氣門重疊的角度往往對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能產(chǎn)生較大的影響,那么這個(gè)角度多大為宜呢?我們知道,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高,每個(gè)氣缸一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)留給吸氣和排氣的絕對(duì)時(shí)間也越短,因此要達(dá)到更高的充氣效率,就需要延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的吸氣和排氣時(shí)間。顯然,當(dāng)轉(zhuǎn)速越高時(shí),要求的氣門重疊角度越大。但在低轉(zhuǎn)速工況下,過(guò)大的氣門重疊角則會(huì)使得廢氣過(guò)多的瀉入進(jìn)氣端,吸氣量反而會(huì)下降,氣缸內(nèi)氣流也會(huì)紊亂,此時(shí)ECU也會(huì)難以對(duì)空燃比進(jìn)行精確的控制,從而導(dǎo)致怠速不穩(wěn),低速扭矩偏低。相反,如果配氣機(jī)構(gòu)只對(duì)低轉(zhuǎn)速工況進(jìn)行優(yōu)化,那么發(fā)動(dòng)機(jī)的就無(wú)法在高轉(zhuǎn)速下達(dá)到較高的峰值功率。所以發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)都會(huì)選擇一個(gè)折衷的方案,不可能在兩種截然不同的工況下都達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。
所以為了解決這個(gè)問(wèn)題,就要求配氣相位可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和工況的不同進(jìn)行調(diào)節(jié),高低轉(zhuǎn)速下都能獲得理想的進(jìn)、排氣效率,這就是可變氣門正時(shí)技術(shù)開發(fā)的初衷。
——工作原理
雖然可變氣門正時(shí)技術(shù)在各個(gè)廠商的稱謂略有不同,但是實(shí)現(xiàn)的方式卻大同小異。以豐田的VVT-i技術(shù)為例,其工作原理為:該系統(tǒng)由ECU協(xié)調(diào)控制,發(fā)動(dòng)機(jī)各部位的傳感器實(shí)時(shí)向ECU報(bào)告運(yùn)轉(zhuǎn)情況。由于在ECU中儲(chǔ)存有氣門最佳正時(shí)參數(shù),所以ECU會(huì)隨時(shí)對(duì)正時(shí)機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,從而改變氣門的開啟和關(guān)閉時(shí)間,或提前、或滯后、或保持不變,下面這段視頻則清楚的展示了VVT機(jī)構(gòu)的工作原理。
簡(jiǎn)單的說(shuō),VVT系統(tǒng)就是通過(guò)在凸輪軸的傳動(dòng)端加裝一套液力機(jī)構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)凸輪軸在一定范圍內(nèi)的角度調(diào)節(jié),也就相當(dāng)于對(duì)氣門的開啟和關(guān)閉時(shí)刻進(jìn)行了調(diào)整。
——雙可變氣門正時(shí)
市面上的絕大部分氣門正時(shí)系統(tǒng)都可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣門正時(shí)在一定范圍內(nèi)的無(wú)級(jí)可調(diào),而一部分發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣門也配備了VVT系統(tǒng),從而在進(jìn)、排氣門都實(shí)現(xiàn)了氣門正時(shí)無(wú)級(jí)可調(diào)(也就是D-VVT,雙VVT技術(shù)),進(jìn)一步優(yōu)化了燃燒效率。
傳統(tǒng)的VVT技術(shù)通過(guò)合理的分配氣門開啟的時(shí)間確實(shí)可以有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和燃油經(jīng)濟(jì)性,但是這項(xiàng)技術(shù)也有局限性和自身的瓶頸。不過(guò)在此基礎(chǔ)上,通過(guò)引入可變氣門升程技術(shù)可以彌補(bǔ)VVT的缺憾,從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的呼吸更為順暢、自然。
我們都知道,發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)質(zhì)的動(dòng)力表現(xiàn)是取決于單位時(shí)間內(nèi)氣缸的進(jìn)氣量。前面說(shuō)過(guò),氣門正時(shí)代表了氣門開啟的時(shí)間,而氣門升程則代表了氣門開啟的大小。從原理上看,可變氣門正時(shí)技術(shù)也是通過(guò)改變進(jìn)氣量來(lái)改善動(dòng)力表現(xiàn)的,但是氣門正時(shí)只能提前或者推遲氣門開啟的時(shí)間,并不能有效改善氣缸內(nèi)單位時(shí)間的進(jìn)氣量,因此對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的幫助是有限的。如果氣門升程大小也可以針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)不同的工況和轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的話,那么就能提升發(fā)動(dòng)機(jī)在各種情況下的動(dòng)力性能。
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