"變",可能是這世上最為永恆的話題,但是很多變化並不是"立竿見影",而是需要長時間的積累才能改收到明顯的變化。就像是汽車,能有今天的豪華與科技,也是從一百多年前的"基石(奔馳一號)",逐漸變化得來。但是,汽車發展至今,已經有些重要的動量在每時每刻改變著,同時,這些改變能直接影響車輛的性能。那麼,今天說哥就跟大家聊聊"可變氣門、可變缸、可變壓縮比",這三個特殊的"可變"對車輛性能有著什麼影響。
1. 可變氣門
相信對汽車了解的朋友們都知道,進氣量是可以影響發動機動力的,以至於不少玩車人士都喜歡更換"高流量風格",達到更大的進氣量,讓燃料燃燒更為充分,動力更為強勁。但是進氣量的多少,不僅需要增大節氣門的進氣量,更要調整發動機氣門的開啟時間,以達到增大氣缸內進氣量的效果。
這就要提到可變氣門,這應該上述三個技術中最早出現的技術,大概是在上世紀八十年代末應用在量產車型上的技術。實現該技術,最為主要的手段就是延遲關閉發動機氣門,利用空氣流動的慣性,以達到增大進氣量的效果。但是如果過遲關閉發動機氣門,就會把已經吸入的空氣在發動機進氣門排出,這就不能達到增大進氣量的效果。
另外,當時市面上的大多數車輛並未加入行車電腦(ECU),並不能控制不同轉速下,發動機氣門的延遲關閉所需時間。因此當時僅採用階梯式可變的,就是在特定轉速區間內,發動機氣門才會延遲關閉,利用氣流慣性,以增大燃燒室內的進氣量。
就拿本田來說,當時較早加入了VVT技術應該是TypeR車型,這也讓本田圈粉無數。其實,該車的發動機VVT技術就是可變氣門,讓該車到達特定轉速時,動力更為強勁。但是這項技術也有一定的弊端,就是得去到較高轉速時,才能爆發出強勁動力。
不過,隨著技術的發展,絕大部分車型都加入了行車電腦。電腦可以精確計算出,不同轉速下,車輛所需延時關閉發動機氣門的時機,讓車輛在任何轉速下,都能達到加大的進氣量,讓發動機在任何時候動力都更為強勁。
2.可變缸
其實,可變氣門不僅可以實現更強勁的動力,還能減少尾氣的氮氧化物的排放,以達到減排的效果。不過,在我的印象當中,減排一般都是跟節能聯繫在一起的。特別是對於大排量車型,節能才是更為重要的點。因此,在上世紀九十年代中期,部分廠商就推出了可變缸技術。
其實,可變缸很好理解,就是減少發動機做功的缸數,以達到節約燃油的效果。不過,以前主要是針對四缸以上車型的,因為如果四缸或一下車型,缺少兩個氣缸工作的話,可能會出現動力不足的情況。
但是隨著渦輪的加入,小排量車型也開始加入了閉缸技術,最為特別的可能是福特福克斯的1.5T三缸車型也能閉缸。只是這些車型的閉缸不是由駕駛者控制,而是由車輛電腦控制的,在低速或高工況時,該車依舊用三個氣缸同時工作以保證車輛的動力輸出,而在低工況時車輛才會使用閉缸技術,停止車輛其中一個氣缸的工作。
值得注意的是,閉缸技術並不是說氣缸停止運轉,只是被閉缸的氣缸停止噴油而已,但是仍然會跟隨曲軸上下運動。因此,停止工作的氣缸也會損耗其他正在運行氣缸所輸出的動能,所以閉缸後,工作氣缸所輸出的動能較所有氣缸同時運轉時要低。
3.可變壓縮比
其實,通過減少噴油量達到節能效果以外,還能通過改變壓縮比來達節能效果。在說這項技術之前,我們先科普一下什麼是壓縮比。該比值表示活塞由下止點運動到上止點時,氣缸氣體被壓縮的程度。高壓縮比不僅能提升發動機的動力,還能減少燃料的使用。不過無限制的增大壓縮比,可能會導致車輛發動機爆震,且影響車輛發動機的壽命。
不過,因為現在有不少車型已經加入了渦輪,渦輪也能在一定程度上增加缸內氣體的壓力,但是在低轉速時渦輪並不能介入工作,這時就需要可變壓縮比來實現,低轉速時動力不足的情況。
這項技術最早是由薩博汽車工程師發明的,但薩博汽車已經遠離多時,所以我們就拿目前日產的VC-TURBO技術來說。該發動機最高壓縮比可達到14:1,最低壓縮比只有8:1。發動機是通過加入缸體與缸蓋之間安裝楔型滑塊來實現改變壓縮比的。缸體可以通過滑塊的斜面進行位移,讓燃燒室與活塞的相對位置發生改變,以達到法比安燃燒室的體積,從而達到改變壓縮比的效果。
寫在最後的話:
車輛工程師的不斷深入探索才有了現代汽車的各種技術,但是隨著時間的推移,好像內燃機性能的壓榨也遇到了瓶頸,但是節能減排依舊是車輛工程師恆久不變的追求。在這個時候,新能源汽車的出現似乎是更好的節能減排"方案",畢竟內燃機的轉化率也就百分之二十幾,但是電能的轉化目前已經超過百分之四十。因此,想要更好的保護地球,最好的方法就是大家都使用新能源車型。