汽車的發動機,好像電腦的CPU,CPU的頻率越高,證明CPU的處理能力越好,速度越快,汽車的發動機也不例外。汽車的品牌,、等級、配置,就好像電腦一樣,價格也相對有高低,但是排除品牌的光環,對號入座的就是發動機的性能參數了,其中發動機無疑是核心中的核心,拋開複雜因素,普通的消費者,就是看發動機的扭矩和功率了。
車輛的最高速度與最大功率有著直接關係,功率越大轉速越高,汽車的最高速度也越高,現在通常用最大功率來描述汽車的動力性能。最大功率一般用公制馬力(ps)或千瓦(kW)來表示,1PS約等於0.735kW。
扭矩是發動機性能的一個重要參數,扭矩越大,發動機輸出的「勁」越大,曲軸轉速的變化也越快,汽車的爬坡能力、起步速度和加速性也越好。但是扭矩隨發動機轉速的變化而不同,轉速太高或太低,扭矩都不是最大,只在某個轉速時或某個轉速區間內才有最大扭矩,這個區間就是在標出最大扭矩時給出的轉速或轉速區間。最大扭矩一般出現在發動機的中、低轉速的範圍,隨著轉速的提高,扭矩反而會下降。
功率和扭矩是汽車最高的兩個指標
1,功率的物理定義是物體在單位時間內所做的功的多少。對於內燃機而言,我們可以把它理解為燃料在單位時間內所產生能量的多少。因此,功率僅僅是一個描述做工快慢的物理量,功率越高,單位時間內產生的能量就越多,往往汽車的最高速度也越高。
2,扭矩在發動機上的定義是指曲軸端輸出的力矩,力矩的大小決定汽車的加速度。因此,扭矩是衡量發動機加速能力的物理量。
3,功率和扭矩的關係: 功率=n×扭矩×轉速,從它們的轉化公式可以看出,n是一個常數,那麼扭矩和轉速是成反比例關係。這也很好地解釋了為什麼當扭矩到達峰值時,繼續拉高轉速它會驟然下降。
VVT發動機可變氣門正時技術
發動機可變氣門正時技術(VVT,Variable Valve Timing)原理是根據發動機的運行情況,調整進氣(排氣)的量,和氣門開合時間,角度。使進入的空氣量達到最佳,提高燃燒效率。優點是省油,功升比大;缺點是中端轉速扭矩不足。
定義
可變氣門正時系統OCV VCT由電磁閥(OCV)和可變凸輪軸相位調節器(VCT)組成,通過調節發動機凸輪相位,使進氣量可隨發動機轉速的變化而改變,從而達到最佳燃燒效率,提高燃油經濟性。
原理
曲軸經由齒狀的傳動裝置帶動凸輪軸轉動,使得氣門在做開啟與關閉的動作時會與曲軸的轉動角度形成一定的對應關係。而氣體的流動會隨著發動機運轉速度的快慢而改變,如何使汽缸在不同的轉速下都能夠獲得良好的進氣效率?為此必須改變氣門開啟與關閉的時間。經由安裝在凸輪軸前端的油壓裝置使凸輪軸可以另外做一些小角度轉動,以使進氣門在轉速升高時得以提早開啟。
採用可變配氣定時機構可以改善發動機的性能。發動機轉速不同,要求不同的配氣定時。這是因為:當發動機轉速改變時,由於進氣流速和強制排氣時期的廢氣流速也隨之改變,因此在氣門晚關期間利用氣流慣性增加進氣和促進排氣的效果將會不同。
例如,當汽車發動機在低速運轉時,氣流慣性小,若此時配氣定時保持不變,則部分進氣將被活塞推出氣缸,使進氣量減少,氣缸內殘餘廢氣將會增多。當發動機在高速運轉時,氣流慣性大,若此時增大進氣遲后角和氣門重疊角,則會增加進氣量和減少殘餘廢氣量,使發動機的換氣過程臻於完善。
總之,四衝程發動機的配氣定時應該是進氣遲后角和氣門重疊角隨發動機轉速的升高而加大。
如果氣門升程也能隨發動機轉速的升高而加大,則將更有利於獲得良好的發動機高速性能。
CVVT
CVVT是英文Continue Variable Valve Timing的縮寫,翻譯成中文就是連續可變氣門正時機構,它是近些年來被逐漸應用於現代轎車上的眾多可變氣門正時技術中的一種。例如:寶馬公司叫做 Vanos,豐田叫做VVTI,本田叫做VTEC,但不管叫做什麼,他們的目的都是給不同的發動機工作狀況下匹配最佳的氣門重疊角(氣門正時),只不過所實現的方法是不同的。
外形特點
