可變氣門技術(shù)大比拼

1、VTECVTEC系統(tǒng)全稱是可變氣門正時(shí)和升程電子控制系統(tǒng)，是本田的專有技術(shù)，它能隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、水溫等運(yùn)行參數(shù)的變化，而適當(dāng)?shù)卣{(diào)整配氣正時(shí)和氣門升程，使發(fā)動(dòng)機(jī)在高、低速下均能達(dá)到最高效率。+在VTEC系統(tǒng)中，其進(jìn)氣凸輪軸上分別有三個(gè)凸輪面，分別頂動(dòng)搖臂軸上的三個(gè)搖臂，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于低轉(zhuǎn)速或者低負(fù)荷時(shí)，三個(gè)搖臂之間無任何連接，左邊和右邊的搖臂分別頂動(dòng)兩個(gè)進(jìn)氣門，使兩者具有不同的正時(shí)及升程，以形成擠氣作用效果。此時(shí)中間的高速搖臂不頂動(dòng)氣門，只是在搖臂軸上做無效的運(yùn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)速在不斷提高時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的各傳感器將監(jiān)測(cè)到的負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、車速以及水溫等參數(shù)送到電腦中，電腦對(duì)這些信息進(jìn)行分析處理。當(dāng)達(dá)到需要變換

2、為高速模式時(shí)，電腦就發(fā)出一個(gè)信號(hào)打開VTEC電磁閥，使壓力機(jī)油進(jìn)入搖臂軸內(nèi)頂動(dòng)活塞，使三只搖臂連接成一體，使兩只氣門都按高速模式工作。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低達(dá)到氣門正時(shí)需要再次變換時(shí)，電腦再次發(fā)出信號(hào)，打開VTEC電磁閥壓力開頭，使壓力機(jī)油泄出，氣門再次回到低速工作模式。"VTEC"為英文"Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System"的縮寫，中文意思為"可變氣門正時(shí)及升程電子控制系統(tǒng)"。 一般汽車發(fā)動(dòng)機(jī)每缸氣門組只由一組凸輪驅(qū)動(dòng)，而VTEC系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)卻有中低速用和高速用

3、兩組不同的氣門驅(qū)動(dòng)凸輪，并可通過電子控制系統(tǒng)的自動(dòng)操縱，進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)換。 采用VTEC系統(tǒng)，保證了發(fā)動(dòng)機(jī)中低速與高速不同的配氣相位及進(jìn)氣量的要求，使發(fā)動(dòng)機(jī)無論在何速率運(yùn)轉(zhuǎn)都達(dá)到動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性與低排放的統(tǒng)一和極佳狀態(tài)。 下面將給大家詳細(xì)介紹一下本田的VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能往往是各方面性能的集中表現(xiàn)。好的發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)該是在低速時(shí)可以發(fā)出強(qiáng)勁的扭矩，在高速時(shí)可以發(fā)出強(qiáng)大的功率。發(fā)動(dòng)機(jī)某些部件的設(shè)計(jì)將會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)工作的狀況，比如壓縮比、氣門的數(shù)目、進(jìn)氣歧管調(diào)整機(jī)構(gòu)和排氣管的體積和長(zhǎng)度等，但是這些都沒有凸輪軸的設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響大。凸輪軸，在它上面有許多蛋狀圓形突出的部分，它的作用就是在適當(dāng)

4、的時(shí)候開啟和關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的閥門。凸輪軸看起來并不是一個(gè)很特別的東西，但是它卻可以稱的上是發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟，對(duì)凸輪軸的外廓形狀和其初始轉(zhuǎn)角的位置哪怕是微小的改變，都會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)將會(huì)出現(xiàn)完全不同的另一種狀況。在決定凸輪軸的設(shè)計(jì)之前，工程師必需知道什么樣的車采用什么樣的發(fā)動(dòng)機(jī)。很顯然，為牽引機(jī)車設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)需要在低速時(shí)能夠發(fā)出大的扭矩，為運(yùn)動(dòng)型跑車設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)需要在高速時(shí)有更大的功率輸出。變速比、傳動(dòng)裝置和車重都是我們?cè)谶x擇一個(gè)凸輪軸所必需考慮的因素。不正確的使用凸輪軸，不僅會(huì)使汽車性能變差，加速無力，行動(dòng)遲緩，而且還很耗油，任何人駕駛這種車都將是一件痛苦的事情，正確的設(shè)計(jì)和使用凸輪軸，駕駛對(duì)我們

