汽車知識詳解第二部分

在低轉速時，用又長又細的進氣歧管，可以增加進氣的氣流速度和氣壓強度，并使得汽油得以更好的霧化,

燃燒的更好，提高扭矩。（就像捏扁水管后，水流就會更有力）發(fā)動機在高轉速時需要大量混合氣，這是進

氣歧管就會變的又粗有短，這樣才能吸入更多的混合氣，提高輸出功率。

技術原理：

由于混合氣是具有質量的流體，在進氣管中的流動狀態(tài)是千變萬化的，工程上往往要運用流體力學來

優(yōu)化其內部設計，例如將進氣歧管內壁打磨光滑減輕阻力，或者刻意制造粗糙面營造汽缸內的渦流運動。

但是，汽車發(fā)動機的工作轉速間隔高達數(shù)千轉，各工況所需的進氣需求不盡相同，這對普通的進氣歧管是

個極大的考驗。于是，工程師對進氣歧管進行了深層次的開發(fā)一讓進氣歧管“變”起來。

變長度

汽車用4沖程發(fā)動機的活塞上上下下往復2次循環(huán)才算完成一個工作循環(huán)，進氣門只有1/4時間打開，

這樣在進氣歧管內造成?個進氣脈沖。發(fā)動機轉速越高，氣門開啟間隔也就越短，脈沖頻率也就越高。簡

單的說，進氣歧管的振動也就越大。

工程師通過改變進氣歧管長度，改進氣流的流動。進氣歧管被設計成蝸牛般的螺旋狀，分布在發(fā)動

機缸體中間，氣流從中部進入。當發(fā)動機在2000prm低轉速運轉時，黑色控制閥關閉，氣流被迫從長歧管

流入汽缸，此時，進氣歧管的固有頻率得以降低，以適應氣流的低轉速。當發(fā)動機轉速上升到5000rpm,

進氣頻率上升，此時控制閥開啟，氣流繞開下部導管直接注入汽缸，這降低了進氣歧管的共振頻率，利于

高速進氣。

發(fā)動機為速j2000rpE

發(fā)動機影速:5000rpm

上面這種方式結構簡單，但是只有2級可調，這顯然不能完全滿足各個轉速下發(fā)動機的進氣需求。解決

的辦法是設計一套連續(xù)可變進氣歧管長度的機構。寶馬760裝配的V12發(fā)動機就采用了該設計。

寶馬的進氣機構中間設計了一個轉子來控制進氣歧管的長度，通過轉子角度的變化，使進氣氣流進入

汽缸的長度連續(xù)可變。這顯然更能滿足各個轉速下的進氣效率。動力輸出更加線性，扭力分布更加均勻，

燃油經(jīng)濟型更加優(yōu)秀。

變截面

我們知道，低轉速時氣門會設置成短行程開啟，高轉速時氣門會設置成長行程開啟，這都是“負壓”惹

出來的禍。那么除了氣門，進氣歧管就不能達到同樣的效果嗎？

流體力學的原理，管道的截面積越大，流體壓力越?。汗艿澜孛娣e越小，流體壓力越大。舉個例子：

小時候我們都玩過自來水，將水管前端捏扁，白來水的壓力會變得非常大。

根據(jù)這一原理，發(fā)動機需要一套機構，在高轉速時使用較大的進氣歧管截面積，提高進氣流量；在低

轉速時使用較小的進氣歧管截面面積，提高氣缸的進氣負壓，也能在氣缸內充分形成渦流，讓空氣與汽油

更好的混合。

以4氣門發(fā)動機為例，2進2排設計，其中一進氣管帶有氣閥，該氣閥受到ECU的直接控制。當發(fā)動機

低轉速運轉時，需要的進氣歧管截面積小，這時可以關閉氣閥，使兩個進氣門只有一個能夠進氣，這相當

于減少了一半的截面積。同樣，發(fā)動機高轉速運轉，氣閥在ECU控制F開啟，兩個進氣門同時工作，這相

當于加大了截面積。

可變長度進氣歧管

當汽油機低速運轉時，汽油機電子控制模塊指令轉換閥控制機構關閉轉換閥。這時，空氣須經(jīng)空氣濾

清器和節(jié)氣門沿著彎曲而乂細長的進氣歧管流進氣缸。細長的進氣歧管提高了進氣速度，增強了氣流的慣

性，使進氣充量增多；當汽油機高速運轉時，汽油機電子控制模塊指令轉換閥控制機構，打開轉換閥，空

氣經(jīng)空氣濾清器和節(jié)氣門及轉換閥直接進入粗短的進氣歧管。粗短的進氣歧管，進氣阻力減小，也使進氣

充量增多。

可變長度進氣歧管不僅可以提高汽油機在中、低速和中、小負荷時的動力性，即提高有效輸出扭矩；

還由于它提高了汽油機在中、低速運轉時的進氣速度W,而增強了氣缸內的氣流強度，從而改善了燃燒過

程，使汽油機中、低速的最低燃油消耗率下降，燃油經(jīng)濟性有所提高。

此外，可變長度進氣歧管還有減少汽油機廢氣排放量的作用。因為汽油機燃燒過程改善后，不僅油耗

降低，經(jīng)濟性改善，汽油機的有害排氣污染物的排放量也能適當減少，即轎車汽油機的排放凈化性能也可

適當改善。

雙通道可變進氣歧管

雙通道可變進氣歧管：每個進氣歧管都有兩個進氣通道，?長?短。根據(jù)汽油機的工作轉速高低、負

荷大小，由旋轉閥2控制空氣經(jīng)過哪一個通道流進氣缸。在長進氣道中安裝有噴油器。當汽油機在中、低速

運轉時，旋轉閥2受到由汽汕機電子控制模塊發(fā)出的指令，在旋轉網(wǎng)控制機構（執(zhí)行器）作用下，將短進氣

通道1封閉，新鮮空氣充量經(jīng)空氣濾清器、節(jié)氣門沿長進氣通道3經(jīng)過缸蓋上的進氣道5和進氣門6進入氣缸;

