汽車新技術－不用凸輪驅動的電子氣門控制技術

隨著能源與環境危機感的不斷加劇，提高當前內燃機發動機效率和減少排放是各大汽車廠商面對的問題，而其問題的關鍵所在就是發動機技術的革新。發動機是汽車的動力源泉，如何提高其動力、降低油耗和減少廢氣排放是所有汽車制造商正在花費巨大精力研究的課題。VVT可變氣門相位和升程進氣系統同樣有著工藝復雜的凸輪軸配氣機構，將來的進氣系統能否再精簡、進氣效率更高？

Valeo公司給出了肯定的答案——e-Valve。未來的進氣系統只留下了氣門，打開和關閉氣門不再由凸輪軸控制，而是電磁系統依靠曲軸的位置信號單獨控制每一個氣門。這種彈性氣門控制系統的氣門正時調節很像今天流行的可變氣門正時系統，可以無限調整氣門開啟正時和氣門打開的時間長短。它的一大優勢是像日產的VVEL系統那樣通過控制氣門升程控制進氣。對於發動機e-Valve系統不但可以按照駕駛者的需求來發揮發動機的最大效率，同時還提供其它的益處，如降低油耗、減少了NOx 、CO2和 HC排放，使廢氣再循環更加容易。在混合工況下Valeo的e-Valve技術可使汽車油耗和排放降低5%-20%。這種彈性氣門控制系統還可以顯著增加發動機低轉速時的扭矩，提升駕駛舒適性。

e-Valve的操作原理是：每個氣門由兩個彈簧和兩個磁體控制，兩個反向的彈簧提供相互的作用力，一個負責打開氣門，另一個則負責關閉氣門。兩個磁體抓住氣門桿上的控制盤，下面的磁體負責打開氣門，上面的磁體負責關閉氣門。所有氣門都由集合了帶2/42V轉換器和冷卻系統的電子管理系統——氣門控制單元控制。發動機再不需要節氣門了，這可以減小或完全消除發動機在低轉速運轉時進氣過程中的負壓，也就降低了燃油消耗；同時，發動機的怠速運轉可以變得更低了。e-Valve 系統給了發動機氣門更廣泛的表現空間，使低速扭矩更出色、發動機性能更好、降低排放。如想使大排量發動機在更經濟的模式下運行時只要臨時關閉相應汽缸的氣門，就能實現發動機效率更高和油耗更低，操作也簡單方便。

e-Valve系統的每個氣門都有個執行器，通過磁體和彈簧控制氣門。在氣門開啟時，氣門被上部磁體釋放，然後氣門被上部彈簧的能量打開。下部磁體使氣門保持打開在需要的時間長度，並完全壓縮下部彈簧。利用相反的步驟關閉氣門，氣門被鎖止在關閉位置，以減少磁體消耗的能量。在發動機低轉速時氣門的開關速度要快於凸輪軸控制，減少了進氣時的進氣損失；當發動機不工作時氣門同樣被保持在關閉的位置。不足之處是當氣門到達上下點時會產生噪聲，噪聲取決於控制氣門運動的速度。氣門控制單元由發動機冷卻系統來冷卻，由標准的2V電源控制（通過變壓器將42V轉換為2V）。e-Valve不但提升了發動機的熱效率，增加進氣量以減少廢氣，而且由於沒有了凸輪軸配氣系統，還有效降低了發動機重量和體積，使動力單元更容易地與新的汽車設計元素相匹配，給汽車的發展帶來了一系列的好處。