一、VVT可变气门正时的核心实现原理
1、VVT系统的核心执行部件是液压驱动的凸轮轴相位器,安装在凸轮轴的前端,由发动机机油泵提供的压力机油驱动,通过ECU精准控制不同油腔的进油和排油,带动凸轮轴相对于正时链轮发生一定角度的旋转偏移,动态调整凸轮轴的配气相位,实现气门开闭时刻的实时动态调整。
2、相位器的内部是由叶片和壳体组成的多腔液压结构,不同油腔通入高压机油之后,叶片就会带动凸轮轴相对于链轮提前或者滞后旋转,最大调节角度普遍可以达到正负30度凸轮轴转角,完全覆盖发动机全转速区间的配气正时优化需求,结构简单可靠,长期运行稳定性极强。
3、现代主流的升级机型还采用电动VVT相位器,用伺服电机直接驱动凸轮轴转角调整,响应速度比液压机型快3倍以上,哪怕发动机机油压力很低的冷启动工况,也可以快速完成相位调整,适配更严苛的工况需求,是未来VVT技术的发展方向。
二、液压相位器的节油核心逻辑
1、在低转速小负荷工况下,VVT系统可以控制进气门适当晚关,利用气缸内部的气流惯性,实现内部EGR废气再循环,减少泵气损失,大幅降低发动机的低负荷油耗,节油效果可以达到8%-12%,这是传统固定正时凸轮轴完全无法实现的优化效果。
2、在怠速工况下,VVT系统可以精准调整进排气门的重叠角,让怠速的燃烧更稳定,大幅降低怠速的抖动,同时可以适当降低怠速转速,进一步降低怠速工况的燃油消耗,日常市区通勤的综合油耗可以明显下降。
3、液压相位器的结构几乎没有额外的运动损耗,只利用发动机现有的机油压力作为动力源,不需要额外的能源消耗,就可以实现全工况的配气正时优化,节油的投入产出比极高,是现代量产发动机的标准节油配置。
三、凸轮轴转角动态优化的全工况性能收益
1、在低转速区间,VVT系统提前调整进气凸轮轴的相位,让进气门更早打开,提升低转速的进气效率,大幅优化发动机的低扭输出,起步加速更轻快,完全没有低转速乏力的问题。
2、在高转速区间,VVT系统滞后调整进气凸轮轴的相位,让进气门适当晚关,利用高速气流的惯性效应,提升高转速的充气效率,大幅优化高转速区间的动力输出,发动机的高转马力更强劲。
3、通过动态调整进排气凸轮轴的相对相位,精准控制气门重叠角,在不同工况下都能实现最优的进排气效果,完美兼顾低扭、高转动力和燃油经济性,彻底解决了传统固定正时凸轮轴无法同时兼顾全工况性能的技术痛点。