可变气门升程种类(比亚迪VVL 本田VTEC 保时捷Variocam Plu 宝马VavleTronic)

节能环保

应用情况

概述

VVL是英文variable valve lift的简写，意味可变气门升程。

传统的汽油发动机的气门升程是固定不可变的。也就是凸轮轴的凸轮型线只有一种。这就造成了该升程不可能使发动机在高速区和低速区都得到良好响应。传统汽油机发动机的气门升程——凸轮型线设计是对发动机在全工况下的平衡性选择。其结果是发动机既得不到最佳的高速效率，也得不到最佳的低速扭矩。但得到了全工况下最平衡的性能。

VVL的采用，使发动机在高速区和低速区都能得到满足需求的气门升程。从而改善发动机高速功率和低速扭矩。

可变气门升程种类

可变气门升程按照其控制效果分类：

两可调式可变升程

技术代表就是大名鼎鼎的本田VTEC技术和保时捷的Vairocam技术以及比亚迪473QE发动机所采用的VVl技术。

连续可变升程

技术代表是宝马的“电控气门”技术。

比亚迪VVL

比亚迪公司顺应全球低碳环保的新趋势、响应国家节能减排的号召，在其新推出的BYD473QE发动机上使用了VVL系统，并将运用在其F3、L3、G3车型上。采用VVL技术的发动机，气门行程能随发动机转速的改变而改变。在高转速时，采用长行程来提高进气效率，让发动机的呼吸更顺畅，在低速时，采用短行程，能产生更大的进气负压及更多的涡流，让空气和燃油充分混合，因而提高低转速时的扭力输出。

使用VVl技术的BYD473QE发动机高效环保、经济节油，搭载全新此发动机的比亚迪F3、G3、L3 车型已登录国家工信部229 批汽车产品目录，并在工信部9月30 日更新的轻型汽车燃油消耗量通告中获百公里综合工况油耗为6.2L。

目前比亚迪F3、G3、L3已经进入新一批的节能惠民补贴车型，这也证明了VVL技术对于经济节油的贡献。

本田VTEC

本田是倡导在民用车上使用可变配气技术的先驱。在80年代末，本田推出了它著名的VTEC系统（Valve Timing Electronic Control），并率先运用在其Civic, CRX 和 NS-X车型上。之后，VTEC成为了本田旗下全系列车型的标准配备。在采用了VTEC技术的发动机上，我们能在一根凸轮轴上看到两组凸轮，它们会让气门产生不同的气门持续开启时间和气门行程。其中一组在低于4500rpm转速下工作，另一组在高转速下工作。很明显，这样的设计不能实现连续的可变配气——在4500rpm以下，VTEC发动机与普通发动机一样，表现很平常，但一旦突破4500rpm，VTEC发动机的动力就会像野兽一样爆发出来，产生强大的后段加速度，给人以后劲十足的感觉。

这套系统改善了峰值功率，他能让发动机的红线达到8000rpm以上（s2000能达到9000rpm的高转速），就像赛车发动机采用的凸轮轴一样，VTEC系统能让1.6升的发动机增加超过30匹的功率输出。要想充分发挥这样的发动机性能，就需要让发动机在近乎疯狂的高转速运转，并且变速器需要采用较大的齿轮比来获得更多的扭力（普通的民用发动机多采用0-6000rpm的转速范围，而VTEC发动机在0-4500 rpm的转速范围都采用低速凸轮轴驱动气门）。采用这套系统的发动机匹配的车型，带来的运动感十足的操控性给人留下深刻印象，由此可见，可变凸轮轴系统最适合匹配在运动车型上。

之后，本田将两段可调式VTEC系统改进成三段可调式，因此它拥有更多的调节范围，扭矩能在更广的转速范围内得到释放，其性能接近于无级可变凸轮轴系统。虽然可变凸轮轴系统不是无极可调的，但它却是可变配气系统系统中一项很先进的设计。要知道，多数的可变配气系统都是不能改变气门行程的。

