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不管是汽油发动机还是柴油发动机,都需要空气的助燃作用,而负责发动机进排气的装置,就是发动机的配气机构。今天,我们就来聊聊与发动机配气机构有关的那点事。

配气机构是个什么机构?

总的来说,配气机构是由气门组和气门传动装置组成。其中气门组包括气门导管、气门弹簧、气门油封、气门弹簧座等装置,主是用来构成气门组件。而气门传动装置,则包括凸轮轴、正时齿轮、推杆、摇臂,主要用来帮助气门完成其进排气过程。

至于其工作原理,简单地说就是当我们踩下油门踏板的时候,油门踏板连接节气门的电子控制单元(发动机电脑ECU),ECU收到信号后对气门凸轮轴发出指令,气门凸轮轴带动顶端的凸轮旋转一定的角度,凸轮又带动气门推杆运动,摇臂在气门推杆的作用下下压弹簧座,在下压作用下实现气门的进排气过程,如此往复完成进排气循环。这里要请大家注意的是,凸轮在凸轮轴的作用下转动一定角度,下文将会对此进行着重分析。简而言之可以说气门组负责进排气,气门传动组负责帮助进排气。


宝马的VANOS系统是什么鬼?

说起这个话题,相信很多朋友,特别是为数众多的宝马车主们,都应该记得这样一件事。“自2014年6月18日起,召回以下部分装配有N52K、N52T、N55发动机的汽车,共计232,098辆”。宝马两年前的这次召回,原因正是发动机配气机构进气门上的一颗螺栓断裂导致发动机无法正常工作




但是,为什么螺栓会断裂?还是先让我们一起来看看,宝马的VANOS系统到底是个什么鬼?


宝马VANOS系统的全称,是全称为可变凸轮轴正时控制系统,它跟丰田的VVT-i、通用的DVVT等,在本质上并没有太大的却别。由于进、排气都由VANOS控制,也叫双(Double)VANOS,其工作原理是发动机电脑控制VANOS电磁阀的关闭让机油进入VANOS调节装置,也就是凸轮轴的链轮,通过机油的压力来实现微调凸轮轴角度,从而控制进、排气门开启的量。可是作为一家以发动机闻名的车企,宝马在传统的可变正时系统的基础上开发了一个由电机控制进气门升程的机构,英文名为“Valvetronic”。这个机构基本是由一个蜗杆式的伺服电机和一根偏心轴,还有一些其他的元件构成,上图中有它的工作原理,可以看出“Valvetronic”直接作用在进气门上来改变开启距离,也可以说它可以完全代替节气门的作用,正因如此宝马是目前唯一能将正时控制系控做到连续可变。这次召回中的3款发动机除了“双VANOS”凸轮轴调节装置,都装配了宝马的核心技术“Valvetronic”电子调节气门升程。

基于这两点,此列召回发动机的配气工作方式与一般的配气机构有一些微妙的不同,除了传统式的可变正时,在进气机构里还加入了“Valvetronic”系统。当伺服电机转动时,偏心轴转动,带动气门推杆的上下运动,摇臂在气门推杆的作用下下压进气门拉杆实现加大进气量。

宝马到底“病”起何处?

这两个系统看上去很美!但也正是因此,发动机应用了这些系统的宝马故障频出。那么,宝马到底“病”起何处?

前面提到宝马的配气机构是可变凸轮轴正时系统,对于一向喜欢“高人一等”的宝马来说,为了追求更大的动力,加入了“Valvetronic”系统,这样由电机带着偏心轮轴推动推杆上下运动的时候,必然会引起两个结果:当推杆下降时由于偏心作用进气门的升程被加大,气门开启时间延长,入气量更大;而当气门推杆向上运动时,同样是进气门升程减小,气门开启时间缩短。宝马的设计堪称精妙,这样提高了工作效率,增强了动力输出,增加了燃油经济性,可说是“一箭三雕”。然而,一个细节是气门升程的增加和开启时间的延长,势必引起气门处的压力过大。

相信到这里一些老司机已经看出了个中端倪,任何材料都有它自己的应力极限,当气门长期处于超高温高压下工作时,气门顶部的固定螺栓就容易发生塑性变形出现松动现象,长此以往螺栓就发生断裂引起气门封闭不严,发动机油压报警装置检测到发动机异常,系统则发出指令,令发动机停止工作。

因此,我们认为,螺栓断裂其实是个表相,而真正的原因是VANOS系统设计上存在缺陷,气门升程的增加和开启时间延长,才是宝马发动机屡发故障的真正原因。

当然,也可能会有朋友说是螺栓材料使用不合格,或气门堵塞等说法导致的气门螺栓断裂,这样的说法看起来似乎不无道理,但从众多事故车的综合表现来看,宝马为了刻意追求高强度的动力输出,强行增大气门升程而忽略了气门螺栓的承压能力,导致螺栓断裂的可能性更强。

让车主忧惧丛生的宝马,真的“病”得不轻!

但是,这样的召回,居然大摇大摆地通过了。而且,之前是死活都不肯召回的。

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