『可變氣門正時(shí)在Passat B5轎車上的應(yīng)用』
說到這里,,我們終于和VVT的主題接近一些了。不過還是再耐心一下,,前面講了半天,,都只把注意力放在發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性方面了,下面讓我們看看重疊角度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排放的影響,�,?赡艽蠹叶贾溃l(fā)動(dòng)機(jī)的油耗轉(zhuǎn)速特性曲線是馬鞍形的,,轉(zhuǎn)速太高,,超過了一定的范圍,可燃混合汽的燃燒就會(huì)越發(fā)的不充分,,發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和排放特性都會(huì)惡化,,尤其如今發(fā)達(dá)國家的環(huán)保法規(guī)日益嚴(yán)格,,問題就變得更加嚴(yán)重。
于是,很多廠商就采用復(fù)雜的廢氣再循環(huán)(EGR)裝置來改善發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速經(jīng)濟(jì)性和排放。顧名思義,,EGR裝置的作用就是吸入部分廢氣,使其中的尚未燃燒的可燃物質(zhì)有機(jī)會(huì)繼續(xù)燃燒,,部分有害中間產(chǎn)物得以分解,。不難想到,,如果此時(shí)將進(jìn)氣門和排氣門的重疊角度調(diào)得高一點(diǎn),,略微超過原來所說的對(duì)動(dòng)力性來講最合適的角度一些,就會(huì)有部分廢氣和新鮮的可燃混合汽混合,,提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比,,使燃燒更充分,,排放更清潔,。大家可能發(fā)現(xiàn)了,,這簡(jiǎn)直就是不需要額外裝置的EGR技術(shù)嘛!然而很不幸,,這種偏大的重疊角度設(shè)置,,同樣使發(fā)動(dòng)機(jī)難以提供令人滿意的低轉(zhuǎn)速性能,。
好了,,現(xiàn)在不用我說,,大家也知道為什么我們?nèi)绱酥匾昖VT技術(shù)了吧,!各個(gè)廠家的VVT技術(shù)千差萬別,共同之處就是都要對(duì)氣門正時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié),,使發(fā)動(dòng)機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下進(jìn)氣門和排氣門能有不同的重疊角度,,從而改善前面說的那些問題。改變氣門正時(shí)可以有很多不同的方法,,但最主要的無外乎兩大類,,一類是改變凸輪軸的相位,再一類就是直接改變凸輪的表面形狀,。想想看就知道,,改變凸輪的表面形狀哪可能容易呢?所以第一類VVT比較容易實(shí)現(xiàn)些,。
『Valvetronic的透視圖』
回到Valvetronic,,它依然保留了Double VANOS可變進(jìn)、排氣凸輪軸相位的氣門正時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng),,那么它又是如何實(shí)現(xiàn)對(duì)氣門升程進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)的呢,?BMW為此增加了一種額外的偏心軸,凸輪軸則又通過一個(gè)額外的搖臂系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)傳統(tǒng)的氣門搖臂,,并且該附加搖臂與氣門搖臂的接觸的角度取決于附加偏心軸的相位。附加偏心軸的相位可以由一個(gè)ECU控制下的調(diào)節(jié)裝置來調(diào)整,,從而使附加搖臂的角度發(fā)生變化,,這樣,對(duì)于相同的凸輪運(yùn)動(dòng),傳遞到氣門搖臂上的反應(yīng)就可以不同,,氣門的升程也就會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化,。
