氣門升程可在 2 ～ 5. 7mm 進行調(diào)整，由于采用不對稱的進氣升程設(shè)計，所以空氣以螺旋方式進入燃燒室；在搭配特殊外廓的燃燒室和活塞頭設(shè)計，可讓氣缸內(nèi)的油氣混合狀態(tài)進一步優(yōu)化。奧迪可變氣門升程系統(tǒng)可以在 700 ～ 4000r/ min 轉(zhuǎn)速之間工作， AVS 的最大優(yōu)點在于可降低 7% 的油耗。特別是以中轉(zhuǎn)速域進行定速巡航時， AVS 的節(jié)油效果最為明顯。在 AVS 的輔助下，氣缸的進氣流量控制程度較以往更為精準。一般發(fā)動機僅由節(jié)氣門來控制進氣流量，在低負載的情況下，節(jié)氣門不完全開啟所形成的空氣阻力，往往會造成不必要的泵損。而應(yīng)用 AVS 后，即使在低負載的情況下，節(jié)氣門也能維持全開，由 AVS 精確控制進氣流量。奧迪還將持續(xù)進行 AVS 的研發(fā)工作，未來 AVS 有望具備氣缸管理功能，在低負載的情形下可以關(guān)閉部分氣缸降低油耗。這套系統(tǒng)中還有一個設(shè)計細節(jié)需要注意，那就是兩個進氣門無論是在普通凸輪還是高角度凸輪下的相位和升程是有差別的，也就是說，兩個進氣門開啟和關(guān)閉的時間以及升程并不相同。這種不對稱的進氣設(shè)計是為了讓空氣在流經(jīng)兩個進氣門后，同時配合特殊造型的燃燒室和活塞頭，可以令混合氣在氣缸內(nèi)實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)和紊流，進一步優(yōu)化混合氣的狀態(tài)。兩條綠線是普通凸輪的輪廓線，兩條黃線是高角度凸輪的輪廓線。可以看到，驅(qū)動同一氣缸內(nèi)兩個進氣門的凸輪在升程和相位上也存在差別。奧迪這套系統(tǒng)的氣門升程依然是兩段式的，沒有做到氣門升程的無級調(diào)節(jié)，所以對進氣流量的控制還不夠精確。然而一個巧妙之處在于對同一氣缸內(nèi)兩個進氣門采用不同步的開啟和關(guān)閉時間，從而實現(xiàn)油、氣的充分混合。: 回答者：hdhdg

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