ＶＶＴ技術分析

博格華納杯“中國心”2007年度十佳發動機評選活動正在如火如荼地展開，自主品牌發動機此次可N是集體發力，共計有9家廠商，10款汽油機和7款柴油機入圍了這次的評選。在入圍的自主品牌汽油機行列中，有不少機型都宣布自己采用了VVT技術。那么，究竟什么是VVT技術，它究竟能給發動機帶來怎樣的變化?這一次，我們就為讀者稍解疑惑。VT(Variable Valve Timing)是近年來被逐漸應用于發動機上的新技術中的一種，發動機采用VVT技術可以提高進氣充量，使充量系數增加，使燃燒更加充分，發動機的扭矩和功率可以得到進一步的提高。

為了能更好地說清楚VVT的原理，首先有必要簡單解釋一下發動機相關的工作過程。大家知道，氣門是由發動機曲軸通過凸輪軸帶動的，氣門的配氣正時取決于凸輪軸的轉角。在普通發動機上，進氣門和排氣門的開閉時間是固定不變的，這種固定不變的正時很難兼顧到發動機不同轉速的工作需求，VVT技術就是解決這一矛盾的技術。

要了解VVT機構是怎么工作的，我們還要簡單回顧一下“氣門疊加角”這個概念——在發動機工作的時候，如果想要達到理論燃燒狀態，就需要讓更多的新鮮空氣進入燃燒室，讓廢氣盡可能地排出燃燒室，最好的解決方法就是讓進氣門提前打開，讓排氣門推遲關閉。這樣，在進氣行程和排氣行程之間，就會發生進氣門和排氣門同時打開的情況，這種進排氣門之間的重疊角度被稱為氣門疊加角(氣門正時)。

目前為止，沒有任何一種固定的氣門疊加角(氣門正時)設計能讓發動機在高低轉速時都達到完美輸出表現，如果沒有VVT技術，發動機只能根據其匹配車型的需求，選擇最優化的固定氣門疊加角。例如，賽車的發動機一般都采用較大的氣門疊加角，以有利于高轉速時候的動力輸出。而普通的民用車則采用適中的氣門疊加角，同時兼顧高速和低速的動力輸出，但在低轉速和高轉速時都會損失很多動力。VVT技術，就是通過技術手段，實現氣門疊加角(氣門正時)的可變來解決這一矛盾，讓發動機在高低轉速時都達到完美輸出表現的技術。

采用了VVT技術，發動機的功率和扭矩輸出將會更加線性，同時兼顧高低轉速的動力輸出。發動機的轉速能夠設計得更高，因而獲得更多的功率輸出。例如，尼桑2．0L的NEO VVL發動機比沒有配備VVT的相同結構的發動機，可以提供超過25％的動力輸出。

同時，采用了VVT技術，發動機在低轉速時能增加扭矩輸出，大大增強駕駛的操縱靈活性。例如，菲亞特Barchetta的1.8LVVT發動機，能在2000rpm～6000rpm之間輸出90％的扭矩。

需要說明的是，發動機采用VVT技術獲得上述好處的同時，沒有任何負面影響，換句話說，就是沒有對于發動機的工作強度提出更高的要求。

好了，現在不用我說，大家也知道為什么廠商如此重視VVT技術了吧!各個廠家的VVT技術的實現手段和技術名稱雖然千差萬別，可共同之處就是都要對氣門正時進行調節，使發動機在不同的轉速下進氣門和排氣門能有不同的氣門疊加角，從而改善前面說的那些問題。改變氣門正時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。誰都知道，隨時改變凸輪的表面形狀基本上屬于不可能完成的任務，所以第一類VVT技術比較容易實現些。

