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vvt发动机是什么意思发动机的优缺点

如果你是位运动爱好者,或许就会能理解控制呼吸节奏对运动成绩的重要性,毕竟呼吸与运动量匹配不合适容易加速疲劳和身体的不适,并严重影响运动时的状态。因此在进行运动时,我们需不断根据当前的运动状况来调整呼吸频率进行匹配,以便身体可以获得充足的氧气供应。

VVT可变气门正时技术是什么?它的好处有哪些

而对于依赖吸入空气并混合燃料做功的汽车引擎来说,其实也也同样适用这样的道理,引擎工作时进/排气的过程就好比人运动时的呼吸一样,也需要按实时工况的变化进行调整,以获得最佳的工作效率。通常在车辆引擎中,负责进/排气的阀门被称作“气门”,其动作由凸轮轴进行控制。

 

早期车辆引擎由于缺乏相应的可变控制机构,只能保持固定的开/关时间,无法兼顾各种不同转速区及加速工况的需求,因此也不能保持高效率的工作状态。因此可变气门正时/升程技术的诞生,目的就是为了能让引擎在各种转速区间和工况下,能对进气与排气进行调整,从而保持高效率的工作,以提升动力并降低能耗。

 

可变气门正时到底是什么

 

气门正时(Valve Timing)是指引擎气门开启的时间,而可变气门正时(Variable Valve Timing)是指可以对气门开/关时间进行调整的一种技术,通常被简称为VVT技术。

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可变气门正时也是当下主流的引擎配气技术之一,其通过对气门开/关的时间的控制来实现对进/排气的控制。这一系统由电磁阀(OCV)和可变凸轮轴相位调节器(VCT)组成,通过调节引擎凸轮轴的相位来改变气门开/关闭时间,从而让进/排气量可随引擎转速的变化而自行改变,让引擎获得最佳的燃烧效率,提高动力表现的同时还能提高燃油经济性。

 

在进一步了解可变气门正时工作原理和对引擎性能影响之前,我们不妨先来简单看看与其相关的两个小知识——配气相位机构和气门。

 

什么是配气相位机构和气门

 

1、 配气相位机构

 

由于引擎工作时需要新鲜空气和燃料混合燃烧才能做功,而配气相位机构正是向气缸提供新鲜空气的机构,其同时还负责将将燃烧做功之后的废气排出引擎,主要功能就是按一定的时间周期开/关各气缸的进/排气气门。

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空气在被吸入引擎时是具有惯性的,所以在进气过程结束后,进气系统中的空气依然保持着进入气缸的趋势,这时如果延迟进气门的关闭时间就可以让气缸吸入更多空气,提高容积效率。相对来说,延迟气门的关闭时间可以提升高转速下的性能表现,反过来缩短气门关闭时间,则可以让低转速扭矩得到提升。

 

2、气门原理和作用

 

气门在结构上分为进气门(intake valve)和排气门(exhaust valve),并且新鲜空气与废气都需要经过气门进行输入和排出。其中进气门的作用是控制空气吸入气缸的时机和流量,而排气门的作用则是控制燃烧后废气排出的时机和时间。

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气门的作用就相当于空气流动的控制开关,其开启大小与时间长短决定了单位时间内进出的空气流量,开启的角度越大、时间越长就可以让更多空气进出气缸,反之亦然。气门正时好比开启的时间,气门升程就好比开启的角度,开启的角度加时间决定了在单位时间内的进、排气量。

 

可变气门正时技术如何工作

 

在了解配气相位机构和气门后,我们一起来看看可变气门正时技术的工作原理是什么,以及它是如何帮助引擎提高工作效率,并提高性能及降低燃料消耗的。

 

1、基本工作原理

 

简单的说,可变气门正时技术就是通过凸轮轴连接正时传动装置的连接端加装液力控制机构,让凸轮轴可在一定范围内对凸轮轴的角度进行调节,也就相当于改变了进/排气气门的开关时机和时间。通过实时调整气门的开/关,同时ECU配合其变化进行不同的喷油配合,从而实现更高的性能输出以及更低的燃油消耗。

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目前各汽车厂商对自家可变气门正时技术采用的称谓有所不同,但基础工作方式大同小异。比如丰田称其为VVT-i技术, 其工作方式为,引擎各部位传感器实时报告运转情况后,由ECU协调控制,会依据事先存储好的各空开气门最佳正时参数,对正时机构进行实时调整,以改变气门的开关闭时间。

 

2、对性能的影响

 

引擎在高转速区间时每个工作冲程经历的时间非常短,所以容易出现进气不够/排气不净的问题,并直接影响引擎的工作效率,因此就需要通过实际情况来调整气门开/关时间来弥补这个问题。一般会采用进气门早开/晚关这种方式,但这种情况下会经历一个进气门和排气门同时开启的时刻,在配气相位上这种情况就称为“气门重叠角”。

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但由于 “气门重叠角”会对引擎的工作效率产生直接影响,引擎转速越高要达到更高的充气效率,就需要延长吸气和排气的时间,因而需要加大气门重叠角度。但相对的,低转速时如果继续提供太大的气门重叠角,就会让吸入过多本应从排气门排出去的废气,从而导致吸入的新鲜空气变少、缸内气流紊乱,使得ECU难以对精确控制空燃比,从而会引发怠速不稳与低转速扭矩降低的问题。

 

因此在不同转速与工况条件下,必须提供不同的气门重叠角才能保持引擎的稳定和高效,所以配气相位需要根据转速和工况的不同进行实时调节,才能让引擎在高/低转速区间都能获得更为理想的进/排气效率,这也正是可变气门正时技术开发的目的。

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