5、來說就會(huì)是一件愉快的事情了。很難想象，一根看似結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的凸輪軸就可以在低速時(shí)讓發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出大扭矩，在高速時(shí)可以讓發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出高的功率。也有些廠家利用可變凸輪定時(shí)機(jī)構(gòu)來使發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到這種性能。為了在低轉(zhuǎn)速使時(shí)可以得到較大的轉(zhuǎn)矩，此時(shí)的凸輪轉(zhuǎn)角相對(duì)于機(jī)軸會(huì)有一個(gè)相對(duì)提前的角度，這樣氣門就會(huì)比正常情況下提前一段時(shí)間關(guān)閉，增大氣缸的壓力，從而達(dá)到增加轉(zhuǎn)矩的目的。而在高速時(shí)，凸輪軸就會(huì)相對(duì)于機(jī)軸有一個(gè)時(shí)間延遲，氣門比正常情況延遲一段時(shí)間關(guān)閉，可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的效率，從而達(dá)到增加功率的目的?？勺兺馆喺龝r(shí)機(jī)構(gòu)可以解決這個(gè)問題，但是本田已經(jīng)跨越了這一步，并找到了一個(gè)更好的辦法。本田對(duì)這種高性能發(fā)動(dòng)機(jī)的解決方法就是采用

6、了一種叫做VTEC的技術(shù)。VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)是每缸4氣門（2進(jìn)2排）、凸輪軸和搖臂等，不同的是凸輪與搖臂的數(shù)目及控制方法。是世界上第一個(gè)能同時(shí)控制氣門開閉時(shí)間及升程等兩種不同情況的氣門控制系統(tǒng)。通過計(jì)算機(jī)控制的氣門正時(shí)和氣門升程系統(tǒng)，可以大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率和性能。本田公司在它的幾乎所有的車型當(dāng)中都使用了VTEC技術(shù)，從高性能跑車S2000到混和動(dòng)力汽車INSIGHT，都采用了VTEC技術(shù)。在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的98款雅閣轎車中的2.0、2.3、3.0三款發(fā)動(dòng)機(jī)也均采用了VTEC技術(shù)，與同排量的發(fā)動(dòng)機(jī)相比，性能都有所提高。VTEC的設(shè)計(jì)就好像采用了兩根不同的凸輪軸似的，一根用于低轉(zhuǎn)速，一根用于高轉(zhuǎn)速，但

7、是VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)的不同之處就在于將這樣兩種不同的凸輪軸設(shè)計(jì)在了一根凸輪軸上。本田發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣凸輪軸中，除了原有控制兩個(gè)氣門的一對(duì)凸輪（主凸輪和次凸輪）和一對(duì)搖臂（主搖臂和次搖臂）外，還增加了一個(gè)較高的中間凸輪和相應(yīng)的搖臂（中間搖臂），三根搖臂內(nèi)部裝有由液壓控制移動(dòng)的小活塞。 發(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)，小活塞在原位置上，三根搖臂分離，主凸輪和次凸輪分別推動(dòng)主搖臂和次搖臂，控制兩個(gè)進(jìn)氣門的開閉，氣門升量較少，情形好像普通的發(fā)動(dòng)機(jī)。雖然中間凸輪也推動(dòng)中間搖臂，但由于搖臂之間已分離，其它兩根搖臂不受它的控制，所以不會(huì)影響氣門的開閉狀態(tài)。 發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到某一個(gè)設(shè)定的高轉(zhuǎn)速時(shí)，電腦即會(huì)指令電磁閥啟動(dòng)液壓系統(tǒng)，推動(dòng)搖臂內(nèi)的小

8、活塞，使三根搖臂鎖成一體，一起由中間凸輪c驅(qū)動(dòng)，由于中間凸輪比其它凸輪都高，升程大，所以進(jìn)氣門開啟時(shí)間延長(zhǎng)，升程也增大了。 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低到某一個(gè)設(shè)定的低轉(zhuǎn)速時(shí)，搖臂內(nèi)的液壓也隨之降低，活塞在回位彈簧作用下退回原位，三根搖臂分開。 整個(gè)VTEC系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制單元（ECU）控制，ECU接收發(fā)動(dòng)機(jī)傳感器（包括轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣壓力、車速、水溫等）的參數(shù)并進(jìn)行處理，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，通過電磁閥調(diào)節(jié)搖臂活塞液壓系統(tǒng)，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速工況下由不同的凸輪控制，影響進(jìn)氣門的開度和時(shí)間。 本田的VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)已經(jīng)推出了十年左右了，事實(shí)也證明這種設(shè)計(jì)是可靠的。它可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)在各種轉(zhuǎn)速下的性能，無