韓國現代轎車所開發的CVVT是一種通過電子液壓控制系統改變凸輪軸打開進氣門的時間早晚,從而控制所需的氣門重疊角的技術。這項技術著重於第一個字母C (Continue連續),強調根據發動機的工作狀況連續變化,時時控制氣門重疊角的大小,從而改變氣缸進氣量。當發動機低速小負荷運轉時(怠速狀態),這時應延遲進氣門打開時間,減小氣門重疊角,以穩定燃燒狀態;當發動機低速大負荷運轉時(起步、加速、爬坡),應使進氣門打開時間提前,增大氣門重疊角,以獲得更大的扭矩;當發動機高速大負荷運轉時(高速行駛),也應延遲進氣門打開時間,減小氣門重疊角,從而提高發動機工作效率;當發動機處於中等工況時(中速勻速行駛),CVVT也會相對延遲進氣門打開時間,減小氣門重疊角,此時的目的是減少燃油消耗,降低汙染排放。
內部設計
CVVT系統包含以下零件:油壓控制閥、進氣凸輪齒盤、曲軸位置感應器、凸輪軸位置感應器、油泵、引擎電子控制單元(ECU)。
起亞的CVVT發動機
進氣凸輪齒盤包含:由時規皮帶所帶動的外齒輪、連接進氣凸輪的內齒輪與一個能在內外齒輪間移動的控制活塞。當活塞移動時在活塞上的螺旋齒輪會改變外齒輪的位置,進而改變正時的效果。而活塞的移動量由油壓控制閥所決定的,油壓控制閥是一電子控制閥其機油壓力由油泵所控制,。當電腦(ECU)接受到輸入信號時,例如引擎轉速、進氣空氣量、節氣門位置、引擎溫度等以決定油壓控制閥的操作。電腦也會利用凸輪位置感應器及曲軸位置感應器,來決定實際的進氣凸輪的氣門正時。
當發動機啟動或關閉時油壓控制閥位置受到改變,而使得進氣凸輪正時出於延後狀態。當引擎怠速或低速負荷時,正時也是處於延後的位置,比增進引擎穩定的工作狀態。當載重負荷時則進氣凸輪在提前的位置,當中低速高負荷時則處於提前角位置增加扭矩輸出。而在高速符合時則處於延遲位置以利於高轉速操作。當引擎溫度較低時凸輪位置則處於延遲位置,穩定怠速降低油耗。
配置特色
HONDA車系列中最為人津津樂道的應該是那套名為「VTEC」系統及後來的i-VTEC系統。
VTEC系統的全名是「Variable Valve Timing and Lift Electronic Control」,中文翻譯過來就是「可變氣門相位及升程控制系統」,VTEC機構最早出現在1989年,發明者叫松澤健一,車型是「型格」INTEGRA(DA6) XSi和 RSi:
本田的VTEC引擎一直是享有"可變氣門引擎的代名詞"之稱,它不只是輸出馬力超強,它還強調低轉速能有排氣標準環保又低油耗的特點,而這樣完全不同的特點在同一具引擎上面發生, 就因為它在一支凸輪軸上有2種,甚至於3種不同角度的凸輪(凸輪),中.低轉速用小角度凸輪,高轉速時,就再切換成高角度的凸輪,所以才有兩種完全不同性能表現的輸出曲線而同一顆引擎上發生,但是就因為這樣的特性,它也種下VTEC被批評成"stage"式的可變氣門引擎!本田的工程師把它VTEC分成"平時駕駛"與"戰時的激烈駕駛",所以在引擎轉速的最兩側,都有被消費者們喜歡或抱怨的兩極看法存在,這也是VTEC引擎長期在網上倍受爭議的原因之一! 而Toyota的VVTL-i發表之後,VTEC的技術已經受到嚴厲的挑戰,幾個月後,本田發表的i-VTEC於加入"可連續性"變化的正時與重疊角的設計,配合原本的VTEC機置,使i-VTEC也跟VVTL-i一樣達到"近似"完美的可變氣門引擎!
VTEC如何切換凸輪(凸輪)的機置,在此voliron已不必多說,i-VTEC多的就是在VTEC引擎上加入VTC=valve overlap control,從名字就可以看出來,它也利用到跟VANOS與VVT-i類似的方式來"連續式"地轉動凸輪軸的開與關,所以就達到了所謂的"氣門重疊角的控制",這就是進.排氣閥門的正時與開啟的重疊時間的可變是由油壓控制的VTC,使凸輪軸轉動些角度(向右,向左),進而提早或延遲去驅動到valve的開或關的時間,這跟VVT-i中的controller有一樣的功能!
