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什么是VVT/CBR技术,期待A516新发........[转帖]
CBR技术（Controlled Burn Rate可控燃烧速率），可以使发动机在怠速和低负荷工况下, 增强涡流强度, 燃料混合更均匀, 动力经济性更好, 排放更加清洁。 

VVT(Variable Value Time可变气门正时)技术，在发动机高速运转的时候，需要较大的气门叠开角来达到充气充分的目的。而在发动机怠速的时候，气门叠开角应该相应变小，达到降低排放的目的。传统的固定相位角的凸轮轴由于相位角已经固定所以不能满足这种要求。而VVT技术可以通过螺旋槽式VVT－i控制器调节凸轮轴调节气门开闭，满足不同工况需求，达到增加功率、减少油耗，改善排放的目的。奇瑞系列发动机不仅在进气门调节上使用该技术，而且在排气门控制上，同样使用了该技术，称作VVT2(可变进排气门正时)技术。 

DGI（Direct Gasoline Injection汽油高压缸内直喷）技术，它将喷油嘴安装在燃烧室内喷注高压燃油，与通过进气门进入燃烧室的洁净空气混合，点燃做功。它具有高充气效率、电子控制xx配油、提高发动机的压缩比和热效率等优点，以获得更高的功率、更经济的油耗、更清洁的排放。 

 

TCI（Turbo Charger with Inter-cooler废气涡轮增压中冷）技术，用发动机排放的高速废气推动涡轮增压机带VNT的主动叶轮转动，主叶轮带动从动叶轮转动，从动叶轮在转动中增加来自空滤的空气的动能和压力，并通过中冷器冷却增压后的洁净空气，提高气缸的进气量，进一步提高了发动机的有效功率。 

EGR（Exhaust Gas Recirculation废气再循环）技术，从排气歧管引出部分已经燃烧完的废气送到进气歧管中，通过EGR冷却器（EGR cooler）冷却后，被送至进气歧管中，与从TCI系统输送过来的新鲜空气形成了混合气。由于废气的存在，混合气的含氧量比空气的含氧量要少，燃烧时，由于含氧量的降低，缸内{zg}燃烧温度也随之降低，于是NOx的生成受到抑制。同时改善了燃烧过程，使燃烧以一种更平稳的方式进行，促使CO、PM有更多机会被充分氧化，从而降低了CO、PM等的生成，抑制碳烟的产生。 

 

CR（Common Rail高压共轨）:共轨式喷油系统主要由高压供油系统、高压油轨、每缸一个的喷油器、高压油泵和电控单元（ECU）组成，高压油泵和输油泵集成为一个整体，以节省空间。高压油泵可提供高达1600bar以上压力的燃油，高压燃油先进入油轨中，实际上油轨是一个蓄压器，它有一定容积，并能承受高压。来自高压油泵的燃油压力是脉动的，经过油轨的缓冲作用，油轨的压力可保持在1600bar，然后经高压油管分配到四个喷油器中。为了使发动机工作更加平稳，整个喷油系统采取了预喷、主喷和后喷的工作方式，实现了燃烧过程中燃油再喷射，降低缸内燃烧气体的温度，从而有效降低了NOx的生成，同时发动机的工作变得更平稳，噪音也得到有效的控制。 

 

DMF（Dual-mass Fly wheel双质量飞轮）： 双质量飞轮可以在动力从曲轴传到变速箱的过程中，将振动和噪声隔离；提高换档和驾驶的舒适性；减小曲轴的扭转和弯曲载荷；由于较多使用发动机经济区域而使油耗降低,同时能在发动机过载时保护传动链零件； 

 

TVD(Torsional Vibration Damper扭振减震器): 水泵、空调压缩机等由发动机曲轴驱动，汽油机的TCI技术获得了很高的升功率和升扭矩，同时也对曲轴提出了苛刻的要求，TVD技术将曲轴结构分为内、中间、外三层。内、外两层均为金属结构，中间层是有一定弹性胶圈，经过特殊工艺使三者结合成一个整体，调整胶的成分就能改变其固有频率，减轻附件系统对曲轴带来的扭振影响，保证曲轴的寿命。 

