帶vvt和不帶vvt有什么區(qū)別—汽車帶vvt和不帶vvt的區(qū)別
各位觀眾老爺大家好,上期我們介紹了廠家自我閹割的故事,上世紀(jì)80年代后,在汽車的三個(gè)主要研發(fā)區(qū)域,日本,美國(guó)和歐洲,汽車廠家面臨著不同的境遇和抉擇。
日本車商面臨著限速限功率的雙重BDSM,只能含淚在升功率,高扭矩,平民化等方向另謀出路。歐洲廠商處于大排量豪華和小排量手動(dòng)柴油兩極分化的矛盾抉擇之中。美國(guó)廠商開始了無拘無束的放飛自我,V8以上才叫車,老子摩托車都是v6起步,開4缸日本車的窮人真慘成為時(shí)代節(jié)奏。
到了80年代末,隨著ECU+電噴車型的普及,一項(xiàng)一直以來只是設(shè)想的技術(shù)終于開始被本田大規(guī)模應(yīng)用在車上,那就是VVT和VVL技術(shù)。
說起這項(xiàng)技術(shù),我首先給大家降為解釋一下其原理吧。首先,我們都知道4沖程發(fā)動(dòng)機(jī)包含吸氣壓縮做功排氣4個(gè)沖程,這其中曲軸和活塞的運(yùn)行過程是恒定不變的(當(dāng)然現(xiàn)在也又可以變的了,以后有機(jī)會(huì)再說這一塊)。
而進(jìn)氣用的氣門,無論是挺桿,單頂置凸輪軸還是雙頂置凸輪軸,都是由曲軸驅(qū)動(dòng)的,這雖然確保了進(jìn)排氣閥門和發(fā)動(dòng)機(jī)勻性狀態(tài)的嚴(yán)格同步,但也帶來2個(gè)問題。
問題1,正時(shí)。所謂正時(shí),也就是Timing,就是vvt里的T,那么前面一個(gè)V是valve,另一個(gè)V就是Variable了。傳統(tǒng)的氣門驅(qū)動(dòng)形式,通過凸輪軸驅(qū)動(dòng),是嚴(yán)格正時(shí)的,進(jìn)氣門和排氣門有一個(gè)同時(shí)打開的時(shí)間段叫做valve overlap,氣門重疊角。這個(gè)角度長(zhǎng)期以來,在發(fā)動(dòng)機(jī)的各種不同工況(高低轉(zhuǎn)速,高低負(fù)載)下,是恒定不變的,這也就導(dǎo)致兩個(gè)現(xiàn)象,高轉(zhuǎn)速情況下,發(fā)動(dòng)機(jī)希望吸入更多的氣,但是閥門只能開那么長(zhǎng)時(shí)間,不夠用。如果換一根開的時(shí)間長(zhǎng)的曲軸,那重疊時(shí)間就會(huì)變長(zhǎng),就會(huì)導(dǎo)致低轉(zhuǎn)速下吸進(jìn)來的空氣被直接排走了,低扭和燃料經(jīng)濟(jì)性都不行。
問題2,升程。所謂升程,簡(jiǎn)單來說就是進(jìn)排氣閥門開多大,開的越多,進(jìn)氣越多,VVL中的L代表lifting。相對(duì)于更難控制的氣門正時(shí),單純提高進(jìn)氣量從技術(shù)原理上來說更簡(jiǎn)單一些,只要在高轉(zhuǎn)速區(qū)間,想法子提高氣門開度的行程就行。作為對(duì)調(diào)整了氣門正時(shí),依然無法滿足足夠進(jìn)氣量來說,調(diào)整氣門升程是一個(gè)很好的補(bǔ)充。
然而事實(shí)上直到頂置凸輪軸出現(xiàn)之前,挺桿時(shí)代調(diào)整氣門正時(shí)是一個(gè)更簡(jiǎn)單的技術(shù)方法,早在蒸汽機(jī)時(shí)代就有調(diào)整steam cut off的技術(shù),在一戰(zhàn)期間飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)上也開始推廣使用帶可變正時(shí)的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。早在1920年就已經(jīng)有單頂置凸輪軸汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門正時(shí)的專利和實(shí)物出現(xiàn)了。
而首個(gè)可變氣門升程的專利確是到1958年才出現(xiàn),而且還是和可變正時(shí)復(fù)合在一起的,畢竟單純VVL只是提高了氣門開啟時(shí)間段內(nèi)的進(jìn)氣量,對(duì)于改善不同轉(zhuǎn)速性能分配提升不大。順便一提這個(gè)專利還是保時(shí)捷申請(qǐng)的,然而沒有實(shí)物。
