平顺呼吸 解读可变气门正时/升程技术

——菲亚特Multiair电控液压进气系统

    前面说到的Valvetronic和VVEL的结构相对来说比较复杂，而且复杂的配气机构也会在一定程度上增加制造成本。然而菲亚特的Multiair电控液压进气系统却采用了一种相对独特的手段实现了气门升程的无级调节，在技术上可谓另辟蹊径。

    Multiair最大的特点就是开创性的使用了电控液压控制系统来驱动气门的正时和升程，虽然发动机为每缸4气门的结构，但是却取消了进气门一侧凸轮轴，排气门侧的凸轮轴通过液压机构来驱动进气门。

    Multiair系统的工作原理要直接得多，而且结构相对简单。进气门由一个活塞、液压腔和电磁阀气门上方设计有一个液压腔，液压腔一端与电磁阀相连，电磁阀则通过ECU信号，根据工况的不同适时调节流向液压腔内的油量。由凸轮轴驱动的活塞通过推动液压腔内的油液，控制气门的开启。系统只需要控制液压腔内的油量的多少即可以完成对气门升程的无级可调。

    简单的结构不仅可以减小整个配气机构的惯性，而且在高速运转时，能量的损失也更小，而且电控加液压的配合方式还让Multiair系统拥有极快的响应速度，因此可以实现在一个冲程内多次开启气门的模式，使得在怠速和低负荷工况下拥有更高的燃烧效率。然而Multiair最大的优势在于成本，由于配气机构相对简单，整套Multiair系统也不需要太高的成本，因此这项技术可以更好的向中低端车型覆盖。

——Cam-in-Cam凸轮轴

   这套机构是零部件制造商马勒公司提出的一项新的凸轮轴方案。这与以上介绍的几种系统都有所不同，这项技术简单的说就是将一个凸轮轴上再套上另外一个凸轮轴，而且二者之间可以旋转40度，这样就在一根凸轮轴上实现了进、排气门不同的开闭时间。

    在每缸4气门的发动机上，通过这一根凸轮轴即可实现对进、排气门正时的控制，这就大大降低了空间结构的限制。这套凸轮轴装置使同一气缸的两个进气门之间的相位角不同，在吸气冲程中，一个气缸内的两个进气门由于有相位角，从而实现了进气门的早开或者迟闭，排气门也同样如此。

    在高转速区域，让两根凸轮轴之间产生较大的相位差来实现较大的气门重叠角，从而降低气体交换过程中的损失。在低转速区域，缩小两根凸轮轴之间的相位差，也就缩小了排气门的开启时间，对于涡轮增压发动机来说，这也降低了邻近气缸在废气排放时的互相妨碍。这项设计的巧妙之处在于将进、排气门正时的控制和调节集成在了一根凸轮轴上，用相对简单的结构和原理实现了同样的功能。

全文总结：

    如何提高进、排气效率是对传统内燃机效率提升的一个重要方向和手段。随着时间的推移，气门控制技术也在一步一个脚印的向前发展。从最早的本田vtec技术实现了气门升程的分段可调，到BMW的Valvetronic气门升程无级可调，再到菲亚特的Multiair电控液压气门技术。技术人员始终在利用更简单的原理来实现更为出色的性能。虽然可变气门正时技术已经得到大规模普及，但是可变气门升程技术由于成本等诸多原因，还无法得到大规模应用。但是搭配了可变气门正时和升程技术，无疑可以将发动机的动力、经济性、排放以及平顺性提升到一个新的高度。