當汽油機在高速運轉時，汽油機電子控制模塊發(fā)出指令，旋轉閥控制機構（執(zhí)行器）作用將短進氣道1打開,

使長進氣道通道短路，將長進氣通道改變?yōu)檩o助進氣通道。這時，新鮮空氣充量同時經(jīng)過兩個進氣通道進

入氣缸。

1kiiJl氣通道2加也閥3長進氣通道

4噴油器5缸，」的進氣道6進氣門

與可變長度進氣歧管的功用相同，雙通道可變進氣歧管可提高汽油機在中、低速和中、小負荷的有效

輸出扭矩——改善動力性；降低汽油機在中、低速和中、小負荷的最低燃油消耗率一改善經(jīng)濟性；適當

減少汽油機有害排氣污染物的排放量——改善排氣凈化性。

主副通道式可變進氣歧管

主副通道式可變進氣歧管是雙通道可變進氣歧管的一個變型和特例。其結構、工作過程、作用機理及

功用均與雙通道可變進氣歧管相似。

在由低速向高速過渡的狀態(tài)下，控制閥部分微開度。每?氣缸使用主進氣通道（長）和副進氣通道（短）。

副進氣通道中安裝有控制閥（圓盤閥），主進氣通道中安裝有噴油器。在主副通道式可變進氣歧管中，控制

閥的位置由控制單元（ECU）根據(jù)轎車汽油機的曲軸轉速高或低進行控制。

當汽油機低速運轉時，控制閥4保持關閉，迫使所有的新鮮進氣充量都經(jīng)主通道1高速地流入氣缸；當

汽油機高速運轉時，控制閥4保持全開，以減少進氣的流動阻力。此時，所有新鮮進氣充量同時經(jīng)主:、副兩

個通道進入氣缸。

為了防止汽油機低轉速和高轉速兩種運轉方式變更時，控制閥由全關變成全開，控制閥位置突變，引

起進氣氣流速度突變和進氣流量的突變，導致汽油機有效輸出扭矩的突變，人們增設了控制閥部分微開度

的控制。

當汽油機中速運轉時，控制閥微微地開啟（部分開度），這時，進氣流量的大部分即主要進氣量仍經(jīng)主

通道流入氣缸；進氣流量的小部分即輔助進氣量會經(jīng)副通道流入氣缸。進氣流量的主要部分和輔助部分的

比例取決于控制閥微微開啟的比例。驅動控制閥開關動作起兩種方式的作用：通過電磁閥控制的真空膜片

和通過伺服電機。伺服電機起驅動作用控制圓盤閥（驅動控制閥），控制更精確。

此類進氣歧管可增大汽油機中、低速運轉時的有效輸出扭矩，改善動力性；降低汽油機中、低速運轉

時的最低燃油消耗率，改善經(jīng)濟性。汽油機有害排氣污染物排放量有所減少，即排放凈化性有所提高。

無級可變進氣歧管

無級可變進氣歧管是可變進氣歧管最理想的一種方案?；驹砣匀皇瞧蜋C配置的進氣歧管的長度

和截面面積能夠隨著汽油機轉速變化而無級、連續(xù)地改變。

低轉速運轉時，節(jié)氣門體可變進氣管長度閥（控制閥）關閉，進氣歧管可變進氣管長度閥（控制閥）

也關閉。此時，長進氣歧管工作，成為新鮮進氣充量的主要通道。兩閥全關，其特征是長進氣歧管工作。

中等轉速運轉時，節(jié)氣門體可變進氣管長度閥（控制閥）打開，而進氣歧管可變進氣管長度閥（控制

閥）關閉，此時，中等長度進氣歧管工作，成為新鮮進氣充量的主要通道。其特征是：兩閥一開一關，中

等長度進氣歧管工作。

高轉速運轉時，節(jié)氣門體可變進氣管長度閥（控制閥）打開。而進氣歧管可變進氣管長度閥也打開。

此時，短進氣歧管工作，成為新鮮進氣充量的主要通道。

機械增壓

裝用在汽車上的增壓器，起初都是機械增壓，在剛發(fā)明時被稱超級增壓器（Supercharge）,后來渦輪

增壓發(fā)明之后為了區(qū)別兩者，起初洶輪增壓器被稱為TurboSupercharger,機械增壓則被稱為

MechanicalSupercharger.久而久之，兩者就分別被簡化為Turbocharger與SuperchargerT!

「奔馳C180K用的1.6升機械增壓發(fā)動機」

機械增壓器壓縮機的驅動力來自發(fā)動機曲軸。?般都是利用皮帶連接曲軸皮帶輪，以曲軸運轉的扭力

帶動增壓器，達到增壓目的。根據(jù)構造不同，機械增壓曾經(jīng)出現(xiàn)過許多種類型，包括：葉片式(Vane)、魯

茲(Roots)、溫克爾(Wankle)等型式。不過，現(xiàn)在較為常見的為前兩種。

魯茲增壓器有雙葉、三葉轉子兩種型式，目前以雙葉轉子較普遍，其構造是在橢圓形的殼體中裝兩個

繭形的轉子，轉子之間保有極小的間隙而不直接接觸。兩轉子借由螺旋齒輪連動，其中一個轉子的轉軸與

驅動的皮帶輪連接，轉子轉軸的皮帶輪上裝有電磁離合器，在不需要增壓時即放開離合器以停止增壓。離

合器的開合則由計算機控制以達到省油的目的。

而葉片式（亦有稱為渦流式）的本體就是屬于葉片式本體的一種。其運作方式主要是利用三個可根據(jù)

不同離心力而改變轉速的行星齒輪組帶動進氣葉片。透過齒輪組與葉片軸心的相互磨擦，提高軸心轉速并

進?步提高進氣葉片的速度，以獲得持續(xù)不斷的增壓反應。換句話說，就是發(fā)動機轉速愈高，進氣葉片的

轉速也能跟著提高。

機械增壓的特性：

機械增壓與渦輪增壓在動力輸出上有著明顯的區(qū)別，前者有接近自然進氣的線性輸出，而后者則因為

有渦輪遲滯的現(xiàn)象，出力相對多?點突兀，沒那么線性。

因為機械增壓的作動原理，使其在低轉速卜.便可獲得增壓。增壓的動力輸出也與曲軸轉速成一定的比

例，即機械增壓引擎的動力輸出隨著轉速的提高，也隨之增強。因此機械增壓引擎的出力表現(xiàn)與自然氣極

為相似，卻能擁有較大的馬力與扭力。

由于機械增壓器采用皮帶驅動的特性，因此增壓器內部葉片轉速與引擎轉速是完全同步的，基礎特性

為：

引擎rpmX（R1/R2）=增壓器葉片之rpm

R1引擎皮帶盤之半徑

R2機械增壓器皮帶盤之半徑

而機械增壓器由于利用引擎轉速來帶動機械增壓器內部機構。其整體結構簡單，工作溫度介于70℃

-100-C,比起靠廢氣驅動的渦輪增壓器的4000-900C的高溫工作環(huán)境要舒服得多。因此，機械增壓系統(tǒng)

對于冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)的要求與NA引擎基本相同，機件保養(yǎng)程序也大同小異。

此外，機械增壓優(yōu)點為體積小，不需修改引擎本體、安裝容易，因此在美國的改裝界也頗受歡迎。原

本為大排氣量NA設計的車輛，尤其適合改裝。

房車賽的賽車在改裝時要拆除空調壓縮機，而方程式（Formula）賽車，甚至連啟動馬達、機油泵都

改成外部連接，目的都是為了減少對引擎造成的負擔。

依靠發(fā)動機動力帶動的機械增壓器，與以上部件一樣，都會給發(fā)動機帶來額外的負擔。因此，增壓器

本身的運轉阻力必須越小越好，才不會拖累引擎的工作效率，發(fā)動機轉速提升才能更快。

然而，機械增壓器的進風量與阻力成正比關系。當使用高增壓時，雖然引擎輸出的能量大增，但相對

增壓器內部葉片受風阻力也會升高，當阻力達到某一界限時，這個阻力會使引擎承受極大的負荷，嚴重影

響轉速的提升。因此，機械增壓必須在增壓值與引擎負荷間取得平衡，以避免高增壓帶來的負面效應。

目前，歐洲設計的機械增壓多為介于0.3-0.5bar的低增壓，著重在低轉速扭力輸出與中高轉速“高原型”

馬力輸出。而臺灣“特嘉”研發(fā)的新式高效率增壓器可以產(chǎn)生0.6-1.2bar的中度增壓值，動力提升的幅度更

為顯著。雖然機械增壓系統(tǒng)在現(xiàn)階段仍然無法突破1.5bar的高增壓范圍，而渦輪增壓早已突破2.2bar的

超高壓境界，單就效率而言，渦輪增壓系統(tǒng)可以用“倍數(shù)”來提升引擎輸出，但要付出的金錢、維護，以及

周邊整合也是機械增壓的數(shù)倍，孰優(yōu)孰劣，就請各位讀者自行評斷。

可變氣缸

可變氣缸技術一般適用于多氣缸大排量車型，如V6、V8,V12發(fā)動機，因為日常行駛，大多數(shù)情況卜.

