财讯：给汽油车“续一秒”，韩国人说我也有份

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原创胡洋虎嗅app出品|虎嗅汽车集团作者|胡洋处于魔法般看待这种电的时代，依然有人在读内燃机的技术。 不仅有，还有很多。 看到许家印老板投资的数千万级超跑康尼塞，你应该知道如何在高度电气化的freevalve系统中达到惊人的性能，内燃机的动力和性能在很大程度上取决于吸入空气体的能力。 在一般的机械气门正时系统中，进气门的开阀动作是固定的，但内燃机根据情况所需的理想进气量不同。 这由于矛盾设计时必须考虑，限制了内燃机综合表现的动力和效率的提高。 最基本的凸轮轴气门正时系统很长。 发动机的曲轴(最终输出动力的轴)旋转两周，上面的凸轮轴旋转一周。 阀被凸轮轴的凸轮突起部推开，阀的开闭动作根据发动机运转的时机进行。 进排气阀各自的开阀时间正好与四个行程中的进气行程和排气行程对应 缺点也很明显，所有的东西死了都不会改变 如上所述，对于不同情况下的不同诉求，“不变”不是好事。 不要着急说自己不擅长。 放心，即使完全不擅长内燃机的四个行程，也不会影响理解可变阀门技术的魔法。 本质只是工程师们打开头，用不可思议的想法克服空之间的几何学问题。 可变的开门时间在4个行程中，进气-压缩-工作-排气、进排气都有对应的行程，但实际的进排气动作时间不对应于对应行程的100%。 高转速时，各行程时间极短，因此，希望吸气阀早打开，排气阀晚关闭，吸气阀有一点时间打开(称为阀重叠角)。 这样可以使此时的吸气更充分，排气更彻底。 但是低速旋转时，吸排气、空气时间有富馀，阀的重叠角不要过大。 从吸气阀吸入的空气体从打开的排气阀排出，导致吸气不足。 ( overlap :实际运转中进气门和排气门的开阀略微重叠)这样，产生了第一对矛盾，即在高旋转时阀的重叠角大，在低旋转时需要减小重叠角。 要执行阀门动作，大重叠角需要稍微推进进气门的打开，小重叠角需要减少进气门的延迟。 因此，为了实现兼顾，发明了可变气门正时系统vvt。 人们除了以往凸轮轴以外，还在凸轮的外侧安装了能够旋转一定立场的相位调整器 能够改变进气门凸轮轴相对于正时系统整体的立场，也能够调节进气门打开的早晚的正时，能够实现可变的气门重叠角 vvt在吸气阀中使用的效果最显着(以下与其他可变阀技术相同)，之后也开始在排气门中应用vvt，吸气排气两侧有vvt的系统被称为双vvt或dvvt。 现在很多汽车制造商都学习(或获得)了vvt这个技术，各自的命名不同，比如有名的丰田vvt-i、宝马vanos等。 (右上角: vvt实现了阀重叠角可变)可变的阀开度与可变阀正时对应的问题类似，基本的机械阀结构是阀开度(称为阀升程)恒定:凸轮的物理突起有多高，阀升程 但是，根据情况不同，内燃机所需的最佳膨胀速度也不同。 例如低速旋转时吸气阀的开阀时间长，需要尽量缓和吸气过程，由此可以更均匀地混合油气，提高燃烧效率。 另一方面，高转速时进气门的开阀时间短，发动机一般为高负荷，本来需要越来越多的空气体，因此吸气效率尽可能高，需要尽快吸入足够的空气体。 这又是一对矛盾，设计内燃机需要平衡高低转速时的需求妨碍了内燃机的进一步性能提高。 于是，出现了可变气门升程系统vvl 实现气门升程可变，各家都有自己的做法。 最有名的当然是本田引以为豪的vtec技术。 vtec诞生于1989年，但今天本田的方法非常简单。 一个凸轮的形状是固定的，我应该再追加一个高转速专用凸轮吗？ 除了以前传递的结构外，vtec还增加了支持更高升降机的“大”凸轮。 在需要更高转速下更强的动力的情况下，弹一个锁定销，即切换到高升程凸轮 本田采用简单精密的纯机械结构，轻松实现了气门升程的两级调整。 (本田vtec的基本原理)根据vtec，本田在日系车辉煌的90年代建设了一系列有名的高性能发动机，vtec也成为了本田球迷的信仰所在。 几十年前，vvl可变气门升程已经被很多企业品牌掌握，一部分通过各种独门方法，实现了没有连续调节的可变升程( vtec可两级调整)。 典型的宝马答录机技术valvetronic、日产的vvel采用电机控制手段，实现了全过程连续可调的可变气门升程。 