9、論是低速下的燃油經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)轉(zhuǎn)平順性還是高速下的加速性?？梢哉f，在電子控制閥門機(jī)構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的凸輪機(jī)構(gòu)之前，本田的VTEC技術(shù)在目前可以說是一種很好的方法。VVT-iVVTi.系統(tǒng)是豐田公司的智能可變氣門正時(shí)系統(tǒng)的英文縮寫，最新款的豐田轎車的發(fā)動(dòng)機(jī)已普遍安裝了VVTi系統(tǒng)。豐田的VVTi系統(tǒng)可連續(xù)調(diào)節(jié)氣門正時(shí)，但不能調(diào)節(jié)氣門升程。它的工作原理是：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)由低速向高速轉(zhuǎn)換時(shí)，電子計(jì)算機(jī)就自動(dòng)地將機(jī)油壓向進(jìn)氣凸輪軸驅(qū)動(dòng)齒輪內(nèi)的小渦輪，這樣，在壓力的作用下，小渦輪就相對(duì)于齒輪殼旋轉(zhuǎn)一定的角度，從而使凸輪軸在60度的范圍內(nèi)向前或向后旋轉(zhuǎn)，從而改變進(jìn)氣門開啟的時(shí)刻，達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)氣門正時(shí)的目的。氣門可變驅(qū)動(dòng)機(jī)

10、構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門和排氣門的開啟開始與關(guān)閉終止的時(shí)刻，通常以曲軸轉(zhuǎn)角來表示，稱為配氣相位。由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的轉(zhuǎn)速很高，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作行程僅需千分之幾秒，這么短促的時(shí)間往往會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣不足，排氣不凈，造成功率下降。因此，設(shè)計(jì)師為了解決這一個(gè)問題，一般發(fā)動(dòng)機(jī)都采用延長(zhǎng)進(jìn)，排氣門的開啟時(shí)間，增大氣體的進(jìn)出容量以改善進(jìn)，排氣門的工作狀態(tài)，藉以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。從配氣相位圖上可以看出活塞從上止點(diǎn)移到下止點(diǎn)的進(jìn)氣過程中（綠色），進(jìn)氣門會(huì)提前開啟（）和延遲關(guān)閉（）。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)作功完畢，活塞從下止點(diǎn)移到上止點(diǎn)的排氣過程中（桔色），排氣門會(huì)提前開啟（）和延遲關(guān)閉（）。 十分明顯，這種延長(zhǎng)氣門開啟時(shí)間的做

11、法，必然會(huì)出現(xiàn)一個(gè)進(jìn)氣門和排氣門同時(shí)開啟的時(shí)刻，配氣相位上稱為“重疊階段”，可能會(huì)造成廢氣倒流。這種現(xiàn)象在發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速僅1000轉(zhuǎn)以下的怠速時(shí)候最明顯（怠速工作下的“重疊階段”時(shí)間是中等速度工作條件下的7倍）。這容易造成怠速工作不暢順，振動(dòng)過大，功率下降等現(xiàn)象。尤其是采用四氣門的發(fā)動(dòng)機(jī)，由于“簾區(qū)”值大，“重疊階段”更容易造成怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不暢順的現(xiàn)象。設(shè)計(jì)師為了消除這一缺陷，就以“變”對(duì)“變”，采用了“可變式”的氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)?？勺兪綒忾T驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)就是在發(fā)動(dòng)機(jī)急速工作時(shí)減少氣門行程，縮少“簾區(qū)值”，而在發(fā)動(dòng)機(jī)高速工作時(shí)增大氣門行程，擴(kuò)大“簾區(qū)值”，改變“重疊階段”的時(shí)間，使發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速時(shí)能提供強(qiáng)大的