2. CBR汽油燃烧技术 
        CBR技术是奥地利AVL公司发明的一种“等λ控制下的贫油燃烧”技术。它的特点是低成本、很低的节气门损失、节油、使用普通后处理装置即可达到超低排放要求。混合动力汽车的发明为这种技术在微型汽车上的应用提供了更大的舞台。 
        2.1.应用实例： 
        CBR可控燃烧速率是奥地利AVL公司提出的一种汽油贫油燃烧方案。该技术在欧宝公司的OPEL Ecotec 2.0 
        L汽车上得到了应用。仅靠采用CBR技术该车就降低了7%的燃油消耗量；在高EGR率的情况下，NOx减少了50%之多，因此不需要DeNOx反应器；加速性的改善降低了HC的排放，采用CBR技术＋预处理器＋普通三元催化反应器的组合就能达到了欧Ⅲ和欧Ⅳ超低排放要求，该车在油耗和排放方面都收到了良好的效果。 
        2.2. CBR技术的原理： 
        在汽油点火式发动机里，一般采用流量型无涡流运动的进气方式。随着降低油耗、排放的要求，进气充量运动出现了水平涡流（气流绕气缸中心转动）和垂直滚流（气流对着气缸轴线转动）两种形式。 
        CBR技术的水平涡流方案： 
            AVL —CBR的进气道系统原理 

        CBR技术在欧宝公司OPEL Ecotec 2.0 
        L汽车上得到了应用，它是由两个不相同的进气道再加上一个控制装置构成。进气流经过两个不同的气道后分别生成一股切向涡流和一股无涡流的中性气流进入气缸。 
        上图描述了CBR进气系统简要原理。该系统由切向的和中性的气道、双束喷油器和控制滑板组成。 
        l 全负荷 
        全负荷状态是指滑板全开，发动机转速在1000～4500rpm转速之间，输出扭矩为70%以上。 
        滑板打开时，大量的混合气从中性气道进入燃烧室，与切向气道涡流参混，在燃烧室里变成比较平稳的弱涡流状态（中等涡流），混合气处于匀质状态。由于有切向气道的涡流作用，燃烧速度稍比普通发动机高（快），改善了高转速下的功率输出。 
        汽车使用此种状态主要是需要增加功率，这时λ要等于1或小于1（富油）。此时中性进气口滑板全部打开，大量的新鲜空气进入中性气道，双束喷嘴喷入中性气道的一束燃油和新鲜的空气相混，在气缸中心、火花塞的下方形成了富油混合气。 
        在切向气道里，喷进气道的另一束燃油与进来的新鲜空气相混合，在气缸中心的外围区域里生成了中等涡流的富油混合气绕气缸中心旋转。为了获得{zg}转速下的{zd0}功率输出，该点不使用EGR废气外，其余状态都有EGR废气参与，以便降低NOx的排放量。 
        l 部分负荷 
        部分负荷是指滑板关闭，转速在1000～4500rpm之间，输出扭矩在70%以下。汽车使用此种状态主要是考虑改善燃油经济性和良好的排放性能，因此需要等λ闭环控制和高EGR率控制。 
        虽然滑板关闭将中性进气道堵死，少量的空气仍能从滑板预留的小孔进入中性气道。这时，双束喷嘴的一束燃油与进入该气道的少量空气混合，形成了富油混合气并进入缸筒中心区。在吸气和压缩过程中，富油混合气始终聚集在燃烧室中心的火花塞附近。 
        另一束燃油与进入切向气道里的新鲜空气和大量的EGR废气混合，生成了“贫油”混合气，它在进入气缸后变成强烈绕气缸中心富油区旋转的水平涡流。 
        这时，燃烧室中心是富油区，气缸周边是贫油区，火花塞正好在气缸的中心的富油区里，实现了分层进气和等λ燃烧，大大提高了贫油燃烧的速度，提高了平均有效压力。 
        滑板关闭后在燃烧室里形成强烈涡流度的分层燃烧和总空燃比等于17～26的状态，{zd0}限度的降低了低转速、低负荷状态下的燃油消耗率，进一步改善了燃油经济性。 
        注意：燃油是按进气量的14.7分之1喷入气道，实现的闭环等λ控制。在进气过程中由于大量EGR废气进入气缸，稀化了λ＝1 
        的混合气，并提高了气缸里的进气压力，因此减少节气门损失。由于EGR废气的稀化作用，最终在气缸里生成了具有强烈涡流运动的总量相当于“贫油”的混合气。 
        l 低转速低负荷 
        该状态是指滑板关闭，转速在1000rpm以下，发动机仍处在贫油燃烧状态，它的输出扭矩却能达到96%的负荷率的状态。 
        2.3. EGR废气量的控制 
        CBR发动机采用外EGR废气再循环系统，使用普通的三元催化反应器后处理装置就能实现超低排放。废气从一个缸的排气口，经缸盖送到由步进电机控制的废气再循环阀门处。由电动活门实现定量的废气循环量控制。外EGR系统的优点是可以实现准确的EGR量控制，缺点是EGR率不可能很高。 
        CBR系统的{zx1}发展是将外EGR改成内EGR, 
        使用VVT装置改变进气凸轮相位来控制缸筒里废气的残留量，内EGR系统{zg}可以实现30%的EGR率，缺点是需要使用复杂的VVT部件。 
        2.4.CBR技术对发动机性能的影响： 
        2.4.1.CBR技术对小排量汽油机耗油率的影响 
        在低转速和部分负荷状态下，CBR系统的滑板将两个气道中的一个关闭，按从节气门进来的空气量的14.7分之1向气道里喷油，保证λ＝1。 
        再靠高废气循环量实现进气充量稀化，在气缸里形成稀混合气。该系统能增加贫油混合气的点火裕度，使得稀气燃烧更稳定，放热率更高。 
        从滑板的脉谱图中可以看出，CBR系统关闭一个气道后，发动机转入贫油燃烧状态，在1000rpm以下时能发出95%的功率，在1000～4500rpm时能发出70%的功率。加上大量的EGR废气进入气缸，节气门损失要比普通发动机小。因此CBR发动机的耗油率比普通发动机更低。 
        2.4.2.CBR技术对排放污染物HC、CO和NOx的影响 
        CBR技术是在“贫油燃烧＋高EGR率＋闭环等λ控制”条件下工作，由于是按等λ闭环控制条件下组织燃烧，因此使用普通三元催化反应器就能降低HC、CO和NOx的排放量，满足超低排放要求。 
        2.4.3.CBR技术对排放CO2的影响 
        汽车CO2排放量越多，对地球的温室效应影响就越大，严重破坏了人类的生存环境。 
        随着世界石油资源日益枯竭和我国国民经济巨大发展，我国的石油进口量将越来越大，汽车是消耗石油资源的大户，代表燃油消耗量大小可用CO2排放量来表示，控不控制CO2的排放量是关系国家能源安全和人类生存的大事。今后我国也会像欧洲那样出台对汽车CO2（燃油消耗量）排放量的限制。 
        2.5. 采用整体模块化设计的CBR系统结构 