近几十年来，基于可变阀的进气调节技术原则上有vvt可变定时和vvl可变升降机两种。 实现电机控制的无调整后，不太值得继续优化vvt和vvl，调整了2段的本田vtec今天也发烧了。 关于康尼塞格采用的freevalve技术，完全消除了机械定时传递，全面地用电子系统直接控制阀门，效果出众，但价格和可靠性在大众市场上很难使用。 但是，对于不久前在内燃机行业相对落后的车企业，跳过vvt和vvl直接开发“新的”是可以得到的选择。 可变的打开时间很长，现代此时推出了一部叫做可变阀门持续时间cvvd技术的引以为豪的作品。 这是第一个实现无级调节进排气阀定时和持续时间的阀门控制技术。 vvt是调节“开阀期间”早还是晚的，vvl是调节开阀宽度的大小的，vvd是调节“开阀期间”的持续时间的(即控制开阀动作的早期)。 关于c，代表了无极连续可变调制( continuously )。 现代这种CVD技术首先可以改变进气门的开阀时机，以前传来的vvt涵盖了调节阀门重叠角的功能。 与vvl相比，可变气门升程的根本目的是改变进气效率、调整每单位时间的进气量、调整最终的进气量，用cvvd可调整的气门持续时间也同样能达到该效果。 但是，vvl是改变开门宽度的大小，vvd是改变开门长度的。 vvt和vvl都很了解。 vvt是改变阀门打开的早晚，使对应的凸轮偏转的立场。 vvl只要改变阀的打开宽度，切换到突起更大的凸轮即可。 vvd改变了阀开的持续时间，而且没有调节，所以要连续改变金属凸轮的形状吗？ 不是气球 cvvd技术实现的效果看起来多而杂，基本原理也很简单，但想想就不得不佩服“是怎么想出来的”。 cvvd技术的基础原理可以总结为:“轴心偏离时，物体旋转过程的半圈变快，再半圈变慢，整体旋转速度不变。” (观察:三幅图中的紫色杠杆总是同步的)忽略黄色代表性凸轮。 橙色的连杆嵌在蓝紫色的杆上，可以伸出蓝紫色的杆自由滑动。 以最左边为例，橙色链接向左偏移，偏离原来的共同旋转中心。 如果把紫色的链接作为参考系，蓝色的链接旋转到左半部分就慢了，旋转到右半部分就快了，最终完成1圈的时候不变。 也就是说，整个蓝色链接的转速与紫色链接同步。 通过调整橙色连杆与原始旋转中心的距离，蓝色杆向左侧旋转时变慢，向右侧旋转时可以改变变快的宽度(或改变转速差)，可以进行连续的无极调节。 现在，紫色的杠杆被认为是发动机凸轮轴，所以转速总是稳定的。 蓝色代表控制阀门动作的凸轮，我们改变的是它的运动。 上面的左右半转对应控制阀的半转和另外的半转。 如果将橙色连杆的旋转中心向一侧偏移，凸轮旋转到该半圈，则速度变慢，控制阀开阀的持续时间变长。 但是，再旋转半圈，转速就会上升，“赶上”紫色凸轮轴的转速，因此同步进入下一次全旋转。 也就是说，一个第三连杆的偏移使旋转过程的一半减速，旋转到另一半则加速(或相反)，因此作为整体可以保持每转的同步。 但是，由于阀控制仅与其中的半圈相关，因此通过将其中的一半的转速控制得较快，能够调整阀的开阀期间的长度，并且没有连续的调整。 如果把上面的动画改造成现实的引擎结构，cvvd的核心部件就会出来。 与我们熟悉的vvt、vvl系统相比，开发现代CVD技术的时代毕竟很近，所以CVD第一次实现了阀门持续时间的连续可变，实现了更接近理想化的发动机进气控制。 根据现代官方数据，cvvd的实际效果是动力输出增加了4%，油耗增加了5%，排放量增加了12%。 看起来不太多吗？ 请观察只需追加一套cvvd部件即可获得的效果。 重量和价格会变少。 因为是纯粹的机械系统，所以也保证了可靠性和维护性(故障可能只是机械的破损)。 各种vvt、各种vvl、新生vvd中，可变阀控制技术都有共同的优点。 虽然很少看到账本上升数据，但对所有案例都有改善作用。 有些新技术篇幅效果显著，但应用情况狭窄，有些新技术篇幅不惊人，但是惠泽的全案例。 因此，包括cvvd在内，可变阀技术一定与其他类型的发动机技术一起采用。 比如直喷，比如阿特金森循环，比如egr废气再循环等。 在全面的电动时代到来之前，人类追求理想热机的道路是通过这种一滴一滴的进步携手建立的。 如果对这篇原稿有异议或投诉，请联系tougao@huxiuend原标题:《把“再给汽油车一秒钟”，韩国人说我也在》原文