發(fā)動機“呼吸”術(shù)

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VVT技術(shù)細(xì)分詳解
為了兼顧日益嚴(yán)格的排放法規(guī)和車主們油耗低動力足的要求,，越來越多的新技術(shù)被各大汽車廠商加快步伐開發(fā)應(yīng)用在發(fā)動機上,。VVT-i,，VTEC,，DVVT,，這些新鮮的名詞誠然能帶來銷售和競爭各種優(yōu)勢,，同時一個個的縮略語也讓廣大的車友車主車迷們有點眩暈，現(xiàn)在我們便對這些汽車“芯”寵來一個匯總講解,。
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機構(gòu)及工作原理：
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為了更好了解這幾項技術(shù),，在此首先對發(fā)動機的配氣機構(gòu)及相關(guān)術(shù)語進(jìn)行簡單介紹：
配氣機構(gòu)：它是控制氣門開閉的機構(gòu),，就如發(fā)動機氣缸的呼吸器一樣，定時開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn),、排氣門,，使新鮮充量的空氣得以及時進(jìn)入氣缸，廢氣得以及時從氣缸排出,。它一般由凸輪軸,、凸輪、氣門挺桿,、氣門和氣門彈簧組成,。
  ^7 w8 g# a! r+ T1 `/ ^; H工作過程：曲軸通過鏈條或者皮帶帶動凸輪軸運轉(zhuǎn)，凸輪工作面的旋轉(zhuǎn)過程會頂壓氣門挺桿,，隨后氣門頂桿就會推動氣門向氣缸內(nèi)運動,，從而氣門被開打；凸輪工作面轉(zhuǎn)過之后,，氣門會在氣門彈簧的作用下回位,，從而氣門被關(guān)閉。


圖1：4缸DOHC（雙頂置凸輪軸）式發(fā)動機的氣門驅(qū)動系統(tǒng)

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重新發(fā)圖1

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. A/ B; y# v  w% O2 L7 C氣門正時與升程：
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    氣門的開閉決定了氣門正時（進(jìn)排氣門開閉的時間）與氣門升程（氣門打開的程度），這兩個參數(shù)是影響發(fā)動機性能和充氣效率的重要因素,。發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程中,，高速和低速時對氣門正時的要求是不同的，如下圖2所示,，低速時應(yīng)采用小的氣門重疊角和升程，防止缸內(nèi)新鮮空氣倒流,，以便增加低速扭矩,，提高燃油經(jīng)濟(jì)性，而高速時卻希望有大的氣門升程氣門重疊角,，以便進(jìn)入更多的混合氣以滿足高速時的動力性要求,。
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圖2 氣門正時、氣門升程與發(fā)動機轉(zhuǎn)速的理想關(guān)系

