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一個快要被人遺忘的技術——VVT

作者:由 Daniel 發表于 攝影時間:2019-03-23

可變氣門正時技術,一個幾乎每臺車都會有,但卻極少被公眾談及的神級技術。

我在百度指數上面搜尋了一下VVT和渦輪增壓這兩項技術的熱度,無論是以網友在百度上搜索資料為基礎的搜尋指數,還是以媒體報道的曝光率為基礎的資訊指數和媒體指數,可變氣門正時技術的熱度都遠遠不及渦輪增壓技術——那比水平線的還平還低的“藍線”,也足以說明這項曾經被視為神級技術的VVT(Variable Valve Timing)已經淡出公眾的視線了。

一個快要被人遺忘的技術——VVT

這很正常,因為它太普及了,以至於它會像空氣一樣被公眾所忽略,讓消費者以為它的存在就是必然的。

淡出消費者視線的VVT也讓很多人開始忘記它的好,就像很多人都忘記了空氣的重要性一樣。據瞭解,在同等排量下,VVT技術可以減少大概1%~6%的燃油消耗量,並可以減少280kg~360kg的二氧化碳排放量。

而且,VVT還是一項百利而無一害的技術,因為在它降低油耗的同時也在提升功率,真正做到“二律背反”!

一個快要被人遺忘的技術——VVT

(在最近十年,VVT已經成為絕大部分車型的標配技術了。)

不同於各家車企的渦輪增壓技術之大同小異,每一家車企的VVT技術都不太一樣,有的VVT結構很是複雜,但是節油效果卻並不太明顯,而有的結構很簡單,但卻能讓發動機的升功率大大提升,油耗極大減少。所以,消費者在購車前先了解一下各家VVT技術還是很有必要的。

一個快要被人遺忘的技術——VVT

而在瞭解各家車企的VVT之前,首先必須得知道為什麼會有VVT這項技術。

開過車的人都知道,車輛需要面臨著很多不同的工況,例如,怠速、急加速、全油門、勻速行駛……所以,發動機的工況是非常複雜的,每一個工況必須權衡燃油經濟性和動力性,力求將每一滴燃油都儘可能發揮它的熱值。

也正因為發動機有很多不同的工況,這就意味著發動機所需要的進排氣量和進排氣的時間都是千變萬化的,這就需要不同的氣門開啟時間和升程來控制。為了讓發動機同時兼顧動力性和燃油經濟性,可變氣門正時技術(VVT, Variable Valve Timing)應運而生了。

目前為止,VVT技術其實已經衍生到了CVVT連續可變氣門正時技術,很多車企都已經有他們獨特的VVT技術。據不完全統計,目前車企推出的VVT技術大概有以下這些。

一個快要被人遺忘的技術——VVT

雖然名字五花八門,但原理不變其中——對氣門正時及升程進行調節,使發動機在不同的轉速下進氣門和排氣門能有不同的重疊角度和開口大小。要將上面的所有VVT技術全部說明白,這未免太為難我了,我們不妨簡單舉兩個典型的代表來說一下,前者可以說是技術最先進的一個派別,而後者可以說是效能最卓越的一個派別。

寶馬VALVETRONIC

如果要在德國找可變氣門正時的經典之作,寶馬VALVETRONIC當然是當之無愧了。這項技術最早出現在2001年的BMW 316ti這臺車上。

它的出現其實也並不完全為了改變氣門升程,工程師只是想用這項技術來取代節氣門這個玩意。(雖然沒取代成功,即便只是個擺設,也還保留著。)而它的厲害之處就在於進氣門的升程是可以無級調節的——實現從0。2mm到9。9mm之間無級精準的調節。

一個快要被人遺忘的技術——VVT

當然,要實現無級調節的機構也非常複雜,細數一下,進氣側的機構要比排氣側的機構多了足足6個部件——伺服電機、螺桿、扭轉彈簧、蝸桿、偏心軸、中間推杆……在氣缸蓋這個“彈丸之地”上佈置這麼多部件的難度就像在螞蟻肚子上寫字一樣,需要極高的製造工藝和佈局水平。

一個快要被人遺忘的技術——VVT

然而,複雜並不意味著高階!大家都知道,發動機周邊的環境都是很惡劣的,高溫、振動……這對於如此多的部件(尤其是伺服電機)來說都是嚴峻的考驗,VALVETRONIC如此多的部件無疑會留下一些隱患,這也就是為什麼很多人買二手寶馬時都會很留意缸蓋漏油,汽缸墊是否更換過等等。

