连续可变气门升程，最高效，动力损失最小

秋水天长

一种发动机气门连续改变技术，特别是可以同时改变气门升程、配气相位和气门正时，而且是连续改变的技术。
专利申请号201410279988.x  专利申请人：贾开继  联系电话：13312199205


工作原理：当发动机启动后，ECU会根据驾驶员的意图（踩油门大小），由伺服电机控制偏心调整轴，调整气门开启大小，并且由气门开启大小控制进气量（代替节气门的作用），而节气门只起到稳定怠速和应急的作用，汽车行驶中节气门会常开。



伺服电机控制偏心调整轴
技术方案：用一根曲轴，下轴作定轴，安装在缸盖上，与摇臂滚子未做功时同轴心，上轴作动轴，上有带输出凸轮的轴套，由两根偏心轴分别由连杆连接到动轴与轴套，连接到动轴的作调整轴，连接到轴套的作凸轮轴。凸轮轴的旋转由连杆带动轴套往复运动。调整轴的旋转带动曲轴动轴远离或靠近偏心凸轮轴，而当远离偏心凸轮轴时，轴套上的输出凸轮会更晚的接触摇臂滚子。当靠近偏心凸轮轴时输出凸轮会更早的接触摇臂滚子，并且在摇臂滚子上运动的时间更长，距离更远，因此相位角会更大且气门的行程会更长。
本技术能够弱化节气门作用，直接由偏心调节轴控制气门升程，同时达到控制进气量的目的。由于本技术为升程屏蔽式，所以在增大气门行程的同时会不断增大相位角，而气门的正时是随着相位角的增大而改变的，这一过程是同步的，不能单独改变其中一项。若调校中需要单独改变正时则需另配可变正时机构。

原理图1

原理图2

原理图3

本技术结构简单，凸轮机构仅由偏心轴带动轴套组成，且调节机构不参与凸轮机构的运转，这样在最大程度减少发动机动力损耗。轴套与输出凸轮刚性连接，无需回位机构，不受发动机转速影响，极大的提高了运转的稳定性。
调节机构的原理与BMW第二代电子气门相同，均为摇臂滚子中心式
德国钢铁巨头蒂森克虏伯设计制造的连续可变升程系统同样采用调节曲轴作为调节轴，且为摇臂滚子中心式。

通过调节机构调整轴套与偏心凸轮轴的距离可以改变输出凸轮往复运动的角度（蓝色部分为运转角度）。以此达到改变升程的目的。
普通发动机的固定相位角

不固定相位角的连续可变升程：
当驾驶员提速时会深踩油门，此时的可变升程会根据驾驶员的意图（油门大小）增大气门升程及持续期（即相位角），气门升程增加会增大进气量。进气提前角增加会加大气门重叠角，迟后角增加会减小泵吸损失。（提前角与迟后角间的调整需VVT配合）
当驾驶员减速时会减小油门，此时升程会变小，减少进气，同时增强进气涡流强度，增加缸内紊流，提高燃烧速度，增加发动机低速扭矩
  本技术安装简单，只需对缸盖小幅改动
与同类技术的比较

使用偏心轴最大程度减小气门开启时的振动及噪音，同时无需回位弹簧，且不受转速影响。
上图为丰田的连续可变升程系统，此系统需要回位机构，且结构复杂，加工制作难度高，中间机构随凸轮机构运转，动力损失大。
经济效益：
可变气门升程可在发动机不同转速下匹配合适的气门升程，使得低转速下扭矩充沛，而高转速时马力强劲。低转速、小负荷时使用较小的气门升程，这样有利于增强进气涡流强度，增加缸内紊流，提高燃烧速度，增加发动机低速扭矩，改善冷启动和降低油耗。而高转速、大负荷时使用较大的气门升程，减少气门节流损失，提高充气效率，能够显著提高进气量，进而提升高转速、大负荷时的功率输出并能降低发动机的燃油消耗，提高燃油经济性，降低HC、NOx的排放。
那么可变升程技术到底提升多少动力，又能节能多少呢，下面我们看一下国外企业的具体数字
丰田公司表示在未来，该技术将全面提升丰田汽油发动机的性能，油耗可降低5％至10％（取决于行驶状况）；减少二氧化碳排放；动力输出至少提升10％，响应更敏捷。
宝马公司则通过优化燃油／空气混合过程，Valvetronic电子气门最多能够节省百分之十的燃油（以ECE驾驶标准为准）。此外，Valvetronic电子气门还可改善冷起动能力，降低废气排放并提供更平稳迅捷的动力输出。  
而我国自2013年2月1日起，北京市在全国率先开始执行北京第五阶段机动车排放标准。全国将于2018年1月1日起实施第五阶段国家机动车排放标准，在国务院提出的十条措施中，第七条措施为，用法律、标准倒逼产业转型升级。那么可变升程技术的应用将会具有重大意义