12、馬力，在低轉(zhuǎn)速時(shí)又能產(chǎn)生足夠的扭力。從而改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能?，F(xiàn)代轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上的氣門可變驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能根據(jù)轎車的運(yùn)行狀況，隨時(shí)改變配氣相位，改變氣門升程和氣門開啟的持續(xù)時(shí)間，它們的凸輪軸，凸輪軸上的凸輪和氣門挺桿等元件是可以變動(dòng)的。發(fā)動(dòng)機(jī)上的氣門可變驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可以通過兩種形式實(shí)現(xiàn)，一種是凸輪軸和凸輪可變系統(tǒng)，就是通過凸輪軸或者凸輪的變換來改變配氣相位和氣門升程；另一種是氣門挺桿可變系統(tǒng)，工作時(shí)凸輪軸和凸輪不變動(dòng)，氣門挺桿，搖臂或拉桿靠機(jī)械力或者液壓力的作用而改變，從而改變配氣相位和氣門升程。(2001.2.2)豐田VVTi發(fā)動(dòng)機(jī)近年生產(chǎn)的豐田轎車，大都裝配了標(biāo)注有“VVTi”字樣的發(fā)動(dòng)機(jī)，經(jīng)過商業(yè)

13、宣傳，很多人已經(jīng)知道VVTi這一新名詞，但它的具體內(nèi)容卻鮮為人知。VVT是英文縮寫，全稱是“Variable Valve Timing”，中文意思是“可變氣門正時(shí)”，由于采用電子控制單元（ECU）控制，因此豐田起了一個(gè)好聽的中文名稱叫“智慧型可變氣門正時(shí)系統(tǒng)”。該系統(tǒng)主要控制進(jìn)氣門凸輪軸，又多了一個(gè)小尾巴“i”，就是英文“Intake”（進(jìn)氣）的代號(hào)。這些就是“VVTi”的字面含義了。VVTi是一種控制進(jìn)氣凸輪軸氣門正時(shí)的裝置，它通過調(diào)整凸輪軸轉(zhuǎn)角配氣正時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)在所有轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性，降低尾氣的排放。VVTi系統(tǒng)由傳感器、ECU和凸輪軸液壓控制閥、控制器等部分組

14、成。ECU儲(chǔ)存了最佳氣門正時(shí)參數(shù)值，曲軸位置傳感器、進(jìn)氣歧管空氣壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、水溫傳感器和凸輪軸位置傳感器等反饋信息匯集到ECU并與預(yù)定參數(shù)值進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，計(jì)算出修正參數(shù)并發(fā)出指令到控制凸輪軸正時(shí)液壓控制閥，控制閥根據(jù)ECU指令控制機(jī)油槽閥的位置，也就是改變液壓流量，把提前、滯后、保持不變等信號(hào)指令選擇輸送至VVTi控制器的不同油道上。VVTi系統(tǒng)視控制器的安裝部位不同而分成兩種，一種是安裝在排氣凸輪軸上的，稱為葉片式VVTi，豐田PREVIA（大霸王）安裝此款。另一種是安裝在進(jìn)氣凸輪軸上的，稱為螺旋槽式VVTi，豐田凌志400、430等高級(jí)轎車安裝此款。兩者構(gòu)造有些不一樣，但

15、作用是相同的。葉片式VVTi控制器由驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣凸輪軸的管殼和與排氣凸輪軸相耦合的葉輪組成，來自提前或滯后側(cè)油道的油壓傳遞到排氣凸輪軸上，導(dǎo)致VVTi控制器管殼旋轉(zhuǎn)以帶動(dòng)進(jìn)氣凸輪軸，連續(xù)改變進(jìn)氣正時(shí)。當(dāng)油壓施加在提前側(cè)油腔轉(zhuǎn)動(dòng)殼體時(shí)，沿提前方向轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)氣凸輪軸；當(dāng)油壓施加在滯后側(cè)油腔轉(zhuǎn)動(dòng)殼體時(shí)，沿滯后方向轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)氣凸輪軸；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，凸輪軸液壓控制閥則處于最大的滯后狀態(tài)。螺旋槽式VVTi控制器包括正時(shí)皮帶驅(qū)動(dòng)的齒輪、與進(jìn)氣凸輪軸剛性連接的內(nèi)齒輪，以及一個(gè)位于內(nèi)齒輪與外齒輪之間的可移動(dòng)活塞，活塞表面有螺旋形花鍵，活塞沿軸向移動(dòng)，會(huì)改變內(nèi)、外齒輪的相位，從而產(chǎn)生氣門配氣相位的連續(xù)改變。當(dāng)機(jī)油壓力施加在

