念叨那么久 VVT-i和i-VTEC究竟有啥區(qū)別?
作者：騷男 標(biāo)簽：本田 豐田 2017-10-18 15:26:47
“我的卡羅拉有VVT-i，可變氣門正時系統(tǒng)能根據(jù)實際情況調(diào)節(jié)氣門正時位置，提高動力表現(xiàn)哈哈哈。”
“噢，可是我的思域有i-VTEC，除了可變氣門正時外還能升程，你跟我比？”
都說本田大法好，豐田就真的比不上么？來看看這兩家的看家法寶究竟是什么。
不過首先，我們先來看看什么是奧拓循環(huán)和阿特金森循環(huán)。
目前絕大多數(shù)的汽油發(fā)動機都是奧拓循環(huán)，由德國工程師尼古拉斯·奧拓于1876年發(fā)明的基于此循環(huán)的內(nèi)燃機，并且申請了專利。
典型的奧拓循環(huán)示意圖
不過，發(fā)動機的動力很快就達到一個相對的極限，想要繼續(xù)壓榨動力的話就得用新的技術(shù)。除了現(xiàn)在常見的渦輪增壓、機械增壓外，另一個能夠顯著提高燃油利用率的就是提高發(fā)動機的壓縮比。
什么是壓縮比呢？簡單的理解就是壓縮過程中，氣缸的最大體積和最小體積之比，也就是活塞在壓縮前到達最低點時活塞上方氣缸體積和壓縮過程中活塞到達最高點時活塞上方氣缸體積的比值。
而膨脹比就是在做功時，活塞運動時氣缸最大體積和最小體積之比啦。
奧拓循環(huán)中，壓縮比等于膨脹比。
如果膨脹比大于壓縮比，意味著燃料燃燒后氣體的膨脹做功將更加完全，燃燒效率更大。而這個就是阿特金森循環(huán)的精髓所在。但是早期的阿特金森循環(huán)采用的機械結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，制造成本和難度都很高，更別說常規(guī)的發(fā)動機維護。
而目前的阿特金森循環(huán)則采用電力控制，推遲進氣門的關(guān)閉時間，在活塞壓縮的過程中有部分油氣從進氣口中排出，通過減少進氣量來達到膨脹比大于壓縮比的目的。
簡單地說，阿特金森循環(huán)的膨脹比大于壓縮比，燃油經(jīng)濟性更好。但是由于是通過減少進氣量來達到這個效果，所以發(fā)動機并沒有全力輸出。
什么是VVT-i？
常規(guī)發(fā)動機中，氣門由凸輪軸帶動，進排氣門的時間都是固定的。固定的進排氣節(jié)奏在一定條件下其實阻礙了發(fā)動機效率的提升，畢竟發(fā)動機所需的空氣，以及需要排出的氣體并不是隨轉(zhuǎn)速(凸輪軸)的改變而同步改變的。
不懂的話，想想你跑步的時候，急促的呼吸和過慢的呼吸都會導(dǎo)致自己身體的舒適度下降。在長跑的不同階段，我們需要調(diào)整相應(yīng)的呼吸頻率來迎合身體對于氧氣的需求。而對于汽車發(fā)動機而言，進氣的多少同樣取決于發(fā)動機實際的需求。如果能夠根據(jù)發(fā)動機的需求來調(diào)節(jié)進氣量，那將直接提升動力表現(xiàn)和燃料的燃燒效率。
發(fā)動機處在較低轉(zhuǎn)速時，不需要過多的氣體進入，排氣的時候也不需要太長的時間。太長的排氣時間反而可能會導(dǎo)致發(fā)動機反向吸入廢氣，更加影響效率。而在較高轉(zhuǎn)速時，發(fā)動機一個工作沖程僅僅需要千分之幾秒，進氣不足、排氣不凈的問題會直接導(dǎo)致發(fā)動機效率的降低。
VVT全名為可變氣門正時(Variable Valve Timing)。在ECU中存儲有不同狀況下氣門的最佳參數(shù)，而ECU從發(fā)動機各個部位的傳感器中獲取發(fā)動機的實時參數(shù)，包括轉(zhuǎn)速、進氣量、節(jié)氣門位置等等，對應(yīng)存儲的數(shù)據(jù)，通過控制凸輪軸正時液壓控制閥來執(zhí)行反饋控制，控制氣門的開啟和關(guān)閉時間來匹配發(fā)動機的最佳工作狀態(tài)，減少耗油量和廢氣排放，并且提高發(fā)動機的工作效率。
而VVT-i其實就是多了個智能(intelligent)。發(fā)動機由低速向高速轉(zhuǎn)換時，ECU自動將機油壓向進氣凸輪軸驅(qū)動齒輪內(nèi)的小渦輪，使其旋轉(zhuǎn)一定的角度，控制凸輪軸在60度的范圍內(nèi)前后旋轉(zhuǎn)，改變進氣門開啟的時刻。由于機油量的增減是連續(xù)的，所以氣門開啟關(guān)閉的角度調(diào)節(jié)也是連續(xù)的。
一般說的VVT-i只調(diào)節(jié)進氣的時間長短。而雙VVT-i則同時調(diào)節(jié)進、排氣的時間。
什么是i-VTEC？
首先，VTEC全稱“Variable Valve Timing and Lift Electronic Control”。除了VVT-i上有的可調(diào)節(jié)氣門開閉時間之外，由于在同一根凸輪軸上有兩三種不同角度的凸輪，使得在不同的轉(zhuǎn)速區(qū)有著對應(yīng)不同的凸輪的使用。凸輪的種類不同直接使得氣門開啟的幅度不同(進氣量的不同)，這好比就是一扇窗，VVT只控制窗的開啟時間，而VTEC則同時控制著窗的開啟時間和開啟的幅度。
左下角的就是VTEC介入前，右上角是VTEC介入后
簡單地說，同一根凸輪軸上的不同凸輪，在轉(zhuǎn)速達到一定程度后，電磁閥激活，不同凸輪軸吸附在一起，作用的變成了更凸的那個輪軸。而在低轉(zhuǎn)速時，電磁閥關(guān)閉，作用的則是沒那么凸的輪軸。凸輪軸的這個“凸”的程度，決定的就是氣門開啟的幅度。
不過由于高低凸輪軸的不同，使得VTEC的介入非常突然，這也是眾多視頻中，采用了VTEC技術(shù)的本田在達到某個轉(zhuǎn)速后動力提升非常明顯，要是改裝后馬力大幅度提升，VTEC的存在簡直就是“沒有如蝸牛，有了竄天猴”。
所以在此基礎(chǔ)上，本田的i-VTEC則能夠連續(xù)改變凸輪軸的結(jié)合角度，使得氣門開啟的角度變化更加平緩，不會再有“背后被人踹一腳”的感覺。
為什么前面要說到阿特金森循環(huán)？
因為最新的豐田VVT-iw，后綴的w意味著wide，也就是更寬的調(diào)節(jié)角度，達到了-30—50度的調(diào)節(jié)范圍。由于凸輪軸加入了鎖止裝置，使得其能夠固定在某個角度進行氣門的開閉，能夠固定延長氣門的關(guān)閉時間，隨著活塞到達最低點后的壓縮，部分氣體從進氣口排出，制造出阿特金森循環(huán)的效果。
這套系統(tǒng)主要用于目前的皇冠2.0T車型和卡羅拉的1.2T車型，使得小排量發(fā)動機“省油的時候開阿特金森，要馬力的時候氣門全開，進氣量給你最充足”。
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