上一期說了什麼是發動機的配氣相位，這是發動機配氣機構的基礎内容。這一期說到核心技術了，發動機可變氣門正時技術的結構與工作原理。

Q

為什麼要有可變氣門正時技術？

A

發動機的氣門通常由凸輪軸帶動，對于沒有可變氣門正時技術的普通發動機而言，進、排氣們開閉的時間都是固定的，但是這種固定不變的氣門正時卻很難顧及到發動機在不同轉速和工況時的需要。前面說過發動機進、排氣的過程猶如人體的呼吸，不過固定不變的“呼吸”節奏卻阻礙了發動機效率的提升。

Q

什麼是可變氣門正時技術？

A

前面說過氣門正時控制着氣門的開啟時間，那麼VVT（可變氣門正時）技術是如何工作的呢？它又是怎樣達到提升效率、節約燃油的效果呢？

氣門重疊角對發動機性能的影響

當發動機處在高轉速區間時，四沖程發動機的一個工作沖程僅需千分之幾秒，這麼短的時間往往會引起發動機進氣不足和排氣不淨，影響發動機的效率。因此，就需要通過氣門的早開和晚關，來彌補進氣不足和排氣不淨的缺憾。這種情況下，必然會出現一個進氣門和排氣門同時開啟的時刻，配氣相位上稱為“氣門重疊角”。

氣門重疊的角度往往對發動機性能産生較大的影響，那麼這個角度多大為宜呢？我們知道，發動機轉速越高，每個氣缸一個工作循環内留給吸氣和排氣的絕對時間也越短，因此要達到更高的充氣效率，就需要延長發動機的吸氣和排氣時間。顯然，當轉速越高時，要求的氣門重疊角度越大。但在低轉速工況下，過大的氣門重疊角則會使得廢氣過多的瀉入進氣端，吸氣量反而會下降，氣缸内氣流也會紊亂，此時ECU也會難以對空燃比進行精确的控制，從而導緻怠速不穩，低速扭矩偏低。相反，如果配氣機構隻對低轉速工況進行優化，那麼發動機的就無法在高轉速下達到較高的峰值功率。所以發動機的設計都會選擇一個折衷的方案，不可能在兩種截然不同的工況下都達到最優狀态。

所以為了解決這個問題，就要求配氣相位可以根據發動機轉速和工況的不同進行調節，高低轉速下都能獲得理想的進、排氣效率，這就是可變氣門正時技術開發的初衷。

Q

可變氣門正時技術的工作原理是什麼？

A

雖然可變氣門正時技術在各個廠商的稱謂略有不同，但是實現的方式卻大同小異。以豐田的VVT-i技術為例，其工作原理為：該系統由ECU協調控制，發動機各部位的傳感器實時向ECU報告運轉情況。由于在ECU中儲存有氣門最佳正時參數，所以ECU會随時對正時機構進行調整，從而改變氣門的開啟和關閉時間，或提前、或滞後、或保持不變。

簡單的說，VVT系統就是通過在凸輪軸的傳動端加裝一套液力機構，從而實現凸輪軸在一定範圍内的角度調節，也就相當于對氣門的開啟和關閉時刻進行了調整。

早期的可變氣門正時技術，隻能對單個凸輪軸進行分段式的調節。比如本田的VTEC技術，就隻有高速和低速兩種模式，兩種模式之間是不連續的，而且隻能調節氣門開啟和關閉的時刻，而不能調節其目的升程。随着技術的進步，現在的可變氣門正時技術，已經可以同時調節進氣和排氣凸輪軸，并且實現了連續無間隙的調節，氣門的升程也可以随之調節。

老侯點評：

可變氣門正時技術是發動機配氣機構的一項巨大技術進步。它實現了發動機進氣過程的動态調節，可以使發動機随着轉速與負荷的變化随時調節進氣量，從而使發動機的動力性和經濟性都有了較大幅度的提高。但是各廠家的制造标準不同，型式各異，呈現一種百花争鳴的景象。請看下期：可變氣門正時技術有多少種？

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