并不需要大功率的輸出，所以大排量多汽缸就顯得有點浪費，于是可變汽缸技術應運而生，它可以在不需

要大功率的輸出時，控制關閉一部分汽缸，以減少燃油的消耗。

VCM

VCM的全稱為VariableCylinderManagement,是本田公司研發(fā)的?種可變汽缸管理技術，它可通

過關閉個別氣缸的方法，使到3.5LV6引擎可在3、4、6缸之間變化，使得引擎排量也能在1.75-3.5L之間

變化，從而大大節(jié)省燃油。

車輛起步、加速或爬坡等任何需要大功率輸出的情況下，該發(fā)動機將會把全部6個氣缸投入工作。在中

速巡航和低發(fā)動機負荷工況下，系統(tǒng)僅將運轉一個氣缸組，即三個氣缸。在中等加速、高速巡航和緩坡行

駛時，發(fā)動機將會用4個氣缸來運轉。

借助三種工作模式，VCM系統(tǒng)能夠細致地確定發(fā)動機的工作排量，使其隨時與行車要求保持一致。由

于系統(tǒng)會自動關閉非工作缸的進氣門和排氣門，所以可避免與進、排氣相關的吸排損失，并進一步提高了

燃油經(jīng)濟性。VCM系統(tǒng)綜合實現(xiàn)了最高的性能和最高的燃油經(jīng)濟性-這兩種特性在常規(guī)發(fā)動機上通常無法

共存。

VCM逋過VTEC系統(tǒng)關閉進、排氣門，以中止特定氣缸的工作，與此同時，由動力傳動系控制模塊切

斷這些氣缸的燃油供給。在3缸工作模式下，后排氣缸組被停止工作。在四缸工作模式下，前排氣缸組的左

側和中間氣缸正常工作，后排氣缸組的右側和中間氣缸正常工作。

午工作缸的火花塞會繼續(xù)點火，以盡量降低火花塞的溫度損失，防止氣缸重新投入工作時因不完全燃

燒造成火花塞油污。該系統(tǒng)采用電子控制，并采用專用的一體式滑閥，這些滑閥與缸蓋內的搖臂軸支架?

樣起著雙重作用。根據(jù)系統(tǒng)電子控制裝置發(fā)出的指令，滑閥會有選擇地將油壓導向特定氣缸的搖臂。然后,

該油壓會推動同步活塞，實現(xiàn)搖臂的連接和斷開。

VCM系統(tǒng)對節(jié)氣門開度、車速、發(fā)動機轉速、自動變速箱檔位選擇及其它因素進行監(jiān)測，以針對各種

工作狀態(tài)確定適宜的氣缸啟用方案。此外，該系統(tǒng)還會確定發(fā)動機機油壓力是否適合VCM進行工作模式

的切換，以及催化轉化器的溫度是否仍會保持在適當范圍內。為了使氣缸啟用或停用時的過渡能夠平穩(wěn)進

行，系統(tǒng)會調整點火正時、線控節(jié)氣門的開度，并相應地啟用或解除變矩器鎖定。最終，3缸、4缸和6缸

工作模式間的過渡，會在駕駛員覺察不到的狀態(tài)下完成。

MDS

可變氣門

可變氣門正時技術幾乎已成為當今發(fā)動機的標準配置，為了進一步挖掘傳統(tǒng)內燃機的潛力，工程人員

乂在此基礎上研發(fā)出可變氣門升程技術，當二者有效的結合起來時，則為發(fā)動機在各種工況和轉速下提供

了更高的進、排氣效率。提升動力的同時，也降低了油耗水平。

?配氣相位機構的原理和作用

我們都知道，發(fā)動機的配氣相位機構負責向氣缸提供汽油燃燒做功所必須的新鮮空氣，并將燃燒后的

廢氣排出，這一套動作可以看做是人體吸氣和呼氣的過程。從工作原理上講，配氣相位機構的主要功能是

按照一定的時限來開啟和關閉各氣缸的進、排氣門，從而實現(xiàn)發(fā)動機氣缸換氣補給的整個過程。

那么氣門的原理和作用又應該怎么理解呢？我們可以將發(fā)動機的氣門比作是?扇門，門開啟的大小和

時間長短，決定了進出的人流量。門開啟的角度越大，開啟的時間越長，進出的人流量越大，反之亦然。

同樣的道理用于發(fā)動機上，就產(chǎn)生了氣門升程和正時的概念。氣門升程就好象門開啟的角度，氣門正時就

好象門開啟的時間。以立體的思維觀點看問題，角度加時間就是一個空間的大小，它也決定了在單位時間

內的進、排氣量。

?可變氣門正時和升程技術可以使發(fā)動機的“呼吸”更為順暢自然

不過固定條里野犍瑙碧魂爵舞的提升

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發(fā)動機的氣門通常由凸輪軸帶動，對于沒有可變氣門正時技術的普通發(fā)動機而言，進、排氣們開閉的

時間都是固定的，但是這種固定不變的氣門正時卻很難顧及到發(fā)動機在不同轉速和工況時的需要。前面說

過發(fā)動機進、排氣的過程猶如人體的呼吸，不過固定不變的“呼吸”節(jié)奏卻阻礙了發(fā)動機效率的提升。

傳統(tǒng)固野簪髭瓣牖翳踹藪法滿足

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如果你參加過長跑比賽，就能深刻體會到呼吸節(jié)奏的把握對體能發(fā)揮的重要性一太急促或刻意的屏

息都可能增加疲勞感，使奔跑欲望降低。所以，我們在長跑比賽時往往需要不斷按照奔跑步伐來調整呼吸

頻率，以便時刻為身體提供充足的氧氣。對于汽車發(fā)動機而言，這個道理同樣適用。可變氣門正時和升程

技術就是為了讓發(fā)動機在各種負荷和轉速下自由調整“呼吸”，從而提升動力表現(xiàn)，提高燃燒效率。

?可變氣門正時技術

前面說過氣門正時控制著氣門的開啟時間，那么WT（可變氣門正時）技術是如何工作的呢？它乂是

怎樣達到提升效率、節(jié)約燃汕的效果呢？

—氣門重疊角對發(fā)動機性能的影響

當發(fā)動機處在高轉速區(qū)間時，四沖程發(fā)動機的一個工作沖程僅需千分之幾秒，這么短的時間往往會引

起發(fā)動機進氣不足和排氣不凈，影響發(fā)動機的效率。因此，就需要通過氣門的早開和晚關，來彌補進氣不

足和排氣不凈的缺憾。這種情況下，必然會出現(xiàn)一個進氣門和排氣門同時開啟的時刻，配氣相位上稱為“氣

門重疊角

氣門重疊的角度往往對發(fā)動機性能產(chǎn)生較大的影響，那么這個角度多大為宜呢？我們知道，發(fā)動機轉

速越高，每個氣缸一個工作循環(huán)內留給吸氣和排氣的絕對時間也越短，因此要達到更高的充氣效率，就需

要延長發(fā)動機的吸氣和排氣時間。顯然，當轉速越高時，要求的氣門重疊角度越大。但在低轉速工況下，

過大的氣門重疊角則會使得廢氣過多的瀉入進氣端，吸氣量反而會下降，氣缸內氣流也會紊亂，此時ECU

也會難以對空燃比進行精確的控制，從而導致怠速不穩(wěn)，低速扭矩偏低。相反，如果配氣機構只對低轉速

工況進行優(yōu)化，那么發(fā)動機的就無法在高轉速下達到較高的峰值功率。所以發(fā)動機的設計都會選擇?個折

衷的方案，不可能在兩種截然不同的工況下都達到最優(yōu)狀態(tài)。

配

氣

相

位

圖

下止點

進氣壓縮■做功排氣

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所以為了解決這個問題，就要求配氣相位可以根據(jù)發(fā)動機轉速和工況的不同進行調節(jié)，高低轉速下都