优点：可以改变气门行程，峰值功率输出强劲

缺点:只能实现 2 段或 3 段控制，不能实现连续控制，所以扭力输出不线性；结构复杂

保时捷Variocam Plu

Variocam Plus采用液压调节配气相位和气门行程

保时捷的Variocam Plus是从Variocam 的基础上发展来的，该系统被应用在Carrera 和Boxster上。Variocam技术在1991年的968车型上被首次应用。它利用正时链条改变凸轮轴的相位角，因此它能分三段改变气门正时。996Carrera和Boxster也采用了该系统。这是保时捷的专利技术，但是其性能要次于用液压机构驱动的其他车型，特别是不能实现大范围的其气门相位角的变化方面。

因此，在新一代911 Turbo上采用的Variocam Plus用液压机构取代了链条机构。保时捷的工程师门改变了过去分两段可调的可变气门正时系统，开发出连续可变气门正时系统。

然而，所谓“Plus”指的是增加了可变气门行程设计，它是由液压顶杆来实现的，如图，每个气门被三个凸轮控制，很明显中间的凸轮带来较小的气门行程（仅3毫米）和较短的气门开启时间，我们叫他低速凸轮。外部的两个凸轮形状相同，它带来的是高速正时和更长的行程（10毫米），凸轮由气门顶部的液压机构顶杆来选择，在气门顶的内部，布置有液压顶杆，他们能在液压的作用下，把气门和气门顶锁在一起，通过这种方法，可以使高速凸轮轴驱动气门。如果气门与气门顶没有锁在一起，那么气门则被中间的低速凸轮直接驱动，气门顶的运动与气门无关。

这套可变气门行程机构结构简单，占用空间小。可变气门顶比普通的可变气门行程机构占用更少的空间。

但是目前Variocam Plus仅在进气系统上配备。

优点：VVT 改善了中低转速时的扭矩输出，可变行程和气门开启时间提高了高转速时的功率输出

缺点：结构复杂成本高

宝马VavleTronic

两端可调式可变气门升程技术不具备全工况气门升程可变的功能。引领世界发动机技术的宝马公司退出了连续可变气门升程技术。宝马公司开发的VavleTronic技术，可以在发动机的大部分工况下，连续改变气门升程，保证最优化的气门升程匹配。

宝马的控制机构是由电机驱动的，电机通过蜗杆传动齿轮，然后由齿轮上的凸轮带动摇臂运动来改变摇臂的控制角，在凸轮轴的驱动下由摇臂带动气门运动。通过改变摇臂的角度就可以改变气门的行程了。由于是通过电机控制的，所以可以在一定区域内做无段级调节气门开度，这样驾驶起来就会毫无唐突感，舒适性更强，配气机构在各转速下的适应性也更强，能最大限度的提高发动机充气效率。

节能环保

可变配气技术在大幅度提升发动机性能的同时，在节能和环保方面也有其独特的优势。

我们知道，EGR（废气再循环）是一套普通的用于降低排放和提高燃烧效率的系统，二可变配气技术则能发挥EGR更大的潜能。

理论上说，进排气的混合需要根据发动机转速的不同与之相配合。当汽车在公路上中速行驶的时候，发动机的负荷很小，长时间的叠加角可能会有益于减小燃料消耗和降低废气排放。排气门延时关闭直到进气门打开，一部分废气同时被引入到气缸中，与新鲜混合气混合燃烧。因为废气里主要为不可燃烧的成分，引入新鲜混合气以后，可以降低混合气的浓度，达到减小燃油消耗和降低废气排放的目的。

以上说到的可变配气技术都是汽油机，柴油机很少采用这种技术。这主要是因为这种技术主要是在发动机高转速的时候作用明显，柴油机的转速一般比较低，这种技术运用在柴油机上意义不大。

应用情况

可变配气技术带来的优势是显而易见的，这种技术将逐步成为先进发动机的标准配备。随着这一技术的普及，不配备这种技术的发动机在大多数领域将面临淘汰。

由于VVL技术零部件成本高，可靠性要求搞，发动机缸盖设计的难度较大，其性价比不如VVT。目前在国内自主品牌的发动机中仅比亚迪使用此项技术。