VVT技术分析
vvt发动机是什么意思作者:阿 非 刘顺利
来源:《汽车与运动》2007年第08
        博格华纳杯中国心”2007年度十佳发动机评选活动正在如火如荼地展开,自主品牌发动机此次可N是集体发力,共计有9家厂商,10款汽油机和7款柴油机入围了这次的评选。在入围的自主品牌汽油机行列中,有不少机型都宣布自己采用了VVT技术。那么,究竟什么是VVT技术,它究竟能给发动机带来怎样的变化?这一次,我们就为读者稍解疑惑。VT(Variable Valve Timing)是近年来被逐渐应用于发动机上的新技术中的一种,发动机采用VVT技术可以提高进气充量,使充量系数增加,使燃烧更加充分,发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。
        为了能更好地说清楚VVT的原理,首先有必要简单解释一下发动机相关的工作过程。大家知道,气门是由发动机曲轴通过凸轮轴带动的,气门的配气正时取决于凸轮轴的转角。在普通发动机上,进气门和排气门的开闭时间是固定不变的,这种固定不变的正时很难兼顾到发动机不同转速的工作需求,VVT技术就是解决这一矛盾的技术。
        要了解VVT机构是怎么工作的,我们还要简单回顾一下气门叠加角这个概念——在发动机工作的时候,如果想要达到理论燃烧状态,就需要让更多的新鲜空气进入燃烧室,让废气尽可能地排出燃烧室,最好的解决方法就是让进气门提前打开,让排气门推迟关闭。这样,在进气行程和排气行程之间,就会发生进气门和排气门同时打开的情况,这种进排气门之间的重叠角度被称为气门叠加角(气门正时)
        目前为止,没有任何一种固定的气门叠加角(气门正时)设计能让发动机在高低转速时都达到完美输出表现,如果没有VVT技术,发动机只能根据其匹配车型的需求,选择最优化的固定气门叠加角。例如,赛车的发动机一般都采用较大的气门叠加角,以有利于高转速时候的动力输出。而普通的民用车则采用适中的气门叠加角,同时兼顾高速和低速的动力输出,但在低转速和高转速时都会损失很多动力。VVT技术,就是通过技术手段,实现气门叠加角(气门正时)可变来解决这一矛盾,让发动机在高低转速时都达到完美输出表现的技术。
        采用了VVT技术,发动机的功率和扭矩输出将会更加线性,同时兼顾高低转速的动力输出。发动机的转速能够设计得更高,因而获得更多的功率输出。例如,尼桑20LNEO VVL发动机比没有配备VVT的相同结构的发动机,可以提供超过25%的动力输出。
        同时,采用了VVT技术,发动机在低转速时能增加扭矩输出,大大增强驾驶的操纵灵活性。例如,菲亚特Barchetta1.8LVVT发动机,能在2000rpm6000rpm之间输出90%的扭矩。
        需要说明的是,发动机采用VVT技术获得上述好处的同时,没有任何负面影响,换句话说,就是没有对于发动机的工作强度提出更高的要求。
        好了,现在不用我说,大家也知道为什么厂商如此重视VVT技术了吧!各个厂家的VVT技术的实现手段和技术名称虽然千差万别,可共同之处就是都要对气门正时进行调节,使发动机在不同的转速下进气门和排气门能有不同的气门叠加角,从而改善前面说的那些问题。改变气门正时可以有很多不同的方法,但最主要的无外乎两大类,一类是改变凸轮轴的相位,再一类就是直接改变凸轮的表面形状。谁都知道,随时改变凸轮的表面形状基本上属于不可能完成的任务,所以第一类VVT技术比较容易实现些。
        目前,VVT系列技术大体上包括可变气门正时技术和可变气门行程技术两大类,其中可变气门正时技术是最常见的。有些发动机只匹配可变气门正时.如丰田的VVT-i发动机;有些发动机只匹配了可变气门行程,如本田的VTEC发动机。有些发动机既匹配了可变气门
正时又匹配了可变气门行程,如丰田的VVTL-i、本田的i-VTEC等。还有些发动机则进一步对进排气系统都进行了改进,比如宝马的Double Vanos
        可变气门正时设计,是通过液压和齿轮传动机构,根据发动机的需要动态调节气门正时。这项技术不能改变气门开启持续时间,只能控制气门提前打开或推迟关闭的时刻。这种技术结构简单,成本低廉,只需要一套液压装置,就能调整凸轮轴相位,而不像其他系统那样,在每个气缸都需要布置一个液压机构。所以,这项技术现在才会成为大多数主流发动机使用的技术。