能獲得理想的進、排氣效率，這就是可變氣門正時技術開發(fā)的初衷。

——工作原理

雖然可變氣門正時技術在各個廠商的稱謂略有不同，但是實現(xiàn)的方式卻大同小異。以豐田的WT-i技

術為例，其工作原理為：該系統(tǒng)由ECU協(xié)調控制，發(fā)動機各部位的傳感器實時向ECU報告運轉情況。由

于在ECU中儲存有氣門最佳正時參數(shù)，所以ECU會隨時對正時機構進行調整，從而改變氣門的開啟和關

閉時間，或提前、或滯后、或保持不變，下面這段視頻則清楚的展示了VVT機構的工作原理。

更多精彩視頻，盡在汽車之家視頻頻道

簡單的說，WT系統(tǒng)就是通過在凸輪軸的傳動端加裝一套液力機構，從而實現(xiàn)凸輪軸在一定范圍內的

角度調節(jié)，也就相當于對氣門的開啟和關閉時刻進行了調整。

外轉子

內轉子

機油通道

內轉子與凸輪軸相連內轉子在外轉子的推動下旋轉

同時內轉子在油壓的作用下可以實現(xiàn)一定范圍內的角度提前和延后

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VVT-i

WT-i.系統(tǒng)是豐田公司的智能可變氣門正時系統(tǒng)的英文縮寫。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、科研機構投入了大量的人力、物力進行新技術的

研究與開發(fā)。目前，這些新技術和新方法，有的已在內燃機上得到應用，有些正處于發(fā)展和完善階段，有

可能成為未來內燃機技術的發(fā)展方向。

豐田WT-i發(fā)動機的ECM在各種行駛工況下自動搜尋一個對應發(fā)動機轉速、進氣量、節(jié)氣門位置和

冷卻水溫度的最佳氣門正時，并控制凸輪軸正時液壓控制網(wǎng)，并通過各個傳感器的信號來感知實際氣門正

時，然后再執(zhí)行反饋控制，補償系統(tǒng)誤差，達到最佳氣門正時的位置，從而能仃效地提高汽車的功率與性

能，盡量減少耗油量和廢氣排放。

發(fā)動機可變氣門正時技術(VVT,VariavleValveTiming)是近些年來被逐漸應用于現(xiàn)代轎車上的新

技術中的?種，發(fā)動機采用可變氣門正時技術可以提高進氣充量，使充量系數(shù)增加，發(fā)動機的扭矩和功率

可以得到進一步的提高。

VTEC

我們最熟悉的可變氣門升程系統(tǒng)可能非本田的i-vtec莫屬了，本田也是最早將可變氣門升程技術發(fā)揚

光大的廠商。本田的可變氣門升程系統(tǒng)的結構和工作原理并不復雜，工程師利用第三根搖臂和第三個凸輪

即實現(xiàn)了看似復雜的氣門升程變化。

當發(fā)動機在中、低轉速時，三根搖臂處于分離狀態(tài)，普通凸輪推動主搖臂和副搖臂來控制兩個進氣門

的開閉，氣門升量較小。此時雖然中間凸輪也推動中間搖臂，但由于搖臂之間是分離的，所以兩邊的搖臂

不受它控制，也不會影響氣門的開閉狀態(tài)。

本田i-vtec系統(tǒng)工作原理

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發(fā)動機達到某一個設定的轉速時，電腦即會指令電磁閥啟動液壓系統(tǒng)，推動搖臂內的小活塞，使三根

搖臂鎖成一體，一起由高角度凸輪驅動，這時氣門的升程和開啟時間都相應的增大了，使得單位時間內的

進氣量更大，發(fā)動機動力也更強。這種在一定轉速后突然的動力爆發(fā)極大的提升了駕駛樂趣。當發(fā)動機轉

速降到某轉速時，搖臂內的液壓也隨之降低，活塞在回位彈簧作用下退回原位，三根搖臂分開。

點評：這項技術在本田車型上的普及度較高，但是分段式的氣門調節(jié)方式還是令發(fā)動機的動力輸出不

夠線性。

MIVEC

MIVEC全稱為“MitsubishiInnovativeValvetimingElectronicControlsystem",中文解釋為三菱

智能可變氣門正時與升程管理系統(tǒng)。

裝備MIVEC系統(tǒng)的發(fā)動機與普通發(fā)動機一樣采用每缸四氣門，兩進兩排的設計，但不同的是它可以

控制每缸兩個進氣門的開閉大小。如在低速行駛時，MIVEC系統(tǒng)發(fā)出指令此時兩個進氣門中的其中一個升

程很小，這時基本就相當于一臺兩氣門發(fā)動機。由于只有一個進氣門工作，吸入的空氣不會通過汽缸中心,

所以能產(chǎn)生較強的進氣渦流，對于低速行駛，尤其是冷車怠速條件下能增大燃燒速率，使燃燒更充分從而

也大大提高了經(jīng)濟性。在我們日常行車中，經(jīng)常會遇到這種情況，比如堵車時，這時裝備了MIVEC系統(tǒng)

的發(fā)動機比普通發(fā)動機能節(jié)省不少的燃料。

而另一種情況就是當我們需要加速或高轉速行駛時，這時MIVEC系統(tǒng)會讓兩個進氣門同時以同樣的

最大升程開啟，這時的進氣效率能顯著提高，令發(fā)動機在高轉速運轉時能有充足的儲備。

當然MIVEC并不是只有這兩種可變的工作狀態(tài)，它可以根據(jù)各傳感器傳來的發(fā)動機工況信號來適時

調整最合理的配氣正時，總而言之mivec可以令發(fā)動機時刻處在最佳燃燒狀態(tài)。

Valvetronic

BMW的Valvetronic系統(tǒng)在傳統(tǒng)的配氣相位機構上增加了一根偏心軸，一個步進電機和中間推桿等部

件，該系統(tǒng)借由步進電機的旋轉，再在一系列機械傳動后很巧妙的改變了進氣門升程的大小。

Valvetronic電子氣門機構

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當凸輪軸運轉時，凸輪會驅動中間推桿和搖臂來完成氣門的開啟和關閉。當電機工作時，蝸輪蝸桿機

構會首先驅動偏心軸發(fā)生旋轉，然后中間推桿和搖臂會產(chǎn)生聯(lián)動，偏心軸旋轉的角度不同，最終凸輪軸通

過中間推桿和搖臂頂動氣門產(chǎn)生的升程也會不同。在電機的驅動下，進氣門的升程可以實現(xiàn)從0.18mm到

9.9mm之間的無級變化。

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BMW的Valvetronic技術已經(jīng)覆蓋了旗下的多款發(fā)動機，包括目前陸續(xù)推出的渦輪增壓新動力。該技

術能夠讓發(fā)動機對駕駛者的意圖做出更迅捷的反饋，同時通過發(fā)動機管理系統(tǒng)對氣門升程的精確控制，實

現(xiàn)了車輛在各種工況和負荷下的最佳動力匹配。

更多精彩視頻，盡在汽車之家視頻頻道

點評：BMW的這項技術已經(jīng)十分成熟，而且通過不斷的優(yōu)化，Valvetronic技術也突破了轉速的限制，

可以應用在M-power的V8雙渦輪增壓發(fā)動機上。如何保證在正確的時間使氣門升程處在合適的位置是

這項技術的最大難點，不過它的確做到了對發(fā)動機進行更為精準和細致的調控管理。

參考資料：

寶馬官方網(wǎng)站-《Valvetronic電子氣門》

Double-VANOS

Double-VANOS:雙凸輪軸可變氣門正時系統(tǒng)。

Double-VANOS是由BMW開發(fā)的雙凸輪軸可變氣門正時系統(tǒng)，這是寶馬技術發(fā)展領域中的又一項

成就：Double-VANOS雙凸輪軸可變氣門正時系統(tǒng)根據(jù)油門踏板和發(fā)動機轉速控制扭矩曲線，進氣和排

氣氣門正時則根據(jù)凸輪軸上可控制的角度按照發(fā)動機的運行條件進行無級的精準調節(jié)。

在低發(fā)動機轉速時，移動凸輪軸的位置，使氣門延時打開，提高怠速質量并改進功率輸出的平穩(wěn)性。

在發(fā)動機轉速增加時，氣門提前打開：增強扭矩，降低油耗并減少排放。高發(fā)動機轉速時I氣門重新又延

時打開，為全額功率輸出提供條件。

Double-VANOS雙凸輪軸可變氣門正時系統(tǒng)還控制循環(huán)返回進氣歧管的廢氣量以增強燃油經(jīng)濟性。

系統(tǒng)在發(fā)動機預熱階段使用一套專用參數(shù)以幫助三元催化轉換器更快達到理想工作溫度并降低排放。整個

過程由車輛的汽油發(fā)動機電子控制系統(tǒng)（DME）控制。

雙VVT

市面上的絕大部分氣門正時系統(tǒng)都可以實現(xiàn)進氣門正時在一定范圍內的無級可調，而一部分發(fā)動機在

排氣門也配備了WT系統(tǒng)，從而在進、排氣門都實現(xiàn)了氣門正時無級可調（也就是D-WT,雙WT技術）,

進一步優(yōu)化了燃燒效率。

凸輪軸正時齒輪

進氣端

可變氣門正時系統(tǒng)

