都說發動機是汽車的心髒,此話确實不假。發動機技術的好壞對用車的影響還是很大的。我認為對于咱普通老百姓來說好的發動機動力不一定要那麼拔尖兒,但是穩定性一定要好,油耗要低,這樣用起來才省心。很多人買車時會特别在意發動機的先進技術,今天咱們就來聊聊最常見的技術:VVT。
什麼是VVT
VVT估計大家都不陌生,網上各種VVT,什麼CVVT、DVVT、VVT-I,很多車掀開引擎蓋就能看到發動機上寫着這樣的字母。其實不管怎麼叫,核心就是VVT,可變氣門正時系統,多幾個字母隻是功能略有差别,但本質都是調節發動機進排氣門打開時機的。
發動機高低轉速的矛盾
我們都知道發動機有進氣門和排氣門,進氣時進氣門打開,排氣時排氣門關閉。它們由凸輪軸驅動,凸輪軸簡單來說就是一根金屬軸,上面有很多凸起,叫做凸輪。因為發動機氣門開閉時機和發動機工作循環是相關聯的,所以發動機氣門開閉都是曲軸通過相應齒比的正時輪驅動的。
再來一個動态圖,讓大家仔細看一下發動機的進排氣氣門是怎麼控制的,控制氣門開閉的系統就叫做發動機正時系統。我們常說的正時皮帶就是其中很重要的一個部分。從這個圖中可以看出來,如果正時皮帶斷了,那氣門就無法正常開閉,活塞就容易頂到氣門了。
但是這種結構有其弊端,那就是氣門開閉時機無法改變。
發動機低轉速運行時活塞運行速度慢,混合氣進入氣缸的速度也很低。這時候進入氣缸的混合氣甚至會倒流入進氣歧管,導緻氣缸内混合氣量減少,動力下降。所以發動機低轉速時更傾向于提前關閉進氣門,防止混合氣倒流。
但是高轉速運行時活塞速度快,混合氣被快速吸入氣缸,由于速度大,混合氣的慣性也大,活塞到達下止點後就停止吸氣了,但是混合氣在慣性的作用下還一個勁兒往氣缸裡沖,那此時我們能晚一點關進氣門豈不是可以讓氣缸裡多進入一些混合氣了。
所以矛盾就出現了,想要照顧低轉速的動力性,那就要把正時系統設計成進氣門提前關閉的模式,但是高轉速的性能就照顧不到了。想要高轉速動力性的話就要把正時系統設計成進氣門推遲關閉的模式,但是犧牲了低轉速性能。
VVT可以兼顧高低轉的需求而可變氣門正時系統就可以解決這個問題,它可以改變正時策略,在低轉速時讓進氣門提前關閉,高轉速時進氣門推遲關閉。
VVT系統是在正時輪上做的文章,普通正時系統的正時輪和凸輪軸是連在一起,無法相對移動的。而VVT系統正時輪和凸輪軸是相對獨立的,兩者的相對位置可以改變。比如上圖的正時輪連着正時皮帶或者正時鍊條,而内部的葉片則連着凸輪軸。通過向機油腔注入機油就可以改變葉片與正時輪的配合角度,從而改變氣門開閉時機。
上圖是葉片與正時輪發生相對運動的過程。
這個複雜的結構叫做相位調節器,它可以在低轉速時提前關閉氣門,高轉速時推遲關閉氣門,從而讓發動機在不同轉速區間都可以獲得最佳的性能。
所以說買車時肯定首選帶有VVT系統的車,不過這些年由于排放和油耗要求越來越嚴,幾乎新車發動機都帶有VVT系統了,隻是每個廠家的叫法不同而已。上圖是各大廠家可變氣門控制系統的名稱,這些系統有些是控制氣門正時的,有些則是控制氣門升程的,但終歸都是對提升發動機性能有幫助的。
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