多氣門發(fā)動機(jī),多氣門發(fā)動機(jī)是什么意思

多氣門發(fā)動機(jī),多氣門發(fā)動機(jī)是什么意思

多氣門　

　傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)多是每缸一個進(jìn)氣門和一個排氣門，這種二氣門配氣機(jī)構(gòu)相對比較簡單，制造成本也低，對于輸出功率要求不太高的普通發(fā)動機(jī)來說，就能獲得較為滿意的發(fā)動機(jī)輸出功率與扭矩性能。排量較大、功率較大的發(fā)動機(jī)要采用多氣門技術(shù)二最簡單的多氣門技術(shù)是三氣門結(jié)構(gòu)，即在一進(jìn)一排的二氣門結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上再加上一個進(jìn)氣門。近年來，世界各大汽車公司新開發(fā)的轎車大多采用四氣門結(jié)構(gòu)。四氣門配氣機(jī)構(gòu)中，每個氣缸各有兩個進(jìn)氣門和兩個排氣門。四氣門結(jié)構(gòu)能大幅度提高發(fā)動機(jī)的吸氣、排氣效率，新款轎車大都采用四氣門技術(shù)。

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(fā)動機(jī)裝上了一輛三輪的車子并獲得專利權(quán)，世界從這一天開始才真正有了汽車?？梢哉f，是發(fā)動機(jī)創(chuàng)造了汽車。發(fā)動機(jī)的基本構(gòu)造(如圖)是由氣缸1、活塞2、連桿3、曲軸4等主要機(jī)件組成，每一個氣缸至少有兩個氣門，一個進(jìn)氣門(藍(lán)色)和一個排氣門(橙色)。
氣門裝置是發(fā)動機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的一個組成部分，在發(fā)動機(jī)工作起非常重要的作用。燃油發(fā)動機(jī)的工作運(yùn)轉(zhuǎn)由進(jìn)氣，壓縮，作功和排氣四個工作過程組成。要使發(fā)動機(jī)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)就必須使這四個工作過程周而復(fù)始，順序定時地循環(huán)工作。
其中的兩個工作過程，進(jìn)氣和排氣過程，需要依靠發(fā)動機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確地按照各氣缸的工作順序輸送可燃混合氣(汽油發(fā)動機(jī))或新鮮空氣(柴油發(fā)動機(jī))，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(jìn)排氣通道，不讓氣體外泄以保證發(fā)動機(jī)正常地工作。負(fù)責(zé)上述工作的機(jī)件就是配氣機(jī)構(gòu)中的氣門。它好比人的呼吸器官，吸進(jìn)呼出，缺它不可。
隨著技術(shù)的發(fā)展，汽車發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速已經(jīng)越來越高，現(xiàn)代轎車發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速一般可達(dá)每分鐘5500轉(zhuǎn)以上，完成四個工作過程只需0.005秒時間，傳統(tǒng)的兩氣門已經(jīng)不能勝任在這么短促的時間內(nèi)完成換氣工作，限制了發(fā)動機(jī)性能的提高。解決這個問題的方法只能是擴(kuò)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(shù)是解決問題的最好方法，直至80年代推廣多氣門技術(shù)才使發(fā)動機(jī)的整體質(zhì)量有了一次質(zhì)的飛躍。

多氣門發(fā)動機(jī)是指每一個氣缸的氣門數(shù)目超過兩個，即兩個進(jìn)氣門和一個排氣門的三氣門式；兩個進(jìn)氣門和兩個排氣門的四氣門式；三個進(jìn)氣門和兩個排氣門的五氣門式。 目前轎車上的多氣門發(fā)動機(jī)多是四氣門式的。四缸發(fā)動機(jī)有16個氣門，6氣缸發(fā)動機(jī)有24個氣門，8氣缸發(fā)動機(jī)就有32個氣門。例如日本凌志LS400型轎車的發(fā)動機(jī)就是8缸32個氣門。增加了氣門數(shù)目就要增加相應(yīng)的配氣機(jī)構(gòu)裝置，構(gòu)造比較復(fù)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(cè)的氣門。氣門布置在氣缸燃燒室中心兩側(cè)傾斜的位置上，是為了盡量擴(kuò)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(fā)動機(jī)？熱力學(xué)有一個叫“簾區(qū)”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^(qū)”越大說明氣門開啟的空間越大，進(jìn)氣量也就越大。以奧迪100型轎車的發(fā)動機(jī)為例，它的四氣門“簾區(qū)”值比兩氣門的“簾區(qū)”值，在進(jìn)氣狀態(tài)時要大一半，在排氣狀態(tài)時要大百分之七十。當(dāng)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(qū)”值就越大，據(jù)專家計算當(dāng)每個氣缸的氣門增加到六個時，“簾區(qū)”值反而會下降了，而且氣門越多機(jī)構(gòu)越復(fù)雜，成本就越大。因此，目前轎車的多氣門燃油發(fā)動機(jī)的每個氣缸的氣門數(shù)目都是三至五個，其中又以四個氣門最為普遍。
以汽油發(fā)動機(jī)為例，多氣門發(fā)動機(jī)與傳統(tǒng)的兩氣門發(fā)動機(jī)比較，前者能吸進(jìn)更多的空氣來混合燃油燃燒作功，節(jié)省燃油，更快地排出廢氣，排放污染少，能提高發(fā)動機(jī)的功率和降低噪音的優(yōu)點(diǎn)，符合優(yōu)化環(huán)境和節(jié)省能源的發(fā)展方向，所以多氣門技術(shù)能迅速推廣開來。
當(dāng)年多氣門燃油發(fā)動機(jī)開始興起的時候，有些人認(rèn)為它有一個技術(shù)上的缺陷低速運(yùn)轉(zhuǎn)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(shù)上的不斷改進(jìn)，多氣門燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的這種技術(shù)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(fā)動機(jī)，現(xiàn)在，全世界幾乎所有的中高級轎車都裝備多氣門燃油發(fā)動機(jī)。