曲軸正時齒輪

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傳統(tǒng)的VVT技術通過合理的分配氣門開啟的時間確實可以有效提高發(fā)動機的效率和燃油經(jīng)濟性，但是

這項技術也有局限性和自身的瓶頸。不過在此基礎上，通過引入可變氣門升程技術可以彌補WT的缺憾，

從而使發(fā)動機的呼吸更為順暢、自然。

雙可變

氣門正時系統(tǒng)

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我們都知道，發(fā)動機實質的動力表現(xiàn)是取決于單位時間內氣缸的進氣量。前面說過，氣門正時代表了

氣門開啟的時間，而氣門升程則代表了氣門開啟的大小。從原理上看，可變氣門正時技術也是通過改變進

氣量來改善動力表現(xiàn)的，但是氣門正時只能提前或者推遲氣門開啟的時間，并不能有效改善氣缸內單位時

間的進氣量，因此對于發(fā)動機動力性的幫助是有限的。如果氣門升程大小也可以針對發(fā)動機不同的工況和

轉速實時調節(jié)的話，那么就能提升發(fā)動機在各種情況下的動力性能。

VVEL

英菲尼迪的WEL系統(tǒng)的工作原理與BMW的Valvetronic類似，但在結構上稍有不同。WEL系統(tǒng)使

用?套螺套和螺桿的組合實現(xiàn)了氣門升程的連續(xù)可調。在系統(tǒng)工作時，電機通過ECU信號控制螺桿和螺套

的相對位置，螺套則帶動搖臂、控制桿等部件，最終改變氣門升程的大小。

搖臂通過偏心輪套在控制桿上，而控制桿可以在電機的帶動卜.旋轉一定角度。當發(fā)動機在高轉速或者

大負荷時，電機帶動螺桿轉動，套在螺桿I:的螺套也會產(chǎn)生相應的橫向移動，與螺套聯(lián)動的機構使得控制

桿逆時針或順時針發(fā)生旋轉。由于搖臂套在控制桿的偏心輪上，因此搖臂的旋轉中心也會隨之上升或下降,

從而達到改變氣門升程的目的。雖然整個機構看起來比較復雜，摩擦副也相對較多，但由于系統(tǒng)中的搖臂,

控制桿和螺套等都是剛性連接，沒有彈簧類的回位機構，使得VVEL系統(tǒng)即使在發(fā)動機高轉速情況下也無

需考慮慣性的問題。

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點評：英菲尼迪的這項技術的原理與BMW的Valvetronic可謂大同小異，也是實現(xiàn)了對發(fā)動機的動

力輸出做出更為綿密細致的調節(jié)，不過這項技術還只是應用在日產(chǎn)旗下的高端車型上。

AVS

奧迪的AVS可變氣門升程系統(tǒng)在設計理念上與?本田的i-vtec有著異曲同工之妙，只

是在實施手段上略有不同。這套系統(tǒng)為每個進氣門設計了兩組不同角度的凸輪，同時在凸

輪軸上安裝有螺旋溝槽套筒。螺旋溝槽套筒由電磁驅動器加以控制，用以切換兩組不同的

凸輪，從而改變進氣門的升程。

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發(fā)動機在高負載的情況下，AVS系統(tǒng)將螺旋溝槽套筒向右推動，使角度較大的凸輪得

以推動氣門。在此情況下，氣門升程可達到11毫米，以提供燃燒室最佳的進氣流量和進氣

流速，實現(xiàn)更加強勁的動力輸出。當發(fā)動機在低負載的情況下，為了追求發(fā)動機的節(jié)油性能,

此時AVS系統(tǒng)則將凸輪推至左側，以較小的凸輪推動氣門。

奧迪AVS系統(tǒng)

I髓雌

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這套系統(tǒng)中還有?個設計細節(jié)需要注意，那就是兩個進氣門無論是在普通凸輪還是高角

度凸輪下的相位和升程是有差別的，也就是說兩個進氣門開啟和關閉的時間以及升程并不相

同。這種不對稱的進氣設計是為了讓空氣在流經(jīng)兩個進氣門后，同時配合特殊造型的燃燒室

和活塞頭，可以令混合氣在氣缸內實現(xiàn)翻轉和紊流，進一步優(yōu)化混合氣的狀態(tài)。

12

10

E【

E8

】

邛

區(qū)6

U

S

看到犯切

輪的輪廓器缸內兩分進氣

黃線是高

凸輪的輪廓線

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奧迪AVS可變氣門升程系統(tǒng)在發(fā)動機700至4000轉之間工作，當發(fā)動機處于中間轉速

區(qū)域進行定速巡航時，AVS系統(tǒng)可以為車輛提供很好的節(jié)油效果。

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點評：奧迪這套系統(tǒng)的氣門升程依然是兩段式的，沒有做到氣門升程的無級調節(jié)，所以

對進氣流量的控制還不夠精確。然而一個巧妙之處在于對同一氣缸內兩個進氣門采用不同

步的開啟和關閉時間，從而實現(xiàn)油、氣的充分混合。

Multiair

菲亞特的Multiair電控液壓進氣系統(tǒng)相比寶馬的Valvetronic和英菲尼迪的WEL的結構來說比較復

雜，而且復雜的配氣機構也會在一定程度上增加制造成本。然而菲亞特的Multiair電控液壓進氣系統(tǒng)卻采

用了一種相對獨特的手段實現(xiàn)了氣門升程的無級調節(jié)，在技術上可謂另辟蹊徑。

Multiair最大的特點就是開創(chuàng)性的使用了電控液壓控制系統(tǒng)來驅動氣門的正時和升程，雖然發(fā)動機為

每缸4氣門的結構，但是卻取消了進氣門側凸輪軸，排氣門側的凸輪軸通過液壓機構來馱動進氣門。

低壓腔體電磁閥

Multiair系統(tǒng)的工作原理要直接得多，而且結構相對簡單。進氣門上方設計有活塞和液壓腔，液壓腔

一端與電磁閥相連，電磁閥則通過ECU信號，根據(jù)工況的不同適時調節(jié)流向液壓腔內的汕量。由凸輪軸期

動的活塞通過推動液壓腔內的油液，控制氣門的開啟。系統(tǒng)只需要控制液壓腔內的油量的多少即可以完成

對氣門升程的無級可調。

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簡單的結構不僅可以減小整個配氣機構的慣性，而且在高速運轉時，能量的損失也更小，而且電控加

液壓的配合方式還讓Multiair系統(tǒng)振有極快的響應速度,因此可以實現(xiàn)在一個沖程內多次開啟氣門的模式,

使得在怠速和低負荷工況下?lián)碛懈叩娜紵?。然而Multiair最大的優(yōu)勢在于成本，由于配氣機構相對

簡單，整套Multiair系統(tǒng)也不需要太高的成本，因此這項技術可以更好的向中低端車型覆蓋。

點評：這項技術的設計可謂大膽和創(chuàng)意十足，取消了傳統(tǒng)的凸輪軸機械傳動方式，通過液壓系統(tǒng)來完

成對氣門升程的調節(jié)，但是這也對電控液壓機構的可靠性提出了更高的要求。

渦輪增壓

渦輪增壓發(fā)動機是依靠渦輪增壓器來加大發(fā)動機進氣量的?種發(fā)動機，渦輪增壓器(Turbo)實際上就是

一個空氣壓縮機。它是利用發(fā)動機排出的廢氣作為動力來推動渦輪室內的渦輪(位于排氣道內)，渦輪又帶

動同軸的葉輪位于進氣道內，葉輪就壓縮由空氣濾清器管道送來的新鮮空氣，再送入氣缸。當發(fā)動機轉速

加快，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步加快，空氣壓縮程度就得以加大，發(fā)動機的進氣量就相應地得到增