	進(jìn)氣門（關(guān)）	排氣門（關(guān)）	氣門重疊角	氣門升程
高速	遲	早	大	大
地速	早	遲	小	小

6 }" |3 d# o3 M7 p) K然而,，傳統(tǒng)的配氣機構(gòu)無法根據(jù)發(fā)動機的實際運轉(zhuǎn)情況及時作出調(diào)整,，這就導(dǎo)致在非設(shè)計工況時發(fā)動機無法發(fā)揮出最佳性能，于是利用可變配氣系統(tǒng)調(diào)整氣門正時與氣門升程的技術(shù)便應(yīng)運而生：
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主流VVT技術(shù)歸類分析
5 a) l# G' {3 l- G* @0 H7 U這里我們對這些技術(shù)分類進(jìn)行一個簡單的整理：
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4 `* _' T* j) D% Z' l& P從科學(xué)的意義和實現(xiàn)手段上嚴(yán)格分類應(yīng)該是由上圖而來的,，但是目前市面上的各種可變配氣執(zhí)行機構(gòu)被都習(xí)慣性稱為VVT技術(shù)，有的僅僅氣門正時可變,，有的僅僅氣門升程可變,，而有的則是兩者都可變。盡管VVT技術(shù)的實現(xiàn)手段和技術(shù)名稱各不相同,，但是目的都只有一個,，就是使發(fā)動機在不同轉(zhuǎn)速下有不同的氣門重疊角或者氣門升程，進(jìn)而使得發(fā)動機高低轉(zhuǎn)速的表現(xiàn)都趨近于完美,。而目前市場的主流是VVT-i,、i-VTEC與D-VVT技術(shù)。下面我們便來詳細(xì)了解一下這幾項技術(shù)的結(jié)構(gòu)以及工作原理,。
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一,、VVT-i 技術(shù)
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, {  W. K4 u( [! [. X6 X    VVT- i 技術(shù)在90年代末巳經(jīng)被豐田采用,，現(xiàn)在看來已經(jīng)不算什么最新技術(shù)了，在國內(nèi)最早應(yīng)用在威姿1.0和天津特悅以及花冠上,。它可以分為兩種,，一種是可以持續(xù)變進(jìn)氣凸輪相位角的葉片式，豐田PREVIA便安裝此款,。另一種是稱為螺旋槽式,，可以改變進(jìn)氣門和排氣門，豐田凌志400,、430等高級轎車安裝此款,。
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6 ^2 [- ?2 s+ v% w2 k0 `8 p1、葉片式VVT-i
    葉片式VVT-i控制器可裝置在進(jìn)氣凸輪軸或排氣凸輪軸的前端（在此以在進(jìn)氣凸輪軸前端的控制器為例）,，由葉片,、外殼、鎖銷構(gòu)成,。葉片固定在進(jìn)氣門凸輪軸上并一起旋轉(zhuǎn),，正時齒輪與外殼固定，外殼內(nèi)有油壓室,。

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2 }) r2 w% w. L圖3 葉片式VVT-I工作原理
& `: }. A" t5 O. x5 R5 ]! T2 v2 R進(jìn)氣提前開啟時：油液流向外殼的進(jìn)氣提前開啟室,，此室內(nèi)油壓升高，鎖銷解除鎖止,，葉片被壓向進(jìn)氣門提前開啟方向,，使進(jìn)氣凸輪軸處于進(jìn)氣門提前開啟狀態(tài)；由于排氣門的關(guān)閉時間不變，所以氣門重疊角增加,。
3 p  E4 O0 d/ ^  ~- M( O/ d進(jìn)氣滯后開啟時：機油控制閥右移,，進(jìn)氣提前開啟室內(nèi)油液排出，進(jìn)氣凸輪軸向滯后開啟的方向轉(zhuǎn)動,。機油控制閥根據(jù)ECU計算出的各個行駛條件下的最佳氣門正時并發(fā)出指定動作的,。

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2,、螺旋槽式VVT-i
    螺旋槽式VVT-i控制器可以設(shè)置在進(jìn)氣側(cè)皮帶輪處，也可以設(shè)置在排氣側(cè)皮帶輪處,。此處以進(jìn)氣皮帶輪側(cè)的控制器展開,，其包括固定在皮帶輪上的外齒輪、與進(jìn)氣凸輪軸剛性連接的內(nèi)齒輪,，以及一個位于內(nèi)齒輪與外齒輪之間的可移動活塞,，活塞表面有螺旋形花鍵并可沿軸向移動，凸輪軸內(nèi)部有供油油道,。


   圖4 螺旋槽式VVT-I的工作原理
當(dāng)機油壓力施加在活塞的左側(cè),，迫使活塞右移，由于皮帶輪與外齒輪被正時齒帶固定,，因此凸輪軸旋轉(zhuǎn),，使進(jìn)氣門的開啟時間提前。
當(dāng)機油排出壓力消失時,，活塞將左移,，就會使進(jìn)氣凸輪軸延遲某個角度。當(dāng)?shù)玫嚼硐氲呐錃庹龝r,，凸輪軸正時液壓控制閥就會關(guān)閉油道使活塞兩側(cè)壓力平衡,，活塞停止移動。
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二、DVVT（雙VVT）技術(shù)