16、活塞的左側(cè)，迫使活塞右移，由于活塞上的螺旋形花鍵的作用，進(jìn)氣凸輪軸會(huì)相對(duì)于凸輪軸正時(shí)皮帶輪提前某個(gè)角度。當(dāng)機(jī)油壓力施加在活塞的石側(cè)，迫使活塞左移，就會(huì)使進(jìn)氣凸輪軸延遲某個(gè)角度。當(dāng)?shù)玫嚼硐氲呐錃庹龝r(shí)，凸輪軸正時(shí)液壓控制閥就會(huì)關(guān)閉油道使活塞兩側(cè)壓力平衡，活塞停止移動(dòng)?，F(xiàn)在，先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)都有“發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊”（ECM），統(tǒng)管點(diǎn)火、燃油噴射、排放控制、故障檢測(cè)等。豐田VVTi發(fā)動(dòng)機(jī)的ECM在各種行駛工況下自動(dòng)搜尋一個(gè)對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、節(jié)氣門位置和冷卻水溫度的最佳氣門正時(shí)，并控制凸輪軸正時(shí)液壓控制閥，并通過各個(gè)傳感器的信號(hào)來感知實(shí)際氣門正時(shí)，然后再執(zhí)行反饋控制，補(bǔ)償系統(tǒng)誤差，達(dá)到最佳氣門正時(shí)的位置

17、，從而能有效地提高汽車的功率與性能，盡量減少耗油量和廢氣排放。（2001年6月9日）汽車引擎揭密：可變氣門技術(shù)大比拼短短一年內(nèi)，在引擎可變技術(shù)方面有相當(dāng)資深實(shí)力的BMW與Honda車廠又有驚人之舉，但是，更令人眼睛一亮的是在這兩家發(fā)表新引擎之前呢， Toyota車廠于去年全新改款的'01 Celica身上搭載一顆新設(shè)計(jì)的VVTL-i引擎，這顆引擎可不同于之前的VVT-i引擎喔!.VVTL-i比VVT-i多了個(gè)"L"，到底有何先進(jìn)？有何突破呢？ 還是天下引擎一大抄呢？!而Honda去年底推出的STREAM車上，用的就是新一代i-VTEC引擎，它可跟S2000上的VTE

18、C不同，那有何差異呢？再者是最近剛在日內(nèi)瓦車展中，BMW則發(fā)表一顆全新的Valvetronic引擎， 它更被比喻成最完美的可變氣門引擎，它到底有何能耐？它跟之前的VANOS引擎又有什么不同呢？現(xiàn)在我們就來具體介紹介紹。一.前言:還記得工程師們?yōu)槭裁葱枰O(shè)計(jì)一顆具有"可變氣門正時(shí)"的引擎嗎？簡(jiǎn)單的回答就是，我們希望引擎能隨著不同時(shí)候的需求，而能表現(xiàn)出最符合我們期望的狀態(tài)，而這需求可以是從"動(dòng)力"的觀點(diǎn)，也可以是從"油耗經(jīng)濟(jì)"的觀點(diǎn)，也可以是"排氣環(huán)保"的觀點(diǎn)，但是， 你要在同一時(shí)刻一樣的引擎轉(zhuǎn)速，車速，工作溫度，而要

19、求既要大Power，又要省油，還要環(huán)保。這豈不是改寫熱力學(xué)第二定律而顛覆Carnot Cycle的極限？那是不可能的! 但是，工程師要作的就是努力地去接近這樣的極限，那也就是效率的觀點(diǎn)。"效率”這字對(duì)學(xué)理工的朋友應(yīng)該不陌生，它也是應(yīng)用科學(xué)的研究者數(shù)十年如一日的努力目標(biāo)，做光電元件的人在設(shè)計(jì)時(shí)，要用到這個(gè)字!做家電產(chǎn)品的工程師也要用這個(gè)字!連是否應(yīng)該蓋一座電廠，也需要用這個(gè)字來度量我們的能源政策!所以才有買冷氣機(jī)或冰箱應(yīng)該要選用高EF值(high efficiency value高效率值)的建議；而一具引擎的熱效率，直接的表現(xiàn)就是功率與油耗之間的取舍!就為了改善引擎的效率，又要滿足不同