加，就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。

壓縮機部分

渦輪殼體

壓縮機

渦輪

殼體

氣

廢

口

出

渦輪

渦輪廢氣

入口

渦輪部分

壓縮機

排氣口

壓縮機

進氣口壓縮機輪

渦輪增壓發(fā)動機的最大優(yōu)點是它可在不增加發(fā)動機排量的基礎匕大幅度提高發(fā)動機的功率和扭矩。

一臺發(fā)動機裝上渦輪增壓器后，其輸出的最大功率與未裝增壓器相比，可增加大約40%甚至更多。

如果大家不明白具體渦輪原理的話，歡迎觀看下面的原理視頻：

雙渦輪增壓

雙渦輪增壓一般稱為Twinturbo或Biturbo,雙涵輪增壓是渦輪增壓的方式之一。針對廢氣渦輪增壓

的渦輪遲滯現(xiàn)象，串聯(lián)一大一小兩只渦輪或并聯(lián)兩只同樣的渦輪，在發(fā)動機低轉速的時候，較少的排氣即

可驅動渦輪高速旋轉以產(chǎn)生足夠的進氣壓力，減小渦輪遲滯效應。

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BITURBO

在雙渦輪增壓的汽車上會看到2組渦輪通過串聯(lián)或者并聯(lián)的方式連接。并聯(lián)指每組渦輪負責引擎半數(shù)汽

缸的工作，每組渦輪都是同規(guī)格的，它的優(yōu)點就是增壓反應快并減低管道的復雜程度。

串聯(lián)渦輪通常是一大一小兩組渦輪串聯(lián)搭配而成，低轉時推動反應較快的小渦輪，使低轉扭力豐厚，

高轉時大渦輪介入，提供充足的進氣量，功率輸出得以提高。

單渦輪雙渦管

單渦輪雙渦管可以說是寶馬的獨有技術，單渦輪雙渦管就是將?個渦輪增壓器的氣流在經(jīng)過渦管時分

為兩股氣流,每股氣流負責3個缸.同時于雙渦輪相比，單渦輪的設計也減低了排氣脈沖相互干擾的情況。單渦

輪雙渦管發(fā)動機逐漸在寶馬各個車系開始普及。

與N54B30的3.0雙渦輪發(fā)動機相比，它只采用了一顆經(jīng)過TwinPower優(yōu)化的單渦輪增壓器，

TwinPower簡單的說雙進氣道，單渦輪雙渦管就是由雙渦輪的每三個汽缸驅動一個渦輪進化成了每三個汽

缸各自通過個渦輪進氣管路共同驅動?個渦輪，從而減輕發(fā)動機自重和降低油耗。

可變截面渦輪

為了更好的了解可變截面渦輪的優(yōu)勢，先讓我們分析一下普通渦輪增壓發(fā)動機的缺點。

普通煙輪增壓發(fā)動機在全負荷狀態(tài)卜.時排氣能量非?？捎^，但當發(fā)動機轉速較低時，排氣能量卻小的

可憐，此時渦輪增壓器就會由于驅動力不足而無法達到工作轉速，這樣造成的結果就是，在低轉速時，渦

輪增壓器并不能發(fā)揮作用，這時候渦輪增壓發(fā)動機的動力表現(xiàn)甚至會小于-臺同排量的自然吸氣發(fā)動機，

這就是我們經(jīng)常說的“渦輪遲滯”現(xiàn)象。

對于傳統(tǒng)的渦輪增壓發(fā)動機來說，解決渦輪遲滯現(xiàn)象的一個方法就是使用小尺寸的輕質渦輪，首先，

小渦輪會擁有較小的轉動慣量，因此在發(fā)動機低轉速時，在發(fā)動機較低轉速卜.渦輪就能達到最佳的工作轉

速，從而有效改善渦輪遲滯的現(xiàn)象。不過，使用小渦輪也有它的缺點：當發(fā)動機高轉速時，小渦輪由于排

氣截面較小，會使排氣阻力增加（產(chǎn)生排氣回壓），因此發(fā)動機最大功率和最大扭矩會受到一定的影響。而

對于產(chǎn)生回壓較小的大渦輪來說，雖然高轉速下可以擁仃出色增壓效果，發(fā)動機也會擁有更強的動力表現(xiàn),

但是低速下渦輪更難以被驅動，因此渦輪遲滯也會更明顯。

可變截面渦輪增壓的原理

為解決上述矛盾足，讓渦輪增壓發(fā)動機在高低轉速下都能保證良好的增壓效果，VGTQariable

GeometryTurbocharger）或者叫VNT可變截面渦輪增壓技術便應運而生。在柴油發(fā)動機領域，VGT可

變截面渦輪增壓技術早已得到了很廣泛的應用。由于汽油發(fā)動機的排氣溫度要遠遠高于柴油發(fā)動機，達到

10009左右（柴油發(fā)動機為400。（2左右），而VGT所使用的硬件材質很難承受如此高溫的環(huán)境，因此這

項技術也遲遲未能在汽油機上應用。近年來，博格華納與保時捷聯(lián)手克服了這個難題，使用了耐高溫的航

空材料技術,從而成功開發(fā)出了首款搭載可變截面渦輪增壓器的汽油發(fā)動機,保時捷則將這項技術稱為VTG

（VariableTurbineGeometry）”]"變泗輪葉片技術。

I1圖中渦輪外圍的紅色葉片就是導流葉片」

『一般的渦輪并沒有導流葉片的結構』

VGT技術的核心部分就是可調渦流截面的導流葉片，從圖上我們可以看到，渦輪的外側增加了一環(huán)可

由電子系統(tǒng)控制角度的導流葉片，導流葉片的相對位置是固定的，但是葉片角度可以調整，在系統(tǒng)工作時,

廢氣會順著導流葉片送至渦輪葉片上，通過調整葉片角度，控制流過渦輪葉片的氣體的流量和流速，從而

控制渦輪的轉速。當發(fā)動機低轉速排氣壓力較低的時候，導流葉片打開的角度較小。根據(jù)流體力學原理，

此時導入渦輪處的空氣流速就會加快，增大渦輪處的壓強，從而可以更容易推動渦輪轉動，從而有效減輕

渦輪遲滯的現(xiàn)象，也改善了發(fā)動機低轉速時的響應時間和加速能力。而在隨著轉速的提升和排氣壓力的增

加，葉片也逐漸增大打開的角度，在全負荷狀態(tài)下，葉片則保持全開的狀態(tài)，減小了排氣背壓，從而達到

一般大渦輪的增壓效果。此外，由于改變葉片角度能夠對渦輪的轉速進行有效控制，這也就實現(xiàn)對渦輪的

過載保護，因此使用了VGT技術的泄輪增壓器都不需要設置排氣泄壓閥。

需要指出的是，VGT可變截面渦輪增壓器只能通過改變排氣入口的橫切面積改變渦輪的特性，但是渦

輪的尺寸大小并不會發(fā)生變化。如果從渦輪A/R值去理解的話，可變截面渦輪的原理會更加直觀。

VNT(VariableNozzleTurbine)Turbo

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r也有的廠商將這項技術稱為VNT,比如沃爾沃和奧迪，它們在本質上是一樣的』

