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誰能給我解釋下VVT（連續(xù)可變氣門正時系統(tǒng)）進(jìn)一步的含義？

只知道它代表的含義，卻不懂該怎樣用自己的語言給客戶說，才能讓顧客明白…: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-06-01

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近幾十年來，基于提高汽車發(fā)動機動力性、經(jīng)濟性和降低排污的要求，許多國家和發(fā)動機廠商、科研機構(gòu)投入了大量的人力、物力進(jìn)行新技術(shù)的研究與開發(fā)。目前，這些新技術(shù)和新方法，有的已在內(nèi)燃機上得到應(yīng)用，有些正處于發(fā)展和完善階段，有可能成為未來內(nèi)燃機技術(shù)的發(fā)展方向。發(fā)動機可變氣門正時技術(shù)(VVT，Variable Valve Timing)是近些年來被逐漸應(yīng)用于現(xiàn)代轎車上的新技術(shù)中的一種，發(fā)動機采用可變氣門正時技術(shù)可以提高進(jìn)氣充量，使充量系數(shù)增加，發(fā)動機的扭矩和功率可以得到進(jìn)一步的提高?！∪缃袢绫咎锏膇-VTEC、豐田的VVT-i等也都是源自VVT的發(fā)動機控制技術(shù)?！　τ谝慌_4沖程發(fā)動機，按照很多人的理解，做功沖程末，活塞處于下止點時排氣門開始打開，發(fā)動機進(jìn)入排氣沖程，直到活塞到達(dá)上止點，排氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門打開，發(fā)動機進(jìn)入吸氣沖程。當(dāng)活塞正好運行一周重新回到下止點時，進(jìn)氣門關(guān)閉，發(fā)動機進(jìn)入壓縮沖程。這樣來理解氣門的動作是否正確呢？差不多是吧。然而，可能和與人們的直覺不同的是，這樣的氣門正時效率并不是最優(yōu)的。讓我們先來考慮一下排氣門開啟的時機。如果比活塞到達(dá)下止點提前一點就開啟排氣門會怎么樣呢？從直覺上，這時廢氣仍可推動活塞做功，如果打開排氣門開始排氣，此時氣缸內(nèi)的壓強就會降低，能量的利用率也就降低了，發(fā)動機性能也會隨之下降。是這樣嗎？其實也不一定。我們知道，排氣時活塞會壓迫廢氣從而反過來對廢氣做功，這個過程會消耗一部分發(fā)動機已經(jīng)獲得的能量。如果在缸內(nèi)壓強相對較高時提前開始排氣，排氣過程就會更順暢，從而在排氣沖程減少了能量消耗。這樣，一得一失，怎么才會最合算呢？考慮到活塞在下止點附近一定角度內(nèi)垂直運動距離其實非常短，實際的發(fā)動機略微提前打開排氣門效果會更好一些。再來看進(jìn)氣門關(guān)閉的時機。如果在活塞越過下止點一定角度，開始壓縮沖程之后再關(guān)閉進(jìn)氣門。如何呢？直觀的感覺可能是，這時活塞已經(jīng)開始上升，剛剛吸入的可燃混合汽豈不是又要被排出去一部分？性能會不會下降？答案是：只要時機適當(dāng)，這樣做反而可以增加吸氣量，改善性能。因為在吸氣沖程可燃混合汽被活塞抽入汽缸，進(jìn)氣門附近的氣流速度可以高達(dá)每秒兩百多米，而我們前面說過，在下止點附近活塞的垂直運動相對很慢，汽缸內(nèi)體積變化并不大。此時進(jìn)氣岐管內(nèi)的可燃混合汽靠慣性繼續(xù)沖入氣缸的趨勢還是占了上風(fēng)?！　≌f到這里，對一些VVT技術(shù)有所了解的兄弟可能要不耐煩了：講了這么多，和VVT邊還沒沾呢！不要急，還沒討論排氣門的關(guān)閉時機和進(jìn)氣門的開啟時機呢。這是大家可能都想到了，排氣時同樣會形成高速氣流，如果排氣門也在活塞越過上止點一定角度之后再關(guān)閉，雖然活塞已經(jīng)開始下降，排氣門附近的廢氣仍就會繼續(xù)排出。但是此時進(jìn)氣門不是已經(jīng)開啟了嗎？廢氣難道不會涌入進(jìn)氣岐管？事實上，這又是個時機問題，燃燒室內(nèi)的廢氣渦流的方向決定了廢氣短時間內(nèi)是不會流向排氣門對側(cè)的進(jìn)氣門的，于是，一邊進(jìn)氣一邊排氣的局面是完全可以實現(xiàn)的。事情還可以更理想。由于大部分廢氣在排氣沖程中前期就已排出，并且在排氣岐管中形成了高密度的高速氣流，沖向排氣管方向。這部分廢氣越是遠(yuǎn)離氣缸，對于缸內(nèi)尚未排出的廢氣來說，其需要填充的體積就越大，相應(yīng)的平均壓強也就越低。低到什么程度？低到活塞尚未到達(dá)上止點之前，缸內(nèi)壓強可能就已經(jīng)低于進(jìn)氣岐管內(nèi)可燃混合汽的壓強了。如此看來，進(jìn)氣門也應(yīng)當(dāng)提前一點開啟才好?！∏斑呏v到了進(jìn)氣門和排氣門同時打開的情況，也就是進(jìn)氣門和排氣門的重疊。重疊持續(xù)的相對時程可以用此間活塞運行的角度來衡量，這樣就可以拋開轉(zhuǎn)速，把它作為系統(tǒng)的固有特性來看待了。重疊的角度通常都很小，可是對發(fā)動機性能的影響卻相當(dāng)大。那么這個角度多大為宜呢？我們知道，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，每個汽缸一個周期內(nèi)留給吸氣和排氣的絕對時間也越短，但是前面講到的進(jìn)氣岐管或排氣岐管內(nèi)的氣流也越快。想想看，這時發(fā)動機需要盡可能長的吸氣和排氣時間，而且也有有利條件可以利用，還猶豫什么？只要重疊的角度大一些不就行了？當(dāng)然，也不能太大，前邊說了，這里有個時機問題，重疊角度太大肯定也不好，要不干脆讓進(jìn)氣門和排氣門同時開閉得了。很顯然，這個時機是與轉(zhuǎn)速有關(guān)的，轉(zhuǎn)速越高，要求的重疊角度越大。: 回答者：網(wǎng)友

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