相對(duì)于保時(shí)捷這個(gè)概念性的設(shè)計(jì),60年代時(shí)菲亞特首次提供了一份”可工作"的VVL+VVT專利,不過據(jù)我考證,這個(gè)也沒有實(shí)物做出來。可能是相對(duì)于當(dāng)時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù),VVL+VVT的作用還沒有那么明顯,或者有點(diǎn)"性能過剩",以至于1975年時(shí)通用還曾經(jīng)研發(fā)反向VVL,也就是低轉(zhuǎn)速時(shí)減小氣門開度提高環(huán)保性能。當(dāng)然這樣反時(shí)代潮流的項(xiàng)目注定也失敗了。
直到1989年日產(chǎn)的NVCT和本田的VTEC量產(chǎn)了(這里存疑,按照honda自己的說法是1985年,但是提到的首發(fā)車型確實(shí)是1989年才發(fā)布的,所以我覺得還是1989年靠譜),NVCT是一個(gè)VVT系統(tǒng),搭載在GA16DE上,而VTEC則是一個(gè)VVL系統(tǒng),搭載在B16A上。
事實(shí)上VTEC比NVCT出現(xiàn)的稍早一點(diǎn),畢竟這是一項(xiàng)從摩托車上移植過來的技術(shù),所以我們先說一下VTEC。與彼時(shí)的歐美車輛不同,日系車走向了竭盡所能壓榨發(fā)動(dòng)機(jī)性能的路子,更小的發(fā)動(dòng)機(jī),更廉價(jià)的車,更高的升功率成為日系車代名詞,而隨著B16A的升功率突破100,本田Integra成為了JDM市場(chǎng)上的各種最速傳說,0-100只要7.2秒,還是1.6L自吸機(jī),這數(shù)據(jù)拿到現(xiàn)在也是非常可怕的一個(gè)成績(jī),甚至明仁天皇也收藏了一臺(tái)2代Integra,偶爾在皇居里爆一爆VTEC玩。
VTEC使用了一個(gè)液壓柱塞,這樣曲軸就可以在兩組不同的凸輪之間切換,所以實(shí)際上VTEC技術(shù)的VVL只有兩種工作狀態(tài),在一個(gè)特定的轉(zhuǎn)速進(jìn)行切換,這也就是VTEC just kicked in,轉(zhuǎn)速過4之后開始打雞血的由來,賺不到很多錢的青年人也可以在一臺(tái)平民車上享受8000以上的紅線,油門到底之后VTEC暴躁的聲音刺激,2檔7300秒天秒地的快感,VTEC非常精準(zhǔn)的抓住了人需要“爽一下"的點(diǎn),在全球范圍內(nèi)也成為了一種流行文化。
后續(xù)VTEC技術(shù)發(fā)展出了數(shù)不清的類型,I-VTEC增加了VVL功能,在后面地球夢(mèng)系列還有真假VTEC,SOHC機(jī)頭又有3階VTEC,即在原版之前增加一個(gè)3閥階段以降低排放。
總結(jié)一下,DOHC機(jī)型包括最開始的2段VTEC機(jī)型,整合了VVT功能的DOHC I-VTEC,又增加了直噴功能的DOHC i-VTEC i,只有阿特金森/米勒循環(huán)切換的地球夢(mèng)假VTEC系列,K24機(jī)頭以上的地球夢(mèng)真VTEC系列
SOHC的僅進(jìn)氣閥VVL的初代VTEC,3V,4V模式切換的VTEC-E,兩者整合的3階VTEC,J37專用的進(jìn)排氣均帶VTEC,整合VCM功能僅實(shí)現(xiàn)閉缸的i-VTEC,V6地球夢(mèng)的3階i-vtec,還有反向VTEC的r系引擎專用vtec。
再來看看尼桑,作為VVT技術(shù)最先應(yīng)用的車型,尼桑對(duì)VVL的應(yīng)用不是很熱衷,至于追求高性能的車,直接給你一個(gè)high profile的凸輪軸,讓你一直處于VVL的狀態(tài)不就得了,所以從NVTC到CVVTCS到VVEL,都是以VVT為主,這其中也采用了液壓,電動(dòng),單雙凸輪軸等多種配置,其中著名的神機(jī)VQ37也在此列。
不過雖然是最早應(yīng)用VVT技術(shù)的企業(yè),真正意義上有技術(shù)含量的連續(xù)可調(diào)VVT確并不是尼桑最先應(yīng)用的。1992年保時(shí)捷968首次實(shí)現(xiàn)了連續(xù)正時(shí)可調(diào)
這一被稱為VarioCam的系統(tǒng)通過調(diào)整正時(shí)鏈條漲緊的方式同時(shí)調(diào)整進(jìn)排氣凸輪軸正時(shí)。
而現(xiàn)如今的variocam plus已經(jīng)變成奧迪/大眾系的液壓式調(diào)整正時(shí)及通過類似VTEC的液壓塞柱提供2段VVL功能。