A/R值是渦輪增壓器的一項重要指標，用以表達渦輪的特性，在改裝市場的渦輪增壓器銷售冊上也常

有標明。A表示Aera區(qū)域，指的是渦輪排氣側入口處最窄的橫切面積（也就是可變截面渦輪技術中的“截

面”），R（Radius）則是代表半徑意思，指的是入口處最窄的橫切面積的中心點到渦輪木體中心點的距離,

而兩者的比例就是A/R值。相對而言，壓氣端葉輪受A/R值的影響并不大，不過A/R值卻對排氣端渦輪

有著卜分重要的意義。

導流葉片的開度能夠影響導向渦輪葉片的氣流速度，低轉速時開度?。ㄗ髨D），提高空氣流速，高轉速

時開度大（右圖），減小排氣負壓

當A/R值越小時，表示廢氣通過渦輪的流速較高，這種特性可以有效減輕渦輪遲滯，渦輪也就能在較

低的轉速區(qū)域取得較高的增壓，而發(fā)動機高轉速時則會產(chǎn)生較大的排氣背壓，使高轉速時功率受到限制。

反之，當A/R值越大時，渦輪的響應速度就越慢，低轉速時渦輪遲滯明顯，不過在高轉速時，擁有較小的

排氣背壓，且能夠更好的利用排氣能量，從而獲得更強的動力表現(xiàn)。

而VGT技術所實現(xiàn)的截面可變就是指改變A值。當葉片角度較小時，排氣入口的橫切面積便會相應

減小，因此A值會隨之變化，從而擁有小渦輪響應快的特點。而當葉片角度增大時，A值隨之增大，這時

A/R值增大，從而在高轉速卜獲得更強的動力輸出?？偠灾?，透過變更葉片的角度，VTG系統(tǒng)可隨時改

變排氣渦輪的A/R值，從而兼顧大/小渦輪的優(yōu)勢特性。

盡管結構和原理都很簡單，但VGT?變截面渦輪技術對于增壓效果的提升非常顯著，在目前主流的渦

輪增壓柴油發(fā)動機上，這項技術已經(jīng)得到了非常普遍的應用.不過，由于硬件材質的限制，這項技術在排

氣溫度較高的汽油發(fā)動機上才剛剛起步，保時捷和博格華納的合作可以說開創(chuàng)了先河。不過，隨著材料科

技的進步，這項技術在未來的汽油發(fā)動機I:必將會得到更廣泛的應用。

參考資料：

汽車之家-《變的是截面詳解VGT可變截面渦輪增壓器》

泄壓閥

當一輛改裝車從身旁飛馳而過，我們時常會聽到“嗡嗡……”的一段發(fā)動機加速聲音后，又傳來

“眥……”的一聲一這給人讓人傳遞了沖勁十足的感覺。這聲音是從那里傳來的？為什么普通民用車，或

者一些高性能跑車上都沒有這樣的聲音（而一些普通的改裝車卻有）？

其實這種特有的“毗……”聲是涵輪增壓發(fā)動機的卸壓閥在卸壓時所發(fā)出的聲音，可以說，所有的渦輪

增壓發(fā)動機都會產(chǎn)生這種聲音，只不過對于日常民用車而言，廠家在設計時會將這種聲音作為噪音來處理，

盡可能地將它降低。做法是將壓力泄到進氣歧管內，因此噪音很小一這種泄壓方式叫做內泄式。

對

了裝配渦輪增壓發(fā)動機的普通民用車而言，不仔細聽一般都無法覺察到有卸壓時的“毗毗”聲。這就好比對

于普通民用車，發(fā)動機噪音和隆隆的排氣聲是屬于負面參數(shù)（而高性能車有時則可以強調這種聲音），原廠

設計時盡可能的將這種聲音消除。而對于喜歡駕駛樂趣的車友，這種聲音則成了激發(fā)其駕駛激情的催化劑

（我們經(jīng)?？匆姾芏嘬嚨呐艢夤鼙桓牡孟衽谕?般，聲音也隆隆的震天響）。

除了激發(fā)駕駛激情以外，“炫”也是改裝的訴求之一，很多人希望將自己的車改得像超高性能車，即便

車子動力并不是特別強。一般來說，渦輪增壓發(fā)動機發(fā)出“毗、毗”聲的大小是與增壓強度相關的——大渦

輪增壓器更容易發(fā)出這樣的聲音。因此如果這種聲音比較大，可以顯得這臺車的增壓器較大，讓人有很炫

的感覺。

許多改裝發(fā)燒友也是出于這個目的，把白己民用車發(fā)動機（如寶來1.8T、帕薩特1.8T）的內泄式泄壓

改成了外泄式，并進一步加大“毗”聲，其道理與炮筒式的排氣管很類似。那么，為什么渦輪增壓發(fā)動機會

發(fā)出這樣的聲音呢？

當我們踏下油門踏板加速時，節(jié)氣門打開，發(fā)動機排出高溫高壓的廢氣能量推動廢氣渦輪旋轉，當達

到渦輪增壓器工作時的轉速（也就是使渦輪旋轉在每分鐘10萬轉以上時），渦輪增壓器才將周圍的空氣進

行壓縮，使發(fā)動機進氣量增加、提升發(fā)動機的動力性。

排式泄壓閥」

在當我們收油時，節(jié)氣門開度迅速減小直至處于關閉的怠速狀態(tài)，也就是說發(fā)動機不需要進氣了，或

者說進氣管中的氣流會在節(jié)氣閥處受阻。但此時此刻渦輪增壓器并沒有停止工作！由于慣性，渦輪增壓器

仍然保持在每分鐘10萬轉以上的轉速繼續(xù)旋轉著?，F(xiàn)在可以想象，此時的空氣仍然繼續(xù)被源源不斷地壓縮

進入進氣管中，如果在進氣管中這部分高壓空氣不能被及時排走，就會使進氣管中壓力迅速升高，有可能

造成節(jié)氣門損宓或進氣管爆裂。

I1泄壓閥

安裝在進氣管中』

這時，就需要在進氣管道中加裝?個卸壓裝置，來卸掉管道中來自進氣渦輪壓縮后的多余高壓空氣。

實際上泄壓閥就是安裝在進氣管上?個閥門，用以控制增壓壓力。泄壓閥的開閉由ECU（電子控制單元）

操縱的電磁線圈控制。ECU會根據(jù)渦輪出口增壓的壓力高低來做出判斷，一旦壓力超過臨界值時，就會對

電磁線圈進行通電或斷電控制，從而開啟或關閉泄壓閥。

當卸壓閥關閉時以保證進氣管內有足夠的進氣壓力為依據(jù)，當閥門打開能將多余的氣體泄到大氣中，

減輕進氣道內壓力，保護發(fā)動機進氣管道。所以我們聽到改裝車上的“毗、毗”聲就是泄壓閥在泄壓排氣時

的聲音。

事實上，改裝車上發(fā)出的“毗、眥”聲對于提升發(fā)動機性能提升沒有任何意義，只不過能渲染出一種增

壓值很大的假象。相對來說，增壓值越大的發(fā)動機，這種泄壓閥泄壓排出的空氣也就越多，理論上產(chǎn)生的

噪音也就越大。而改裝車的時候，將泄壓閥泄壓時的聲音進行放大，就像采用大炮筒排氣管一樣——動靜

很酷，卻沒有什么實際效果。

OHV

發(fā)動機的凸輪軸布局形式分為OHC（頂置凸輪軸）和OHV（底置凸輪軸）這兩種。目前日本及歐洲

的汽車廠家較為青睞頂置凸輪軸這種設計；而底置凸輪軸，通常我們只有在美國車上才能看見。

在了解OHC和。HV的區(qū)別，我們先簡單的從技術上認識、了解一下他們各自的結構和特點：

OHC（頂置凸輪軸），歷經(jīng)發(fā)展現(xiàn)在被分成SOHC（單頂置凸輪軸）和DOHC（雙頂置凸輪軸）。單頂

置凸輪軸就是依靠一根凸輪軸來控制進、排氣門的開合。通常來說單頂是配合兩氣門發(fā)動機的設計，由于

兩氣門發(fā)動機在進、排氣效率比多氣門要低，氣門間角布置局限性大。而雙頂置凸輪軸就能把這些問題優(yōu)