20、引擎轉(zhuǎn)速時(shí)的動(dòng)力渴望，所以才需要發(fā)展"可變氣門"引擎!二.90年代可變氣門引擎的遺憾:工程師為了克服同一具引擎要高轉(zhuǎn)速大馬力，也要低轉(zhuǎn)速高扭力，對(duì)不同需求的進(jìn)排氣相位角差異，VANOS與VVT-i直接改變進(jìn)排氣時(shí)的timing(正時(shí))與duration()來解決這個(gè)問題，此機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，又一針見血，是BMW與Toyota的驕傲之作；而最早在可變氣門引擎上獲得表現(xiàn)的Honda，于80年代中期推出VTEC引擎，它則藝高人膽大地把兩顆引擎擺在同一顆引擎當(dāng)中，因?yàn)樗鼈冊(cè)谕恢馆嗇S上同時(shí)塞下了兩種不同角度的凸輪(lobe)，利用搖臂內(nèi)的切換以決定是否頂?shù)酱蠡蛐⊥馆?，而成功地改變引擎的進(jìn)

21、排氣的正時(shí)，重疊角外，還多個(gè)life(升程)，但是它在凸輪軸未切換前，正時(shí)，重疊時(shí)間與升程是不變的，所以VTEC是階段性的可變氣門，而VANOS與VVT-i雖連續(xù)性的變化正時(shí)與重疊時(shí)間，但是升程卻無法改變，就因?yàn)檫@樣的差異，VTEC一直拿下每公升排氣量的最大馬力輸出(125hp/Liter，S2000，量產(chǎn)化DOHC_VTEC)紀(jì)錄!所以VANOS、VVT-i治標(biāo)不治本，而VTEC治本但有時(shí)卻不治標(biāo)!三.2000年Toyota的力作VVTL-i介紹:豐田的VVTL-i引擎全名就是-Variable Valve 正時(shí) & 升程 - Intelligent，它跟VVT-i是不同的引擎，VV

22、T-i目前已漸漸必被Toyota或Lexus旗下車款所使用，從最高級(jí)的LS430，GS300，IS200到最平民的Corolla身上都已經(jīng)廣泛地運(yùn)用到這項(xiàng)科技，而2000年中發(fā)表的全新一代Celica(可惜臺(tái)灣還沒引進(jìn))則進(jìn)一步地發(fā)展VVTL-i引擎，這引擎也用類似Honda VTEC的原理，在原來的VVT-i引擎上的凸輪軸，多了可以切換大小不同角度的凸輪(凸輪)，也利用"搖臂"的機(jī)置來決定是否頂?shù)礁呓腔蛐〗嵌鹊耐馆?，而作?quot;可連續(xù)式"地改變引擎的正時(shí)(正時(shí))，重疊時(shí)間(重疊相位角)與"兩階段式"的升程(升程)!還記得VVT-i引擎是

23、如何作到變化進(jìn)氣時(shí)的氣門正時(shí)嗎？它就是在圖一中，有一個(gè)VVT-I control圓盤，以轉(zhuǎn)動(dòng)此控制盤，而來提早或延遲氣閥的開與關(guān)的時(shí)間，所以，VVT-I BMW Vanos一樣的原里，VVT-i用類似的機(jī)置來作到"連續(xù)式"的可變氣門正時(shí)，只是VVT-i是用電動(dòng)方式來驅(qū)動(dòng)這controller，而Vanos則是用油壓的方式，兩者皆能跟著不同引擎轉(zhuǎn)速來達(dá)到氣門正時(shí)的連續(xù)性變化!而VVTL-i則在VVT-i引擎上再多了于"搖臂"與"凸輪軸"內(nèi)下功夫，它這回就運(yùn)用到跟VTEC一樣的方法來根本解決引擎在高轉(zhuǎn)速時(shí)所需要更多的氣門重疊時(shí)間與氣門的開

24、關(guān)升程深度，小小不同的地方在搖臂內(nèi)VVTL-i藉由油壓來使一小小個(gè)銷的移動(dòng)來決定頂?shù)侥欠N尺寸的凸輪!VVTL-i在引擎轉(zhuǎn)速變高時(shí)，雖然凸輪軸一樣地在轉(zhuǎn)動(dòng)，但是，由於搖臂內(nèi)的pin已移動(dòng)， 所以是換成高角度的凸輪部份有效地頂?shù)綋u臂，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)到valve的開關(guān)，此時(shí)，小角度的突輪一樣在轉(zhuǎn)動(dòng)(因?yàn)樵谕桓馆嗇S上嘛)，但是卻是無效地空轉(zhuǎn)!這現(xiàn)象跟Honda VTEC是一模一樣的道理!就是這樣的方式，VVTL-i結(jié)合了VVT-i的連續(xù)式可變正時(shí)與重疊角，與VTEC式的凸輪軸切換，而首先達(dá)到第一具可以說是"近似"完美式的引擎，VVT-i加入可以變化valve揚(yáng)程(升程)後的新引擎VV