社会意义：
随着全球不可再生资源的日益消耗、全球变暖、大气污染等原因，世界各国纷纷致力于节能环保及新能源领域的开发利用，对于传统能源更是提出苛刻的环保排放标准，而连续可变升程技术不仅提高发动机动力更对节能环保有巨大作用，除此之外，装配了连续可变升程技术的发动机在提高了性能的同时能够提高品牌竞争力及美誉度，能够极大的缩短与世界上先进发动机之间的差距。

应用前景：
虽然新能源汽车层出不穷，但大部分还是要用到发动机，例如油电混合，因受制于电池电量，续航里程，充电时间充电地点等原因，目前纯电动汽车还只能用于短途行驶，而混合动力才是目前阶段新能源的主角，高效的发动机依然是未来几十年必不可少的。
在汽车进气系统中，早在1989年本田汽车就研发出两段式可变升程系统，并使发动机在高低速下均能达到最高效率。而后在2001年宝马汽车发布电子气门，作为内燃机领域里的一次革命性的创新而倍受赞誉。“电子气门”技术可以在保证汽车性能不受影响的前提下大大降低油耗，并且可以大大减少二氧化碳排放量。
由此我们可以看出，可变升程技术不仅提高发动机动力，而且对节能环保起到巨大作用，在国内车企中目前仅有比亚迪汽车配备两段式可变升程技术，而连续可变气门升程能达到全工况最佳气门升程，因此连续可变气门升程技术才是未来发动机进气系统的发展方向。

关于米勒循环的一些设想
在节能环保大行其道的今天，各种新能源汽车层出不穷，其中油电混合动力更是目前各个厂家纷纷致力研究的方向，而米勒循环更是凭借其出色的燃油经济性倍受青睐，不过低速扭矩差，升功率低，限制了其只在转速的中间阶段才能有效发挥动力，因此米勒循环发动机一般只应用在重度混合的发动机上。

    那么能不能在高低速使用奥托循环，中段转速使用米勒循环呢，如此即使不在混合动力发动机上也能发挥米勒循环发动机的节油效果。

    米勒循环的本质就是膨胀比大于压缩比，因此进气门需要一个较大的迟后角，而较大的迟后角会带来较大的气门升程，因此在进入米勒循环的时候由偏心调整轴调整到合适的相位角，同时由节气门控制进气量。节气门平时处于常开的状态，由气门升程控制进气量，一旦时机适合进入米勒循环则由节气门控制进气量，气门升程稳定相位角，而当发动机负荷起伏较大时，节气门迅速打开，同时改由气门升程控制进气量，以此发动机能够迅速的在米勒循环与奥托循环之间切换。

米勒循环时，由节气门控制进气量，气门升程稳定相位角

秋水天长

由低升程至高升程GIF






不固定相位角的连续可变升程：
当驾驶员提速时会深踩油门，此时的可变升程会根据驾驶员的意图（油门大小）增大气门升程及持续期（即相位角），气门升程增加会增大进气量。进气提前角增加会加大气门重叠角，迟后角增加会减小泵吸损失。（提前角与迟后角间的调整需VVT配合）
当驾驶员减速时会减小油门，此时升程会变小，减少进气，同时增强进气涡流强度，增加缸内紊流，提高燃烧速度，增加发动机低速扭矩

秋水天长

希望大神们能提出宝贵意见，谢谢

秋水天长

传统的发动机：中低速时由于节气门节流，进气歧管内气压低，由于要向燃烧室吸气，活塞的负载加大。
连续可变升程发动机：节气门开启，进气歧管内有足够的气压，由于无节气门阻力，有足够的气体进入燃烧室，活塞不产生负压。

秋水天长