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                                                      多氣門發動機

                                                      文字:[大][中][小] 2015-9-16    瀏覽次數:8660    
                                                             1886年1月29日,德國人卡爾·本茨將自己研制的四沖單缸燃油發動機裝上了一輛三輪的車子并獲得專利權,世界從這一天開始才真正有了汽車??梢哉f,是發動機創造了汽車。發動機的基本構造(如圖)是由氣缸1、活塞2、連桿3、曲軸4等主要機件組成,每一個氣缸至少有兩個氣門,一個進氣門(藍色)和一個排氣門(橙色)。
                                                             氣門裝置是發動機配氣機構的一個組成部分,在發動機工作起非常重要的作用。燃油發動機的工作運轉由進氣,壓縮,作功和排氣四個工作過程組成。要使發動機連續運轉就必須使這四個工作過程周而復始,順序定時地循環工作。其中的兩個工作過程,進氣和排氣過程,需要依靠發動機的配氣機構準確地按照各氣缸的工作順序輸送可燃混合氣,以及排出燃燒后的廢氣。另外的兩個工作過程,壓縮和作功過程,則必須隔絕氣缸燃燒室與外界進排氣通道,不讓氣體外泄以保證發動機正常地工作。負責上述工作的機件就是配氣機構中的氣門。它好比人的呼吸器官,吸進呼出,缺它不可。

                                                            

                                                             隨著技術的發展,汽車發動機的轉速已經越來越高,現代轎車發動機的轉速一般可達每分鐘5500轉以上,完成四個工作過程只需0.005秒時間,傳統的兩氣門已經不能勝任在這么短促的時間內完成換氣工作,限制了發動機性能的提高。解決這個問題的方法只能是擴大氣體出入的空間。換句話就是用空間換取時間。多氣門技術是解決問題的最好方法,直至80年代推廣多氣門技術才使發動機的整體質量有了一次質的飛躍。多氣門發動機是指每一個氣缸的氣門數目超過兩個,即兩個進氣門和一個排氣門的三氣門式;兩個進氣門和兩個排氣門的四氣門式;三個進氣門和兩個排氣門的五氣門式。

                                                             目前轎車上的多氣門發動機多是四氣門式的。四缸發動機有16個氣門,6氣缸發動機有24個氣門,8氣缸發動機就有32個氣門。例如日本凌志LS400型轎車的發動機就是8缸32個氣門。增加了氣門數目就要增加相應的配氣機構裝置,構造比較復雜,一般由兩支頂置式凸輪軸來控制排列在氣缸燃燒室中心線兩側的氣門。氣門布置在氣缸燃燒室中心兩側傾斜的位置上,是為了盡量擴大氣門頭的直徑,加大氣流通過面積,改善換氣性能,形成一個火花塞位于中央的緊湊型燃燒室,有利于混合氣的迅速燃燒。
                                                             有人提出疑問,既然氣門多好,為什么見不到一缸6氣門以上的發動機?熱力學有一個叫“簾區”的概念,指氣門的園周乘以氣門的升程,即氣門開啟的空間?!昂焻^”越大說明氣門開啟的空間越大,進氣量也就越大。以奧迪100型轎車的發動機為例,它的四氣門“簾區”值比兩氣門的“簾區”值,在進氣狀態時要大一半,在排氣狀態時要大百分之七十。當然,每一個事物都有它的一定適用范圍,并不是說氣門越多“簾區”值就越大,據專家計算當每個氣缸的氣門增加到六個時,“簾區”值反而會下降了,而且氣門越多機構越復雜,成本就越大。因此,目前轎車的多氣門燃油發動機的每個氣缸的氣門數目都是三至五個,其中又以四個氣門最為普遍。
                                                             以汽油發動機為例,多氣門發動機與傳統的兩氣門發動機比較,前者能吸進更多的空氣來混合燃油燃燒作功,節省燃油,更快地排出廢氣,排放污染少,能提高發動機的功率和降低噪音的優點,符合優化環境和節省能源的發展方向,所以多氣門技術能迅速推廣開來。
                                                             當年多氣門燃油發動機開始興起的時候,有些人認為它有一個技術上的缺陷低速運轉不暢順,德國著名的波爾舍汽車公司就持有這樣的看法。隨著技術上的不斷改進,多氣門燃氣發動機的這種技術缺陷也逐步克服了。近幾年波爾舍汽車公司的944S2型轎車裝用了四缸四氣門發動機,現在,全世界幾乎所有的中高級轎車都裝備多氣門燃油發動機。
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