化，因為一根凸輪軸只控制一組氣門（進氣門或排氣門），因此省略了氣門的搖臂，簡化了凸輪軸到氣門之

間的傳動機構。總的說來，雙頂置八輪軸由于傳動部件少，進、排氣效率高，更適合發(fā)動機高速時的動力

表現(xiàn)。對于追求高功率的日本、歐洲廠商，凸輪軸頂置設計當然是最合適不過了。

底置凸輪軸這種設計的發(fā)動機一般都是大排量、低轉速、追求大扭矩輸出，因為底置凸輪軸，是依靠

曲軸帶動，然后凸輪與氣門搖臂采用一根金屬桿來連接，是凸輪頂起連桿，連桿推動搖臂來實現(xiàn)發(fā)動機氣

門的開合，所以過高的轉速會使頂桿承壓過大以致折斷。但是這種用頂桿的設計，也有它的優(yōu)點，結構簡

單，可靠性高、發(fā)動機重心底、成本低等。因為發(fā)動機轉速低，強調的是扭矩表現(xiàn)，所以底置凸輪軸設計

是足夠滿足這種需求的。

既然這兩種設計偏向不同，前者是最求大功率，后者是追求大扭矩。我們知道汽車提速快、牽引力強

靠的是扭矩，而實現(xiàn)最高速度是依靠功率。這里還有一個簡單的公式：功率=轉速X扭矩。自然吸氣時發(fā)

動機提升功率最簡單的辦法，就是提高轉速，轉速越高升功率自然就越高。

為何只有美國人鐘愛底置凸輪軸？

在汽車工業(yè)發(fā)達的德國，很多高速公路是不限速的，200多公里的速度飛馳是常見的事，因此，大功

率自然就是他們的最愛了。但美國人不?樣，他們追求的是公路巡航表現(xiàn)，發(fā)動機不用很高的轉速。這跟

美國的國情有很大關系，美國地大物博，且多半是平原，路都是修得筆直筆直的，二戰(zhàn)以后美國人就一直

熱衷造型獨特、寬大、強調舒適性的豪華大車，這類車通常重量大、懸掛軟，直線行駛的舒適性非常好，

而且美國油價很低，大排量發(fā)動機很受民眾青睞。所以這種動輒6.0、7.0的發(fā)動機普及率很高。說到這，

還有一點必須補充，我們經(jīng)常談論的是發(fā)動機升功率，并以此來判定發(fā)動機的運轉效率。但是否有聽過功

率密度這個名詞呢？對于這一概念簡單說來就是釋放相同的功率，發(fā)動機的體積越小，功率密度就越高。

底置凸輪軸的發(fā)動機得益于它的低轉高扭矩，不需要像頂置凸輪軸那樣布置復雜的多氣門、雙凸輪軸、高

強度的缸頂罩。

因此美國發(fā)動機采用底置凸輪軸設計是出于美國國情需要，并不是美國人不會造好發(fā)動機。但這也導

致了美系發(fā)動機不太適合美國以外的市場，因此在開發(fā)海外市場時，美國人需要開發(fā)出更適合其他市場的

發(fā)動機。

爆震傳感器

發(fā)動機工作時因點火時間提前過度（點火提前角）、發(fā)動機的負荷、溫度及燃料的質量等影響，會引起

發(fā)動機爆震。發(fā)生爆震時，由于氣體燃燒在活塞運動到上止點之前，輕者產(chǎn)生噪音及降低發(fā)動機的功率，

重者會損壞發(fā)動機的機械部件。為了防止爆震的產(chǎn)生，爆震傳感器是不可缺少的重要部件，以便通過電子

控制系統(tǒng)去調整點火提前時間。

發(fā)動機發(fā)生爆震時，爆震傳感器把發(fā)動機的機械振動轉變?yōu)樾盘栯妷核椭罞CU。ECU根據(jù)其內部事先

儲存的點火及其他數(shù)據(jù)，及時計算修正點火提前角，去調整點火時間，防止爆震的發(fā)生。

爆震傳感器也有多種類型。常見的有壓電式和瓷質伸縮式兩大類。其中壓電式共振型傳感器應用最多，

它一般安裝在發(fā)動機機體上部，利用壓電效應把爆震時產(chǎn)生的機械振動轉變?yōu)樾盘栯妷?。當產(chǎn)生爆震時的

振動頻率（約6000Hz左右）與壓電效應傳感器自身的固有頻率一致時，即產(chǎn)生共振現(xiàn)象。這時傳感器會

輸出一個很高的爆震信號電壓送至ECU,ECU及時修正點火時間，避免爆震的產(chǎn)生。

的金火花塞

火花塞分很多種，就材料而言主要有：銀合金、伯金等，這些材料本身都有良好的導電性?；鸹?/p>

熱形式有冷型火花塞和熱型火花塞，火花塞的電極結構主要有單極、雙極、四極等。其中出于想提升車輛

點火性能方面的考慮，很多人都會想著把自己的單極火花塞改為多極的，或者將自己的銀合金火花塞改為

伯金的。

對于單極和多級，本文不做討論，但說不同材質的火花塞，是否值得更換呢？從價錢上看，貴金屬火

花塞雖然比銀合金的貴幾十元，但相對于動輒可以優(yōu)惠上萬元的車價而言，它絕對價值并不高，為何原廠

并不采用這些貴金屬的火花塞呢？是完全出于成本嗎？還是別的什么原因？弄清楚這個問題，我們就能搞

清楚，咱們自己的車子是不是值得更換鈉金火花塞了。

火花塞是由絕緣體和金屬殼體兩部分組成，金屬殼體帶有螺紋，擰在發(fā)動機氣缸匕在金屬殼體中有

一個中心電極，它通過絕緣材料與金屬殼體絕緣，在中心電極上端有接線螺母，連接從分電器的過來的高

壓線，在金屬殼體下面還焊有接地電極，在中心電極與接地電極之間有很小的間隙，脈沖高壓電擊穿兩個

電極之間的空氣，產(chǎn)生電火花點燃可然混合氣做功，由于火花塞工作在高溫高壓的惡劣環(huán)境，對它的材料

和制造工藝都要求十分高，但在大多經(jīng)濟型車常采用銀合金火花塞，只有中高檔車才會使用伯金火花塞或

白金火花塞。

『鉗金火花塞』

許多車友認為，廠家不給自己的車配備伯金火花塞，完全是出于成本考慮，是偷工減料的表現(xiàn)，因此

卜分憤憤地掏錢將自己車上遠未到火花塞更換周期的銀合金火花塞更換為粕金的。這樣的更換顯然是出于

對性能的考慮，而非耐久性。那么估計十個車友會有九個覺得失望，因為這種性能的提升實在是有限，甚

至絲毫感覺不出來。其實這才是原廠不采用貴金屬火花塞的主要原因。

提高整個發(fā)動機的點火性能是一個系統(tǒng)工程，單靠換火花塞對發(fā)動機性能是不會有太大的改觀。因為

發(fā)動機的點火系統(tǒng)主要由高壓線、點火線圈、分電器、火花塞等組成。我們要想從根本上提高發(fā)動機性能,

首先需要考慮提升點火電壓，更高的電壓才能提供更大的點火能量。提升電壓之后就更換線徑粗且導電性

好的高壓線，因為一條高壓線的導電性與它的截面積、長度和材料有關系，如果線徑過細、過長以及導線

中含雜質較多都會影響點火性能。只有這些更換以后，才有必要考慮更換鉗金火花塞。注意，這里說的也

僅僅是考慮，而不是必須，因為此時即使不更換的金火花塞，點火性能同樣也能獲得提升、

與單極和多級的區(qū)別不同，銷金火花塞最主要的