! N  _9 N! P9 y: B7 |, p- l    如果對進(jìn)排氣門的開閉時間同時做出調(diào)整,，就成了所謂的雙VVT技術(shù)即DVVT,，原理是通過增加的液壓系統(tǒng)使得配氣相位根據(jù)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速負(fù)荷連續(xù)改變。這樣無疑成本和復(fù)雜程度都高了,，但是卻獲得與轉(zhuǎn)速更加匹配的氣門重疊角，擁有更高的充氣效率,。寶馬的Double Vanos就屬于雙VVT,，進(jìn)氣門相位在0°-40°之間調(diào)節(jié)，排氣門相位在0°-25°之間調(diào)節(jié)。豐田的新卡羅拉也匹配了雙VVT技術(shù),，與舊款1.8L排量的4缸機進(jìn)氣VVT相比,，最大功率由93千瓦/6000轉(zhuǎn)提升到100千瓦/6000轉(zhuǎn)，最大扭矩也由161牛米/4400轉(zhuǎn)提高到175牛米/4200轉(zhuǎn),。

三,、i-VTEC技術(shù)
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以上的VVT技術(shù)都只改變了氣門的開閉時間，但是本田的i-VTEC與豐田的VVTL-i技術(shù)卻對配氣相位與氣門升程同時作了調(diào)整,，但是相比較而言本田i-VTEC技術(shù)的應(yīng)用更加成熟一些,，例如本田飛度都采用了此技術(shù)，動力性與燃油性能都很出色,，1.3L與1.5L的最大功率分別為73KW,、88 KW，百公里理論油耗分別為4L與5L左右,。
7 N* N, m: F9 n9 u+ R6 b而1995年,，本田就開發(fā)出了進(jìn)氣門連續(xù)可變機構(gòu)，之后VTEC的進(jìn)排氣門均可變,，隨后又推出了改進(jìn)型i-VTEC,。VTEC以及i-VTEC氣門升程的控制，主要是依靠一套兩個低速凸輪中間設(shè)置高速用凸輪的裝置實現(xiàn)的：


8 A2 {% E/ @" \圖5 本田i-VTEC的工作原理
低速工況下凸輪推動左右兩側(cè)的搖臂開閉氣門,，雖然高速凸輪同樣旋轉(zhuǎn),，中間搖臂也動作，但是由于與推動氣門的兩側(cè)搖臂沒有連結(jié),，所以與氣門控制沒有關(guān)系,。發(fā)動機高速時，中間搖臂的活塞被油夜擠壓后使兩側(cè)搖臂與中間搖臂連結(jié)成為一體,，從而高速用凸輪推動左右兩側(cè)的搖臂,，進(jìn)而控制氣門的開閉。i-VTEC凸輪相位的改變是通過安裝在進(jìn)氣門凸輪軸上的皮帶輪實現(xiàn)的,。
總結(jié)：
面對這一系列各式各樣的VVT技術(shù),，新的疑問也就接踵而至了：哪種技術(shù)最好呢？如果非要做個比較的話,，我們可以得出這樣的結(jié)論：兩段式三段式的非連續(xù)可調(diào)不如CVVT,，單獨改變進(jìn)氣正時或者排氣正時的VVT技術(shù)比起進(jìn)排氣一起調(diào)節(jié)的DVVT還是稍遜一籌；而氣門升程與氣門正時同時可調(diào)（i-VTEC）使得發(fā)動機的低負(fù)荷經(jīng)濟(jì)性和高負(fù)荷的動力性非常令人滿意,，但是動力輸出的平順性打了折扣,。
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迪斯

不錯,，謝謝樓主

caiwq007

很好 1# wuzhn