25、TL-i，果然在性能版的Celica身上有超過每公升100hp以上的實(shí)力，1.8升的它能有180hp/7800rpm(美規(guī))的的超強(qiáng)實(shí)力(日規(guī)的Celica更高達(dá)192ps)!而且它還保有扭力曲線高而平原式的表現(xiàn)，0-96km/hr，美規(guī)Celica就有7.5秒的路測(cè)實(shí)力，VVTL-i真是Toyota劃時(shí)代的力作!四.世紀(jì)末的禮物Honda的i-VTEC介紹:Honda一看到Toyota VVTL-i發(fā)表後，大概就氣的半死吧？!豐田用了本田最得意的VTEC原理，還用Celica來跟Honda最引以為傲的前驅(qū)車中性能與操控都數(shù)一數(shù)二的Inetgra來比個(gè)高下，兩個(gè)都是1.8升的引擎，兩者都是雙方

26、最得意的可變氣門代表作，所以，去年Celica一推出，當(dāng)時(shí)最熱門的話題，就是Celica vs. Integra，結(jié)果呢？姜還是老的辣!實(shí)際數(shù)據(jù)勝於一切雄辯或紙上談兵，Integra還是贏Celica，無論是在加速，還是引擎於高轉(zhuǎn)速時(shí)的性能表現(xiàn)，Integra還是老當(dāng)益壯，不過，Toyota只是可變氣門引擎上的新兵，對(duì)于視VTEC如命的本田而言，真是個(gè)重大打擊.本田的VTEC引擎一直是享有"可變氣門引擎的代名詞"之稱，它不只是輸出馬力超強(qiáng)，它還強(qiáng)調(diào)低轉(zhuǎn)速能有排氣標(biāo)準(zhǔn)環(huán)保又低油耗的特點(diǎn)，而這樣完全不同的特點(diǎn)在同一具引擎上面發(fā)生， 就因?yàn)樗谝恢馆嗇S上有2種，甚至於3種不同角

27、度的凸輪(凸輪)，中.低轉(zhuǎn)速用小角度凸輪，高轉(zhuǎn)速時(shí)，就再切換成高角度的凸輪，所以才有兩種完全不同性能表現(xiàn)的輸出曲線而同一顆引擎上發(fā)生，但是就因?yàn)檫@樣的特性，它也種下VTEC被批評(píng)成"stage"式的可變氣門引擎!本田的工程師把它VTEC分成"平時(shí)駕駛"與"戰(zhàn)時(shí)的激烈駕駛"，所以在引擎轉(zhuǎn)速的最兩側(cè)，都有被消費(fèi)者們喜歡或抱怨的兩極看法存在，這也是VTEC引擎長(zhǎng)期在網(wǎng)上倍受爭(zhēng)議的原因之一!而Toyota的VVTL-i發(fā)表之后，VTEC的技術(shù)已經(jīng)受到嚴(yán)厲的挑戰(zhàn)，幾個(gè)月後，本田發(fā)表的i-VTEC于加入"可連續(xù)性"變化的正時(shí)與

28、重疊角的設(shè)計(jì)，配合原本的VTEC機(jī)置，使i-VTEC也跟VVTL-i一樣達(dá)到"近似"完美的可變氣門引擎!VTEC如何切換凸輪(凸輪)的機(jī)置，在此voliron已不必多說，i-VTEC多的就是在VTEC引擎上加入VTC=valve overlap control，從名字就可以看出來，它也利用到跟VANOS與VVT-i類似的方式來"連續(xù)式"地轉(zhuǎn)動(dòng)凸輪軸的開與關(guān)，所以就達(dá)到了所謂的"氣門重疊角的控制"，這就是進(jìn).排氣閥門的正時(shí)與開啟的重疊時(shí)間的可變是由油壓控制的VTC，使凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)些角度(向右，向左)，進(jìn)而提早或延遲去驅(qū)動(dòng)到valve的開或

