VVT--i發(fā)動機(jī)簡介
VVT--i發(fā)動機(jī)
VVT—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,款的豐田轎車的發(fā)動機(jī)已普遍安裝了VVT—i系統(tǒng)。豐田的VVT—i系統(tǒng)可連續(xù)調(diào)節(jié)氣門正時,但不能調(diào)節(jié)氣門升程。它的工作原理是:當(dāng)發(fā)動機(jī)由低速向高速轉(zhuǎn)換時,電子計算機(jī)就自動地將機(jī)油壓向進(jìn)氣凸輪軸驅(qū)動齒輪內(nèi)的小渦輪,這樣,在壓力的作用下,小渦輪就相對于齒輪殼旋轉(zhuǎn)一定的角度,從而使凸輪軸在60度的范圍內(nèi)向前或向后旋轉(zhuǎn),從而改變進(jìn)氣門開啟的時刻,達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)氣門正時的目的。
VVT--i發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)
汽車發(fā)動機(jī)常用缸數(shù)有3、4、5、6、8、10、12缸。排量1L以下的發(fā)動機(jī)常用3缸;(1-2.5)L一般為4缸發(fā)動機(jī);3L左右的發(fā)動機(jī)一般為6缸;4L左右為8缸;5.5L以上用12缸發(fā)動機(jī)。二般來說,在同等缸徑下,缸數(shù)越多,排量越大,功率越高;在同等排量下,缸數(shù)越多,缸徑越小,轉(zhuǎn)速可以提高,從而獲得較大的提升功率。
氣缸的排列形式主要有直列、V形、W形等。
一般5缸以下發(fā)動機(jī)的氣缸多采用直列方式排列,少數(shù)6缸發(fā)動機(jī)也有直列方式的,過去也有過直列8缸發(fā)動機(jī)。直列發(fā)動機(jī)的氣缸體成一字排開,缸體、缸蓋和曲軸結(jié)構(gòu)簡單,制造成本低,低速扭矩特性好,燃料消耗少,應(yīng)用比較廣泛,缺點(diǎn)是功率較低。一般1L以下的汽油機(jī)多采用3缸直列,(1-2.5)L汽油機(jī)多采用直列4缸,有的四輪驅(qū)動汽車采用直列6缸,因?yàn)槠鋵挾刃。梢栽谂赃叢贾迷鰤浩鞯仍O(shè)施。直列6缸的動平衡較好,振動相對較小,所以也為一些中、高極轎車采用。 (6-12)缸發(fā)動機(jī)一般采用V形排列,其中VIO發(fā)動機(jī)主要裝在上。V形發(fā)動機(jī)長度和高度尺寸小,布置起來非常方便,而且一般認(rèn)為,V形發(fā)動機(jī)是比較高級的發(fā)動機(jī),也成為轎車級別的標(biāo)志之一。V8發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,制造成本很高,所以使用得較少。V12,發(fā)動機(jī)過大過重,只有極個別的高級轎車采用。
目前見的發(fā)動機(jī)主要是直列4缸(L4)與V型6缸(V6)發(fā)動機(jī)。一般來說,V6發(fā)動機(jī)的排量較L4發(fā)動機(jī)的高,V6發(fā)動機(jī)比L4發(fā)動機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)、安靜。L4主要裝在普通級轎車上,而V6則裝在中高檔轎車上。
VVT--i發(fā)動機(jī)壓縮比
壓縮比是指氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值,它表示活塞從下止點(diǎn)移到上止點(diǎn)時氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度。壓縮比是衡量汽車發(fā)動機(jī)性能指標(biāo)的一個重要參數(shù)。
一般地說,發(fā)動機(jī)的壓縮比愈大;在壓縮行程結(jié)束時混合氣的壓力和溫度就愈高,燃燒速度也愈快,因而發(fā)動機(jī)的功率愈大,經(jīng)濟(jì)性愈好。但壓縮比過大時,不僅不能進(jìn)一步改善燃燒情況,反而會出現(xiàn)爆燃、表面點(diǎn)火等不正常燃燒現(xiàn)象,又反過來影響發(fā)動機(jī)的性能。此外,發(fā)動機(jī)壓縮比的提高還受到排氣污染法規(guī)的限制。
VVT--i發(fā)動機(jī)排量