和保時(shí)捷同年寶馬也在1992年推出了自己的VVT系統(tǒng)vanos,不過這個(gè)系統(tǒng)只在2個(gè)位置可調(diào)。這項(xiàng)技術(shù)直到2001年才發(fā)展整合到valvetronic系統(tǒng)中,和PSA共享技術(shù),實(shí)現(xiàn)正時(shí)和升程連續(xù)可調(diào)。可能是因?yàn)閬淼耐砹说木壒剩瑢@拗屏似鋵?shí)現(xiàn)方式,同時(shí)兩個(gè)連續(xù)可調(diào)導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜(當(dāng)然也跟valvetronic取消了節(jié)氣門有關(guān),這個(gè)系統(tǒng)掛掉那是想開都難),valvetronic壞了真的是非常的難修,又經(jīng)常漏油,傳感器又多,而且開缸之后對(duì)正時(shí)也很麻煩,以前經(jīng)常能見出租車司機(jī)自己在路邊拆日系車發(fā)動(dòng)機(jī)清洗,但是寶馬基本見不到人自己拆,不是錢不錢的事,拆了您了可能真的裝不回去。
下面再說一下很有個(gè)性的奧迪?,F(xiàn)在奧迪發(fā)動(dòng)機(jī)都是標(biāo)配VVT技術(shù)的了,同樣一個(gè)EA888,奧迪比大眾多了的可能就是這個(gè)AVS,連續(xù)可調(diào)氣門升程的i系統(tǒng)了,與面對(duì)VTEC時(shí)保時(shí)捷的選擇CVVT相反,奧迪先弄了個(gè)CVVL(C表示連續(xù))出來,通過液壓控制凸輪軸在溝槽中活動(dòng),從而調(diào)整不同的氣門升程,真是絕了。
最后我們?cè)倏偨Y(jié)一下關(guān)于VVL和VVT的流派吧。
除了技術(shù)共享的廠家,每個(gè)廠家肯定要有自己的專利實(shí)現(xiàn)不同的控制方法。但是總結(jié)下來無非就是變更凸輪軸外形,變更凸輪軸相位,震蕩凸輪軸三種方式,其他技術(shù)方式如偏心軸,3d凸輪軸,螺旋凸輪軸等等都因?yàn)閺?fù)雜性或難加工等問題沒有或幾乎沒有應(yīng)用在車上。
從系統(tǒng)來說,各家已經(jīng)基本完成了VVT和VVL的整合,比如斯巴魯?shù)腁VCS+AVLS,寶馬/PSA的valvetronic+vanos(psa沒有vanos,又自己的VTI),日產(chǎn)的CVTCS+VVEL(這個(gè)是繼寶馬之后第二個(gè)雙連續(xù)可變),現(xiàn)代的cvvt+VTVT,保時(shí)捷的variocam plus,F(xiàn)CA的Multiair,豐田的VVTL-I,大眾系的vvt+奧迪的AVC,三菱的MIVEC,通用的ivlc等等,無論是正向工作增強(qiáng)性能,還是反向工作降低排放,這些原理完全一致工作方式完全不同的系統(tǒng)都在默默的工作。
然而時(shí)至今日,vvt/vvl技術(shù)的開創(chuàng)者本田的雙連續(xù)可變系統(tǒng)advanced vtec依然難產(chǎn),Vtec也出了假冒貨,曾經(jīng)只為了打一下雞血的熱血青年已經(jīng)變成了油膩大叔,甚至轉(zhuǎn)投了小排量渦輪的懷抱,打破F20C的NA機(jī)升功率紀(jì)錄也是法拉利這樣的不差錢企業(yè)十幾年后才打破的,可見在那個(gè)技術(shù)爆炸的年代發(fā)動(dòng)機(jī)的性能有多么瘋狂。
當(dāng)然,30年后的今天已經(jīng)不再有廠商會(huì)把發(fā)動(dòng)機(jī)帶VVT,VVL這樣的字眼寫在宣傳頁上,或者做成車標(biāo)貼在車上,如果你在車上還看到這樣的標(biāo),那么要么是這車太老了,要么就是廠家寂寞的實(shí)在沒什么可貼了(當(dāng)然,我覺得貼這個(gè)至少言之有物,比那些后屁股貼個(gè)自己幾秒的快男強(qiáng)多了)
最近這幾期寫的都是古老的技術(shù),主要是我不很想討論現(xiàn)在的技術(shù),這很難保持理性中立客觀,難免陷入黨爭(zhēng)之中,不過關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)實(shí)在有太多故事可說,下一期就講一下曾經(jīng)出現(xiàn)過和現(xiàn)在存在的瘋狂的發(fā)動(dòng)機(jī)(沒吧)