目前，VVT系列技術大體上包括可變氣門正時技術和可變氣門行程技術兩大類，其中可變氣門正時技術是最常見的。有些發動機只匹配可變氣門正時．如豐田的VVT-i發動機；有些發動機只匹配了可變氣門行程，如本田的VTEC發動機。有些發動機既匹配了可變氣門正時又匹配了可變氣門行程，如豐田的VVTL-i、本田的i-VTEC等。還有些發動機則進一步對進排氣系統都進行了改進，比如寶馬的Double Vanos。

可變氣門正時設計，是通過液壓和齒輪傳動機構，根據發動機的需要動態調節氣門正時。這項技術不能改變氣門開啟持續時間，只能控制氣門提前打開或推遲關閉的時刻。這種技術結構簡單，成本低廉，只需要一套液壓裝置，就能調整凸輪軸相位，而不像其他系統那樣，在每個氣缸都需要布置一個液壓機構。所以，這項技術現在才會成為大多數主流發動機使用的技術。

關于可變氣門行程，我們知道，發動機的氣門行程是受凸輪軸轉角長度控制的，在普通的發動機上，凸輪軸的轉角長度固定，氣門行程也是固定不變的，類似于不可變氣門正時的發動機。這種發動機采用的氣門行程設計也是根據發動機的需求設定，賽車發動機采用長行程設計，以獲得高轉速是強大的功率輸出，但在低轉速的時候會工作不穩定：普通民用車則采用兼顧高低轉速的氣門行程設計，但會在高低轉速區域損失動力。而采用可變行程技術的發動機，氣門行程能隨發動機轉速的改變而改變。在高轉速時，采用長行程來提高進氣效率，讓發動機的呼吸更順暢，在低速時，采用短行程，能產生更大的進氣負壓及更多的渦流，讓空氣和燃油充分混合，因而提高低轉速時的扭力輸出。

可變氣門正時的簡單分類

不連續可變氣門正時和連續可變氣門正時

簡單的可變配氣相位VVT系統(不連續可變氣門正時)只有兩段或三段固定的相位角可供選擇，通常是0度或30度中的一個。更高性能的可變配氣相位VVT系統(連續可變氣門正時)能夠連續可變相位角，也就是很多發動機所宣傳的CVVT技術。它可以根據轉速的不同，在0度～30度之間線性調教配氣相位。顯而易見，連續可變氣門正時系統更適合匹配各種轉速，能有效提高發動機的輸出性能，特別是發動機的輸出平順性。

進氣可變氣門正時和進排氣可變氣門正時(雙VVT系統)

為了節省成本或者是降低發動機的復雜程度，大多數廠商宣稱的VVT技術都只是進氣可變氣門正時，它只能對于進氣凸輪軸進行調節。

有一些設計，像寶馬的雙可變配氣相位系統(Double Vanos)則是屬于雙VVT系統，它能同時改變進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的相位角，進氣門可變相位能在0～40度之間調節，排氣門可變相位能在0～25度之間調節。從而獲得與轉速更匹配的氣門疊加角，因此其擁有效率更高的配氣效率。

我們之前有過介紹的通用D-VVT技術，也屬于這種系統。在進氣和排氣側都使用VVT技術，要比進氣單側使用這項技術起到更好地調節效果，讓發動機的性能更加出眾。

“中國心”2006年度十佳發動機VVT技術分析

東風悅達·起亞G4ED 1.6L發動機——進氣連續可變

東風本田R18A1 1.8L發動機——進氣連續可變

一汽·大眾BPL 1.8T發動機——進氣兩段可變

奇瑞汽車ACTECO 2.0L發動機——無

一汽·大眾奧迪AXX 2.OT發動機——進氣連續可變

一汽轎車L3X 2.3L發動機——進氣連續可變

上海通用ECOTEC D-WT 2.4L全鋁四缸發動機——進排氣連續可變

一汽豐田3GR－FE 3.0L發動機——進排氣連續可變

華晨寶馬N52830BF 3.0L發動機——進排氣連續可變

東風日產VQ35DE 3．5L發動機——進氣連續可變