就這樣的原理,i-VTEC也跟VVTL-i一樣的組合出"可連續性"變化的氣門正時與氣門重疊時間,"2-stage" 改變升程的可變氣門機構於引擎的進氣端與排氣端;而i-VTEC身上也用上S2000一樣的金屬正時鏈條,而為了進一步改善低轉速扭力,與高轉速時更有效率與直接的換氣,i-VTEC也加上可變進氣歧管為標準裝置,其中編號:K20C的引擎將在下一代的integra上使用,排氣量2.0升的它有220ps的馬力(日規),海外版也有200hp的性能輸出!而STREAM上用的K20A,雖然也是"DOHC"的iVTEC,但是它只使用"進氣端"有可變氣門裝置,也有2.0升154匹馬力的性能(BMW的320i是150hp)更難能可貴的是,這顆i-VTEC引擎,2.0升居然有14.2km/L的低油耗實力,提前符合2010年才要施行的油耗效率(fuel efficiency),而排放的廢氣標準也遠遠低過LEV的低空汙標準!
豐田是VVT-I 本田有VTEC和VTEV-I 起亞是CVVT
上面有四種東西簡單的介紹一下:
豐田的VVT-I和本田的VTEC還有起亞的CVVT都是可變氣門正時功能只是叫法不一樣,主要原理是提前打開進氣門和延遲關閉排氣門,為什麼要這樣?這樣可以提高發動機的低速扭力,對於高轉速幫助不大.
現在說本田的VTEV-I不但有了上述功能後還擁有了氣門行程升降的功能,由於發動機轉速高對空氣進氣量的要求也高,也就是說發動機大約在3500左右進排氣門的行程加大,以便使發動機得到更多的空氣,製造更多的動力.因此本田的VTEV-I理論上比其他的要先進.兼顧了高低轉速的需要,但由於他是純機械式的,沒有像寶馬和其他車廠是使用電子控制所以在世界上還是比較先進的了.雅閣2.4是VTEV-I 雅閣3.0是VTEV,所以得出結論本田的VTEC-I在所列出來中是最好的.不過 現在目前最好的可變氣門正時系統是寶馬760的是無段式的.被公認為全球最先進的發動機。
DVVT
DVVT全稱是:Dual Variable Valve Timing.意思是進排氣氣門連續可變正時技術。採用DVVT技術的發動機比目前市場上較多採用的進氣門正時技術的發動機更高效、節能、環保。
基本含義
DVVT技術可降低油耗5%,同時動力提高10%,可達2.0排量的動力指標,廢氣排放達到國家Ⅳ級標準;通過控制發動機燃燒室之中的汽油與空氣混合氣體達到最合適的空燃比,還可明顯改善怠速穩定性從而獲得較好的舒適性。
什麼是可變配氣相位?
是指連續可變氣門正時技術,根據發動機的不同工作狀態,通過調節氣門關閉的
時機,從而提高發動機的動力性能,提高燃油經濟性。
凡是有質量的東西都有慣性,被吸入發動機氣缸的空氣也因慣性,進氣過程結束
後保留進入氣缸的趨勢。這時如果延遲氣門關閉時間,氣缸可吸入更多的空氣,
可以提高體積效率。
其結果是延遲氣門關閉時間越長,高轉速下的性能就越高;反之越是提前關閉氣
門,低轉速下的運轉越穩定,扭矩越大。
可變配氣相位的發動機都有哪些特點?
降低進排氣重疊,確保燃燒穩定;
降低進氣損失,改善油耗,燃油經濟性提高24%;
有效改善碳氫化合物和氮氧化合物的排放;
發動機動力更強勁,動力提升12%。
縱向歷史追蹤
DVVT技術高效低耗最具競爭力
發動機是汽車的「心臟」,在強調節能環保的今天,我們對汽車發動機的要求,簡單地說來即是用最少的油,達到輸出最大的功率和扭矩的效果,並且穩定、持續、可靠,並帶有低排放的附加值。榮威550 1.8LDVVT上市後之所以會廣受關注,正是因其採用了時下最先進的DVVT(DualVariableValveTiming)進排氣雙連續可變氣門正時技術,應時所需提高動力、降低油耗。
談到DVVT技術,不得不先說說VVT(可變氣門正時系統),就是對氣門升程進行調節的裝置,它能保證低速大扭矩,又能獲得高速大功率,對汽車發動機而言是一個極大的突破。今天,VVT技術因其高成熟度和技術領先性,已為全球汽車大品牌主力車型所運用。
DVVT發動機是基於VVT發動機技術全面晉級的最具競爭力的新主流,已在類似寶馬325DVVT等高端車型上運用。DVVT發動機採用的原理雖與VVT發動機類似,但VVT發動機只能對進氣門進行調節,而DVVT發動機可實現對進排氣門同時調節,榮威550 1.8LDVVT還可根據發動機不同轉速實現一定轉角範圍內氣門相位的連續線性可調,具有低轉數大扭矩、高轉數高功率的優異特性。
技術區別
查看新車配置表時,我們常能在發動機技術一欄發現「VVT」、「i-VTEC」、「VVT-i」、「VIS」、「DVVT」等字眼,有的還出現在車輛的發動機蓋上。那麼,它們到底是什麼意思?又有什麼區別?