        CBR进气系统被单独设计成一个法兰盘模块部件，它安装在缸盖和进气歧管之间，上面装喷油器、CBR滑板和废气再循环等控制装置。 

         
            CBR滑板转接法兰盘模块和EGR通道示意图 
         
         

        在模块里，安置了一个由真空执行器操纵的滑板，该滑板用能自润滑的塑料板做的。还有一个由步进电机控制的EGR阀门，保证将再循环的废气经过铸造通道和分配孔道引进各个气缸。
3.CBR滑板控制脉谱图 

            滑板开关状态脉谱图 
         
         

        滑板关闭后的效果： 
        滑板关闭后混合气立即转入“等λ贫油混合气”状态。从图中可以看出，当转速低于1000rpm时，关闭滑板后发动机转入贫油燃烧，输出扭矩可以达到96%以上,相当于3bar平均有效压力，这对改善1000rpm以下的耗油率、汽车驾驶性能特别有利。因此能获得{zh0}的耗油率和动力性，这是普通贫油燃烧技术做不到的。 
        当转速在1000～4500rpm时，关闭滑板转入贫油燃烧后输出扭矩可以达到70%，{zd0}平均有效压力大约是7 
        bar，它能覆盖汽车绝大部分工况，对降低汽车的油耗特别有利。超出这个压力，滑板应当打开。否则，会增加节气门损失，降低发动机扭矩和效率，出现我们不希望的燃烧噪声。 
            工作状态原型机(g/kW.h)原型机＋CBR系统g/kW.h 
            1500rpm BMEP=1bar648590(-9%) 
            2000rpm BMEP=1bar410380(-7%) 
            3000rpm BMEP=1bar335325(-3%) 

