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详细说说摩托车的VVT可变气门正时是怎么一回事?

作者:佚名 时间:2019/6/20 10:02:49

VVT系统是英文Variable Valve Timing可变气门正时的缩写,虽然这项科技出现在汽车引擎上已有二三十年以上的历史了,但是对于体积较小精密度更高的摩托车引擎来说,却是运用得没有这么快速与广泛。

这项科技早在1980年代时就已经由概念付诸于量产,可是为什么到了2018年时宝马的摩托车才开始正式将这样的科技以Shift Cam的名称导入车系,究竟这项气门科技有什么奥妙之处?就借着这个机会来介绍一下。

可变气门的设计或许因为近期宝马摩托车大量导入而有了高曝光率,其实本田早就在1983年的CBR400车款上已有了REV结构设计,这应该是最早量产摩托车配置有可变气门结构,REV也是随后本田VTEC科技的雏形。

不过宝马最新的Shift Cam系统已经进化到不单纯只有可变气门正时,而是连带着整个凸轮轴角度也会随着改变,使得气门的扬程、开启与关闭时间等都会随着需求做最佳化,对于熟悉这项科技与结构的人来说或许这是非常直接白话,但我们的目的就是要让更多人能够了解这项气门技术,所以希望能够通过浅显易懂的文字来介绍与说明。

首先要知道不管是哪一种引擎设计,气门与凸轮轴之间都存在的连动的关系,通过凸轮轴的转动来定义气门的正时、开启时间、重叠时间、与扬程等,气门正时就是气门开启的时机,开启时间表示进气气门开始的时间长短,重叠时间表示进气与排气气门同时开启的时间,而扬程则是气门开启的深浅。

摩托车发展历史上迄今大致有三类这种气门科技,第一种是1983年本田的REV,这个系统基本上可以让引擎依照转速使用双气门或四气门设定,使得同一具引擎能够具备低转速的扭力表现与高转速的大马力特性。随后的VTEC系统依旧是类似的概念,一样使用油压的方式来改变与切换气门开启数,这个系统仅在气门开启数目上做切换,并没有气门扬程等等的改变。

Cam-Phasing系统则是目前使用得最广泛的一种气门科技,这项科技同样是从汽车引擎衍生而来,目前使用的摩托车车厂有Suzuki、Ducati、与Kawasaki等等。Cam-Phasing系统的基本概念是在凸轮轴普利盘部分设计了通过油压来控制与改变的结构,借此可变的设计使得凸轮轴与普利盘,不再是固定不变的方式,通过普利盘与凸轮轴相对位置的变化来改变气门的工作,来达到引擎具备低转大扭力与高转大马力的双重性格。

在高转速需要大马力的状况下,进气气门开启时间可以提前,排气气门开启时间可以延后,反之在低转速时则恰恰需要完全相反的最佳运作条件,所以通过Cam-Phasing的科技与设计就能够在实作上达到最理想的目标。

至于最新的宝马Shift Cam系统部分有什么过人之处呢?因为Cam-Phasing科技改变的仅有气门的正时与重叠时间,为了更大的性能突破,Shift Cam系统则把气门开启时间与扬程也一并纳入可变的结构条件,所以宝马ShiftCam技术可以说是集所有可变气门科技于大成的一个完整可变气门设计。

目前仅通过进气凸轮轴部分的可变结构,来带动整个可变系统,效果已经非常明显,所以相信日后应该会慢慢进化到,连排气凸轮轴也具备可变设计,届时这个系统的效能将会更加显著。

ShiftCam的进气气门结构有两个模式,一个是Mild的短扬程设定,另一个则是Wild长扬程的模式,通过油压的方式堆动整只凸轮轴的位置,配合相对应的凸轮轴不同角度凸起来达到可变的效果,凸轮轴移动的距离仅仅只有几mm就够,对引擎本身并不会造成多余的耗能负担,是一个非常简单但极度精密的系统设计。

ShiftCam虽然不像Cam-Phasing系统有类似无段可变的设计,但是通过气门扬程的可变可以达到更大的效能,就提高引擎性能的角度来说,Shift-Cam系统确实比Cam-Phasing来得优秀。

未来的趋势应该会朝向没有凸轮轴的系统发展,通过电子系统与油压系统的精密控制配合,传统的凸轮轴设计可以完全被取代,不仅系统负担更小,同时也能够做可变气门正时更广泛与更深入的控制,来提高引擎效能达到更环保但却更有效率的方向,目前最为人所知的就是瑞典超跑车厂柯尼赛格设计的无凸轮轴引擎结构,这项科技虽然还在初期的阶段,

但是我们相信这一定会是未来必然的趋势,因为在环保与节能的全球议题下又需要有性能的突破时,气门科技是最明显也最快速的实践。

编辑:Tracy
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关键字:摩托车 VVT 可变气门正时 引擎

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