VVT(variable valve timing)可變氣門正時技術
可變氣門正時(VVT),也被稱為可變氣門驅動(VVA),這些系統的目的是要調節的氣門開閉時間,氣門升程和持續時間,從而可以在不同的發動機工況下,調整進氣量,提高發動機燃燒效率,最佳化效能,消耗和減少排放。
氣門由凸輪控制,如下圖:
氣門升程和開閉時間由凸輪輪廓控制,氣門曲柄角關係曲線如下圖所示.
左邊紅色曲線是排氣閥升程曲線,右邊藍色曲線是進氣閥升程曲線。從圖示可以看出,氣門的形成從0逐漸增至最大,然後再逐漸減小。當然,之所以是這個形狀,是由凸輪的形狀來控制,可以透過一些公式等演算出來。對於沒有VVT的一般發動機來首,這兩條曲線是沒有變化的,變化是指:曲線起始點,終止點,最大值。因為這是由凸輪控制的,只要凸輪不變,這個曲線就不會變化。
所謂的VVT可變氣門正時,說簡單點,就是想辦法改變凸輪,從而改變這兩條曲線的特徵,比如起始點,終止點的提前與延遲,最大升程的控制,還有上圖中紅線與藍線中間重合區域的控制等等。
當發動機處於較低轉速時,要求進氣門關閉的較早,滿足了低速進氣門關閉早,可提高最大扭矩的要求,當發動機處於較高轉速時,要求進氣門關閉得較遲,進氣門關閉變慢了,滿足了高速,進氣門關閉較遲,可提高最大功率的要求。
關於VVT的一些控制策略:
Early intake valve opening (EIVO),進氣閥提前開啟
Late intake valve closing (LIVC),進氣閥延遲關閉
Early exhaust valve closing (EEVC),排氣閥提前開啟
LEVC(Late exhaust valve closing),排氣閥延遲關閉,即上圖中的紅線終止點延遲,增加與藍線即進氣閥的重合時間。
這寫策略都會影響到混合物的充分混合程度與渦流的形成等等,從而影響到燃燒效率。
對於VVT的發動機而言:
l 可以減少pumping 工,即發動機吸氣排氣時所做功
l 可以控制氣流運動,比如LIVO 進氣門延遲開啟,由於活塞的速度加快,會造成進氣速度加快
l 內部EGR(廢氣迴圈)和掃氣的控制,透過控制進排氣門重合時間來影響。
l 最佳化容積效率:利用氣流的慣性,LIVC進氣閥延遲關閉,EEVO排氣閥提前開啟,並且提高重合時間,這種做法往往可以增加發動機的最大扭矩值,可以被看成‘自然的渦輪增壓’從而提高容積效率,尤其當發動機處於中高轉速時,次效率提高尤其明顯。
一些透過VVT的控制策略,如下圖所示,在發動機不同的工作區間時對應不同的改變。
下面是幾種不同車企各自研發的不同VVT形式
阿爾法羅密歐VVT
在汽車領域的第一個VVT系統就是由阿爾法羅密歐在80年代推出的,第一版是液壓推動的機械系統,該機構由固定在凸輪軸的內外齒輪組成保時捷VarioCam and Variocam Plus
該系統研發於保時捷1992年,結合了可變正時,可變升程,利用液壓挺柱,以及電磁閥等裝置進行驅動
VVT正時系統
寶馬BMW Valvetronic電子氣門
由寶馬2001年推出,VANOS系統組合使用電子管控,控制更精準,當然成本也相當高。
VVT(variable valve timing)可變氣門正時技術
可變氣門正時(VVT),也被稱為可變氣門驅動(VVA),這些系統的目的是要調節的氣門開閉時間,氣門升程和持續時間,從而可以在不同的發動機工況下,調整進氣量,提高發動機燃燒效率,最佳化效能,消耗和減少排放。
氣門由凸輪控制,如下圖:
氣門升程和開閉時間由凸輪輪廓控制,氣門曲柄角關係曲線如下圖所示.
左邊紅色曲線是排氣閥升程曲線,右邊藍色曲線是進氣閥升程曲線。從圖示可以看出,氣門的形成從0逐漸增至最大,然後再逐漸減小。當然,之所以是這個形狀,是由凸輪的形狀來控制,可以透過一些公式等演算出來。對於沒有VVT的一般發動機來首,這兩條曲線是沒有變化的,變化是指:曲線起始點,終止點,最大值。因為這是由凸輪控制的,只要凸輪不變,這個曲線就不會變化。
所謂的VVT可變氣門正時,說簡單點,就是想辦法改變凸輪,從而改變這兩條曲線的特徵,比如起始點,終止點的提前與延遲,最大升程的控制,還有上圖中紅線與藍線中間重合區域的控制等等。
當發動機處於較低轉速時,要求進氣門關閉的較早,滿足了低速進氣門關閉早,可提高最大扭矩的要求,當發動機處於較高轉速時,要求進氣門關閉得較遲,進氣門關閉變慢了,滿足了高速,進氣門關閉較遲,可提高最大功率的要求。
關於VVT的一些控制策略:
Early intake valve opening (EIVO),進氣閥提前開啟
Late intake valve closing (LIVC),進氣閥延遲關閉
Early exhaust valve closing (EEVC),排氣閥提前開啟
LEVC(Late exhaust valve closing),排氣閥延遲關閉,即上圖中的紅線終止點延遲,增加與藍線即進氣閥的重合時間。
這寫策略都會影響到混合物的充分混合程度與渦流的形成等等,從而影響到燃燒效率。
對於VVT的發動機而言:
l 可以減少pumping 工,即發動機吸氣排氣時所做功
l 可以控制氣流運動,比如LIVO 進氣門延遲開啟,由於活塞的速度加快,會造成進氣速度加快
l 內部EGR(廢氣迴圈)和掃氣的控制,透過控制進排氣門重合時間來影響。
l 最佳化容積效率:利用氣流的慣性,LIVC進氣閥延遲關閉,EEVO排氣閥提前開啟,並且提高重合時間,這種做法往往可以增加發動機的最大扭矩值,可以被看成‘自然的渦輪增壓’從而提高容積效率,尤其當發動機處於中高轉速時,次效率提高尤其明顯。
一些透過VVT的控制策略,如下圖所示,在發動機不同的工作區間時對應不同的改變。
下面是幾種不同車企各自研發的不同VVT形式
阿爾法羅密歐VVT
在汽車領域的第一個VVT系統就是由阿爾法羅密歐在80年代推出的,第一版是液壓推動的機械系統,該機構由固定在凸輪軸的內外齒輪組成保時捷VarioCam and Variocam Plus
該系統研發於保時捷1992年,結合了可變正時,可變升程,利用液壓挺柱,以及電磁閥等裝置進行驅動
VVT正時系統
寶馬BMW Valvetronic電子氣門
由寶馬2001年推出,VANOS系統組合使用電子管控,控制更精準,當然成本也相當高。