VALVETRONIC只是控制氣門升程而已,氣門正時技術則要說到Double-VANOS雙凸輪軸可變氣門正時技術。Double-VANOS是可以同時控制進排氣門的開關時機的,不像VALVETRONIC那樣只是進氣門而已。

Double-VANOS可以根據發動機不同的工況來調整氣門開啟和關閉的時機,讓發動機在較低發動機轉速時能獲得較大的扭矩,而在較高轉速時能獲得極佳的功率輸出。

一個快要被人遺忘的技術——VVT

其實Double-VANOS比VALVETRONIC還要早出現,第一代的單VANOS出現在1992年,而Double-VANOS則出現在1996年,自VALVETRONIC出現後,這兩個傢伙就成為形影不離的傢伙了。

憑藉這“雙V”,寶馬車都有著一個很鮮明的個性——油門可以很精準地控制,並且動力響應非常快。

本田VTEC

本田VTEC可以說是VVT發展史上一個非常重要的里程牌,因為它是世界上第一個能同時控制氣門開閉時間及升程等兩種不同情況的氣門控制系統。

從結構上,本田的VTEC真的很聰明,結構簡潔,需要的配件少——這背後意味著它的故障率低。據說這個結構是VTEC的發明者在一次聚會上看到廚師在串雞肉丸子的時候想到的,雖然這不知道是真是假,但是這種比喻還挺形象的。

一個快要被人遺忘的技術——VVT

在VTEC發動機上,你會發現它的凸輪軸有很多凸輪在上面,每一組凸輪都要比傳統的多1個凸輪。而這裡面,中間的一個凸輪叫做高角度凸輪,而旁邊兩個叫做低角度凸輪。這三個凸輪下方對應的就是氣門的搖臂,你也看到了,中間有一個空置出來的搖臂,搖臂裡面其實還有兩個活塞和一個回位彈簧

一個快要被人遺忘的技術——VVT

一般工況下,本田的發動機是不會爆TEC的,這時候你會發現由高角度推動的空置搖臂只是在做無用功。隨著轉速的攀升,發動機需要越來越多的進氣量,這時液壓機構就會驅動活塞移動,使三個搖臂連為一體,進氣門就完全由高角度凸輪控制了,進氣量也得以大大增大。

但顯然,只有“開”和“關”之說的VTEC無疑會限制住本田發動機的功效,為了擴大VTEC的介入範圍,本田工程師加入了一個名叫VTC(Variable timing control“可變正時控制”)的裝置,一組能實現進氣門凸輪軸正時可變控制的機構,這兩個加在一起,本田賦予了它一個新的名字——i-VTEC。有了這個i-VTEC之後,本田的氣門可變正時系統終於可以實現連續可變了,功率和燃油經濟性都大大提升。

一個快要被人遺忘的技術——VVT

相比起寶馬身上的VALVETRONIC,你發現這VTEC確實是要簡潔很多,這也是本田VTEC的精髓,沒有那麼多旋轉副,壽命會大大增加!也正因為本田VTEC如此整潔的結構,本田車的油門響應也十分迅速,動力很是隨“腳”所欲,這會帶來極佳的駕駛樂趣。

本田憑藉 VTEC這獨門技術,它可以把一臺發動機的升功率突破100Ps/L——1。6升的B16A擁有170ps的馬力。“買發動機送車”之美譽也就成為了本田一個非常醒目的標籤。

即便到了現在,十代雅閣用上了現在的1。5T發動機,這個升功率超過100Ps/L的傳統依舊沒有改變,1。5T爆發出足足194Ps的馬力,升功率達到了129。3Ps/L。這是何等變態,要知道,現在寶馬3系身上的2。0T都只是184Ps而已。

一個快要被人遺忘的技術——VVT

不但如此,以同樣都是1。5T的君威來說,君威的1。5T能爆發出170Ps,工信部公佈的油耗為6。3L/100km,而雅閣在動力比人家強的情況下,油耗卻只需要6L/100km。動力比人家強,油耗比人家低,這就是VTEC最大的優勢!

一個快要被人遺忘的技術——VVT

我們經常說,發動機的動力性和經濟性是兩個矛盾點,你想要動力澎拜,那你就得承受高昂的油費,而當你想要經濟性的時候,你就無可避免地要忍受枯燥的駕駛性。但是VVT就能很好地解決這個矛盾點,讓你動力澎拜之餘還能保持較低的油耗。

一個好的VVT技術確實能讓發動機的效能有一個質的提升,所以它也就成為直接衡量一臺發動機效能之好壞的一個非常重要的技術。不要以為各家車企叫它的名字都差不多就以為各家技術都差不多,毫無誇張的說,發動機的好壞就在此一著!

標簽: VVT  VTEC  氣門  發動機  技術