氣缸工作容積是指活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的氣體容積,又稱為單缸排量,它取決于缸徑和活塞行程。發(fā)動機(jī)排量是各缸工作容積的總和,一般用毫升(CC)來表示。發(fā)動機(jī)排量是最重要的結(jié)構(gòu)參數(shù)之一,它比缸徑和缸數(shù)更能代表發(fā)動機(jī)的大小,發(fā)動機(jī)的許多指標(biāo)都同排量密切相關(guān)。
VVT--i發(fā)動機(jī)功率
功率是指物體在單位時間內(nèi)所做的功。在一定的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi),汽車發(fā)動機(jī)的功率與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速成非線性正比關(guān)系,轉(zhuǎn)速越快
功率越大,反之越小,它反映了汽車在一定時間內(nèi)的作功能力。以同類型汽車做比較,功率越大轉(zhuǎn)速越高,汽車的速度也越高。
發(fā)動機(jī)的輸出功率同轉(zhuǎn)速關(guān)系很大。隨著轉(zhuǎn)速的增加,發(fā)動機(jī)的功率也相應(yīng)提高,但是到了一定的轉(zhuǎn)速以后,功率反而呈下降趨勢。一般在說明發(fā)動機(jī)輸出功率的同時標(biāo)出每分鐘轉(zhuǎn)速(r/min),如100PS/5000r/min,即在每分鐘5000轉(zhuǎn)時輸出功率為100馬力(73.5kW)。
常用功率來描述汽車的動力性能。功率一般用馬力(PS)或千瓦(kW)來表示,1馬力等于0.735千瓦。
VVT--i發(fā)動機(jī)扭矩
扭矩是使物體發(fā)生轉(zhuǎn)動的力。發(fā)動機(jī)的扭矩就是指發(fā)動機(jī)從曲軸端輸出的力矩,在功率固定的條件下它與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速成反比關(guān)系,轉(zhuǎn)速越快扭矩越小,反之越大,它反映了汽車在一定范圍內(nèi)的負(fù)載能力。在某些場合能真正反映出汽車的“本色”,例如啟動時或在山區(qū)行駛時,扭矩越高汽車運(yùn)行的反應(yīng)便越好。以同類型發(fā)動機(jī)轎車做比較,扭矩輸出愈大承載量愈大,加速性能愈好,爬坡能力愈強(qiáng),換擋次數(shù)愈少,對汽車的磨損也會相對減少。尤其在轎車零速啟動時,更顯示出扭矩高者提升速度快的*性。
發(fā)動機(jī)的扭矩的表示方法是牛米(N.m)。同功率一樣,一般在說明發(fā)動機(jī)輸出扭矩的同時也標(biāo)出每分鐘轉(zhuǎn)速(r/min)。扭矩一般出現(xiàn)在發(fā)動機(jī)的中、低轉(zhuǎn)速的范圍,隨著轉(zhuǎn)速的提高,扭矩反而會下降。
VVT--i發(fā)動機(jī)多點(diǎn)電噴
汽車發(fā)動機(jī)的電噴裝置一般是由噴油油路、傳感器組和電子控制單元三大部分組成的。如果噴射器安裝在原來化油器位置上,即整個發(fā)動機(jī)只有一個汽油噴射點(diǎn),這就是單點(diǎn)電噴;如果噴射器安裝在每個氣缸的進(jìn)氣管上,即汽油的噴射是由多個地方(至少每個氣缸都有一個噴射點(diǎn))噴入氣缸的,這就是多點(diǎn)電噴。
VVT--i發(fā)動機(jī)閉環(huán)控制
發(fā)動機(jī)電噴系統(tǒng)的閉環(huán)控制是一個實(shí)時的氧傳感器、計算機(jī)和燃油量控制裝置三者之間閉合的三角關(guān)系。氧傳感器“告訴”計算機(jī)混合氣的空燃比情況,計算機(jī)發(fā)出命令給燃油量控制裝置,向理論值的方向調(diào)整空燃比(14.7:1)。這一調(diào)整經(jīng)常會超過一點(diǎn)理論值,氧傳感器察覺出來,并報告計算機(jī),計算機(jī)再發(fā)出命令調(diào)回到14.7:1。因?yàn)槊恳粋€調(diào)整的循環(huán)都很快,所以空燃比不會偏離14.7:1,一旦運(yùn)行,這種閉環(huán)調(diào)整就連續(xù)不斷。采用閉環(huán)控制的電噴發(fā)動機(jī),由于能使發(fā)動機(jī)始終在較理想的工況下運(yùn)行(空燃比偏離理論值不會太多),從而能保證汽車不僅具有較好的動力性能,還能省油。
VVT--i發(fā)動機(jī)多氣門
傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)多是每缸一個進(jìn)氣門和一個排氣門,這種二氣門配氣機(jī)構(gòu)相對比較簡單,制造成本也低,對于輸出功率要求不太高的普通發(fā)動機(jī)來說,就能獲得較為滿意的發(fā)動機(jī)輸出功率與扭矩性能。排量較大、功率較大的發(fā)動機(jī)要采用多氣門技術(shù)二的多氣門技術(shù)是三氣門結(jié)構(gòu),即在一進(jìn)一排的二氣門結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上再加上一個進(jìn)氣門。世界各大汽車公司新開發(fā)的轎車大多采用四氣門結(jié)構(gòu)。四氣門配氣機(jī)構(gòu)中,每個氣缸各有兩個進(jìn)氣門和兩個排氣門。四氣門結(jié)構(gòu)能大幅度提高發(fā)動機(jī)的吸氣、排氣效率,新款轎車大都采用四氣門技術(shù)。
VVT--i發(fā)動機(jī)OHC
發(fā)動機(jī)的凸輪軸安裝位置有下置、中置、頂置三種形式。轎車發(fā)動機(jī)由于轉(zhuǎn)速較快,每分鐘轉(zhuǎn)速可達(dá)5000轉(zhuǎn)以上,為保證進(jìn)排氣效率,都采用進(jìn)氣門和排氣門倒掛的形式,即頂置式氣門裝置,這種裝置都適合用凸輪軸的三種安裝形式。但是,如果采用下置式或者中置式的凸輪軸,由于氣門與凸輪軸的距離較遠(yuǎn),需要?dú)忾T挺桿和挺柱等輔助零件,造成氣門傳動機(jī)件較多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,發(fā)動機(jī)體積大,而且在高速運(yùn)轉(zhuǎn)下還容易產(chǎn)生噪聲,而采用頂置式凸輪軸則可以改變這種現(xiàn)象。所以,現(xiàn)代轎車發(fā)動機(jī)一般都采用了頂置式凸輪軸,將凸輪軸配置在發(fā)動機(jī)的上方,縮短了凸輪軸與氣門之間的距離,省略了氣門的挺桿和挺柱,簡化了凸輪軸到氣門之間的傳動機(jī)構(gòu),將發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)變得更加緊湊。更重要的是,這種安裝方式可以減少整個系統(tǒng)往復(fù)運(yùn)動的質(zhì)量,提高了傳動效率。
按凸輪軸數(shù)目的多少,可分為單頂置凸輪軸(SOHC)和雙頂置凸輪軸(DOHC)兩種,由于中高檔轎車發(fā)動機(jī)一般是多氣門及V型氣缸排列,需采用雙凸輪軸分別控制進(jìn)排氣門,因此雙頂置凸輪軸被不少發(fā)動機(jī)所采用。
VVT--i發(fā)動機(jī)VTEC
VTEC系統(tǒng)全稱是可變氣門正時和升程電子控制系統(tǒng),是本田的專有技術(shù),它能隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷、水溫等運(yùn)行參數(shù)的變化,而適當(dāng)?shù)卣{(diào)整配氣正時和氣門升程,使發(fā)動機(jī)在高、低速下均能達(dá)到率。+在VTEC系統(tǒng)中,其進(jìn)氣凸輪軸上分別有三個凸輪面,分別頂動搖臂軸上的三個搖臂,當(dāng)發(fā)動機(jī)處于低轉(zhuǎn)速或者低負(fù)荷時,三個搖臂之間無任何連接,左邊和右邊的搖臂分別頂動兩個進(jìn)氣門,使兩者具有不同的正時及升程,以形成擠氣作用效果。此時中間的高速搖臂不頂動氣門,只是在搖臂軸上做無效的運(yùn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)速在不斷提高時,發(fā)動機(jī)的各傳感器將監(jiān)測到的負(fù)荷、轉(zhuǎn)速、車速以及水溫等參數(shù)送到電腦中,電腦對這些信息進(jìn)行分析處理。當(dāng)達(dá)到需要變換為高速模式時,電腦就發(fā)出一個信號打開VTEC電磁閥,使壓力機(jī)油進(jìn)入搖臂軸內(nèi)頂動活塞,使三只搖臂連接成一體,使兩只氣門都按高速模式工作。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降低達(dá)到氣門正時需要再次變換時,電腦再次發(fā)出信號,打開VTEC電磁閥壓力開頭,使壓力機(jī)油泄出,氣門再次回到低速工作模式。