從BMW的資料看,Valvetronic系統(tǒng)對(duì)氣門開放時(shí)程的影響應(yīng)當(dāng)不大,,調(diào)節(jié)的只是氣門升程,。不過,氣門開度很小的時(shí)候,,氣體的進(jìn)出效率是很低的,,如果考察氣門開度超過一定程度的持續(xù)角度,姑且稱之為有效的氣體交換時(shí)程,,通常也是隨氣門升程的增加而增加的,。為了限制發(fā)動(dòng)機(jī)的復(fù)雜度,目前實(shí)際應(yīng)用的Valvetronic系統(tǒng)在氣門升程方面,,調(diào)整的只是進(jìn)氣門,。盡管理論上類似系統(tǒng)也可以作用于排氣門,但那樣的話整個(gè)配氣機(jī)構(gòu)就過于復(fù)雜了,。就目前Valvetronic的發(fā)展情況來說,,由于參與氣門運(yùn)動(dòng)的機(jī)件還是太多,高轉(zhuǎn)速下機(jī)械能損耗就大,,不利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)速,。所以在提高升功率方面,Valvetronic的表現(xiàn)是不及一些諸如VTEC之類的更簡(jiǎn)單的氣門升程調(diào)節(jié)系統(tǒng)的,,它的優(yōu)勢(shì)在于綜合能力,,在于發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的提高。
如果說VVTL-i,、i-VTEC和VarioCam Plus是融合了第一類和第二類VVT的話,,Valvetronic在可變氣門升程方面采用的方式似乎可以看作是獨(dú)辟蹊徑的第三條道路。還有其他的VVT嗎,?有,。BMW的工程師強(qiáng)調(diào)對(duì)氣門升程進(jìn)行調(diào)節(jié),Rover的工程師則選擇了氣門的開放時(shí)程作為調(diào)整的目標(biāo),。在Rover VVC中,,由于凸輪可以受設(shè)計(jì)獨(dú)特的偏心輪驅(qū)動(dòng),其轉(zhuǎn)動(dòng)并非勻速,,這樣一來,,在調(diào)整氣門正時(shí)的同時(shí),氣門的開放時(shí)程也發(fā)生了改變,,盡管升程并沒有變化,。VVC系統(tǒng)相當(dāng)復(fù)雜,,我也沒見過具體的結(jié)構(gòu)圖,對(duì)其具體原理也不太清楚,,只知道它通常只用于調(diào)節(jié)進(jìn)氣門,,而且可以做到連續(xù)的改變進(jìn)氣門正時(shí)和開放時(shí)程。瘋狂的英國人,!
『國內(nèi)采用可變氣門正時(shí)技術(shù)的部分車型』
本文寫到這里,,還從來沒有提到Mercedes-Benz發(fā)動(dòng)機(jī)的VVT技術(shù)呢,很多人會(huì)感到奇怪了吧,?其實(shí)盡管Mercedes-Benz發(fā)明了無數(shù)的電子技術(shù),,各種新配置總是層出不窮,D-C在發(fā)動(dòng)機(jī)方面卻一貫比較保守,,目前為止,,它的確在VVT領(lǐng)域走在了后面,大部分車型的發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)在是乏善可陳,,還是多年未變的每缸三氣門SOHC結(jié)構(gòu),,也沒有使用任何VVT技術(shù)。所以,,Mercedes-Benz車在同級(jí)車中往往是升功率偏小,,動(dòng)力一般,油耗不低,。然而世事無絕對(duì),,最近我也注意到,在新款CLK等車型上,,D-C也在暗暗的拋出猛料,。
不但順應(yīng)主流,改為使用四氣門DOHC結(jié)構(gòu),,什么汽油直噴,,雙火花塞,VVT全都一下子冒了出來,。永遠(yuǎn)不要低估D-C的技術(shù)儲(chǔ)備,,它的VVT是和Valvetronic一個(gè)水平的:兩個(gè)凸輪軸的運(yùn)動(dòng)通過三個(gè)搖臂系統(tǒng)復(fù)合在一起,理論上,,可以同時(shí)提供進(jìn),、排氣門的正時(shí)、開放時(shí)程和升程調(diào)節(jié),。聽上去不錯(cuò),?還有呢!在D-C正在開發(fā)的另一套VVT系統(tǒng)中,,發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸被徹底的拋棄了,,每個(gè)氣門,,或每幾個(gè)氣門的動(dòng)作直接由專門的電磁系統(tǒng)驅(qū)動(dòng),ECU需要它們?cè)趺磩?dòng),,它們就怎么動(dòng),這也正是VVT技術(shù)追求的最高境界,!相信各個(gè)大廠都有類似的努力吧,!
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