VVT(可變氣門正時技術)
發動機可變氣門正時技術(Variable Valve Timing,縮寫為VVT)也是當下熱門的發動機技術之一,它通過對氣門的控制進行進排氣的配氣,近些年被越來越多地應用於現代轎車上。氣門是由引擎的曲軸通過凸輪軸帶動的,氣門的配氣正時取決於凸輪軸的轉角。在普通的引擎上,進氣門和排氣門的開閉時間是固定不變的,這種不變的正時很難兼顧到引擎不同轉速的工作需求,VVT就能解決這一矛盾。簡單地說,就是改變進氣門或排氣門的打開與關閉的時間,可以提高進氣充量,使充量係數增加,發動機的扭矩和功率可以得到進一步的提高。
後來的VVT-i、i-VTEC、DVVT系統均為VVT技術的進一步發展。
VVT-i(智能可變氣門正時系統)
豐田公司開發的「智能可變氣門正時系統」的縮寫,與本田的i-VTEC、現代的CVVT系統大體類似,通過液壓系統調節發動機進、排氣門的氣門正時,以保證發動機在低、中、高轉速工況下皆有更合理的進氣提前角,使得發動機動力性和燃油經濟性得到提高。
VVT-i發動機目前廣泛地運用在豐田車繫上。而值得注意的是,VVT-i不能調節氣門升程。
i-VTEC(智能可變氣門正時和氣門升程電子控制系統)
i-VTEC為本田VTEC技術的升級,「i」是「intelligence(智能)」的意思,VTEC為本田公司在1989年推出了自行研製的「可變氣門正時和氣門升程電子控制系統」(Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System)。
i-VTEC能夠同時控制氣門開閉時間及升程等兩種不同情況。
DVVT(進排氣雙連續可變氣門正時系統)
DVVT發動機是VVT的延續和發展,它解決了VVT發動機未能克服的技術難題。DVVT即進排氣雙連續可變氣門正時(Dual Variable Valve Timing),它可以說是目前氣門可變正時系統技術中最高級的形式。
DVVT發動機採用的是與VVT發動機類似的原理,利用一套相對簡單的液壓凸輪系統實現功能。不同的是,VVT的發動機只能對進氣門進行調節,而DVVT發動機可實現對進排氣門同時調節,具有低轉數大扭矩、高轉數高功率的優異特性,技術上處於領先地位。通俗點講,就像人的呼吸,能夠根據需要有節奏地控制「呼」和「吸」,當然比僅僅能控制「吸」擁有更高的性能。正是基於這一技術上的領先地位,搭載DVVT發動機的車型參數都是同級中最大的。
DVVT發動機之前多在中高級以上車型中應用,例如君越的Ecotec DVVT2.4L發動機、寶馬325 DVVT、歐寶雅特、皇冠和銳志等。而為增強產品的競爭力,目前已有部分先行的A級車開始應用DVVT技術,如榮威550和雪佛蘭科魯茲,而即將上市的2011款奇瑞A3裝備了ACTECO系列的第二代發動機,型號為SQRE4G16,最大功率達到93kw,在3900轉的時候就能達到最大扭矩160Nm。
1.6DVVT+VIS發動機
VIS(可變慣性進氣系統)
與VVT不同,VIS的技術相對複雜些,與VVT控制的位置也不一樣,VVT是控制氣門,VIS則是控制進氣歧管,也就是發動機的喉嚨。
該系統裝在進氣歧管上,可以根據車輛特性、駕駛者踩踏油門的幅度和發動機不同轉速的扭力需求,控制空氣室內閥門的啟閉,調整進氣歧管路徑的長短,保證最佳的發動機進氣效率。使用這套系統的裝置後,發動機進氣氣流的流動慣性和進氣效率都有所加強,從而提高了扭矩,同時能夠降低油耗。