29、關(guān)的時(shí)間，這跟VVT-i中的controller有一樣的功能!VTC于不同轉(zhuǎn)速時(shí)，提早(上)或延遲(下)valve的開關(guān)就這樣的原理，i-VTEC也跟VVTL-i一樣的組合出"可連續(xù)性"變化的氣門正時(shí)與氣門重疊時(shí)間，"2-stage" 改變升程的可變氣門機(jī)構(gòu)於引擎的進(jìn)氣端與排氣端；而i-VTEC身上也用上S2000一樣的金屬正時(shí)鏈條，而為了進(jìn)一步改善低轉(zhuǎn)速扭力，與高轉(zhuǎn)速時(shí)更有效率與直接的換氣，i-VTEC也加上可變進(jìn)氣歧管為標(biāo)準(zhǔn)裝置，其中編號(hào):K20C的引擎將在下一代的integra上使用，排氣量2.0升的它有220ps的馬力(日規(guī))，海外版也有200h

30、p的性能輸出!而STREAM上用的K20A，雖然也是"DOHC"的iVTEC，但是它只使用"進(jìn)氣端"有可變氣門裝置，也有2.0升154匹馬力的性能(BMW的320i是150hp)更難能可貴的是，這顆i-VTEC引擎，2.0升居然有14.2km/L的低油耗實(shí)力，提前符合2010年才要施行的油耗效率(fuel efficiency)，而排放的廢氣標(biāo)準(zhǔn)也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低過LEV的低空污標(biāo)準(zhǔn)!唉呀!這不就是工程師們想努力克服的夢(mèng)想嗎？五.21世紀(jì)的初衷BMW的VALVETRONIC介紹:講到車壇上的引擎科技，自然不會(huì)把這藍(lán)天白云mark的BMW車廠給遺忘，那簡(jiǎn)易的機(jī)置即作

31、到連續(xù)性的可變氣門引擎，原理理是簡(jiǎn)單卻原創(chuàng)性十足，那就是它的得力作Variable Camshaft Control，叫作"可變凸輪軸控制系統(tǒng)"-VANOS，而Toyota的VVT-i，就是采用BMW這類似的裝置；以前，VANOS只被M3等超性能跑車使用，但是，日益嚴(yán)格的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，加上科技的平民化，如今VANOS系統(tǒng)，那怕是雙-VANOS也都被廣泛地使用在BMW的全車系，這代表可變氣門的科技已經(jīng)慢慢地平民化，而大量使用!BMW的VANOS是連續(xù)性的可變氣門正時(shí)與重疊時(shí)間，但是由於沒有變化進(jìn).排氣閥門的"升程"，使得它總是有那麼點(diǎn)點(diǎn)的缺憾，特別Toyota

32、與Honda都已經(jīng)克服這樣的問題，那麼以引擎科技傲視全球的BMW車廠怎會(huì)就此罷休呢？Valvetronic就是BMW的實(shí)現(xiàn)這理想的作品，它比VVTL-i或i-VTEC有更進(jìn)一步的地方，所以，才被比喻成更"完美的"可變氣門引擎!那到底厲害在何處呢？請(qǐng)繼續(xù)看下去。首先，Valvetronic少了節(jié)流閥(throttle)的設(shè)計(jì)，如同我們鼻子或肺在作呼吸動(dòng)作時(shí)一樣地跟空氣直接接觸，而省略掉throttle後，引擎在進(jìn)新鮮空氣時(shí)，將更順暢，少掉因?yàn)榭諝饬鲃?dòng)的一些 黏著力與磨擦力，而使引擎在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)省去不必的的loss!一般的車子，當(dāng)我們用腳踏加油門時(shí)，是驅(qū)動(dòng)著鋼索而通到throttle這開關(guān)的，而踏油門的深淺正控制著throttle的開或關(guān)的程度，而引進(jìn)的就是將進(jìn)入引擎燃燒室燃燒的新鮮空氣，所以，throttle正控制著燃燒室的空氣量與流動(dòng)速率；然而，取代這"機(jī)械式"的進(jìn)氣節(jié)流閥(throttle)機(jī)置后，取代的是"電子式"的可變電阻，依我們踏油門的深淺，經(jīng)過這可變電阻而來決定"進(jìn)氣量"。而Valvetronic比起VVTL-i與i-VTEC更進(jìn)一步的地方是它除了可連續(xù)性變化valve的開管正時(shí)與phase外，Valvetronic連揚(yáng)程(升