        4.对排气后处理装置的要求 
        CBR燃烧过程“闭环控制等λ贫油燃烧”，排气生成的污染物成分和λ＝1时一样。这样以来使用普通三元催化反应器+预处理装置后就能满足欧洲Ⅲ号标准和欧洲Ⅳ号标准排放法规，因此不需要价格昂贵的DeNOx催化反应器。 
        5.对CBR技术的评估： 
        5.1.节油效果 
        按AVL-CBR系统已经应用在新开发出来的发动机上，与原型发动机相比，使用滑板和xx控制EGR废气率的方法，能明显节省7% 的燃油消耗。 
        5.2.发展潜力 
        点火式汽油发动机今后会向CBR、缸内直喷、可变气门定时和废气增压等方面发展。即便出现柴油机高压共轨直喷或其它的一些新技术，从成本（费用）和性能（动力性和节油性）效果综合评估，点火式汽油发动机仍能作为柴油机的替代物继续发展。 
        5.3.使用CBR技术的成本与其它技术的比较 
        汽油缸内直喷稀薄燃烧技术在降低耗油方面可以达到10%，CBR技术可以达到7%，虽然比CBR技术高出一些，但仍有二个问题影响它的推广： 

        一是NOx排放量高，需要采用专门的DeNOx催化反应器。这种复杂而又昂贵的催化反应器目前正在发展中，价格昂贵，技术上还不成熟，它限制了汽油缸内直喷技术推广； 
        二是成本高，采用汽油缸内直喷技术的发动机其成本增加几乎是CBR技术的2～3倍，大大限制了汽油缸内直喷技术的推广，按成本观点来评估汽油缸内直喷和柴油高压共轨技术，两者都处在不利的位置上，尤其是对小排量的微型汽车发动机更是如此。 
        在小型的微型汽车与中等型级别汽车中,从成本、效益综合考核，CBR技术在节油方面比汽油缸内直喷更吸引人。 

VVT-i发动机技术 

威姿{zx0}推出的是1.3 L发动机，结果不太理想，后来又推出采用了VVT-i技术的1.0 L车型，进一步提高了xxx很快扭转了颓势。同是来自丰田的威驰在最初投放的时候也有人对其没有采用丰田{zxj}的VVT-i技术而感到惋惜。那么到底VVT-i有什么魔力呢？ 

VVT-i是丰田独有的{lx1}发动机技术，过去仅装备于丰田的进口原装xx车上。VVT-i （Variable Valve Timing and Lift with intelligence）的意思是“智能可变配气正时系统”。该系统的{zd0}特点是可根据发动机的状态控制进气凸轮轴，通过调整凸轮轴转角对配气时机进行优化，以获得{zj0}的配气正时，从而在所有速度范围内提高扭矩，并能大大改善燃油经济性，有效提高汽车的功率与性能，减少油耗和废气排放。 

VVT－i系统由传感器、电控单元、液压控制阀和控制器等部分组成，按控制器的安装部位不同而分成两种：一种是安装在排气凸轮轴上的，称为叶片式VVT－i，比如说丰田大霸王；另一种是安装在进气凸轮轴上的，称为螺旋槽式VVT－i，凌志400、430等高级轿车就是采用的此种型式。 

    

VVT与VTEC的区别 

在理论上VTEC和VVT-i是同出一辙，都是气门可变正时系统，但同时VTEC可以控制电子升程，而其他厂家产品只是气门可变正时。本田以外的其他车厂需完成可变气门正时全部都采用顶置双凸轮轴DOHC，而且VVT-i只能控制进气气门的正时，本田的VTEC可以同时控制进气和排气两侧的气门正时与升程。 

     而本田除了DOHC外还有SOHC的VTEC引擎，SOHC VTEC虽然在动力上不如DOHC，但是他具有很好的燃油经济性，这就是为什么广州本田2.3的油耗可以和1.8排量的车差不多。 

    另外值得一提的是，其他的车厂在使用VVT-i或其他同类技术的同时在一些允许使用涡轮车型的赛事上全部清一色使用TURBO增压涡轮技术。VVT-i等技术只是是用在民用街车版本。而本田车厂除了在一级方程式赛事以外决不使用TURBO或机械增压技术，全部使用VTEC引擎参赛,日本超级房车赛上，NSX是{wy}可以比美日产Skyline和丰田Supra和三菱等增压怪兽的车型，也是{wy}不采用 

     TURBO或其他增压引擎参赛的车厂。上一场日本超级房车赛JGTC赛事头三位全部是NSX兵团。所以可以证明VTEC是一项无论应用在民用街车还是赛道赛车都是一想成熟的技术。 

VVT的应用: 

在现在的轿车发动机上，我们经常可以看见像VVT-i、i-VTEC、VVL、VVTL-i等技术标号。这些显赫的标号都代表了它们的与众不同——普通的发动机不一样，这些发动机都采用了发动机可变配气的技术。 

     可变配气技术，从大类上分，包括可变气门正时和可变气门行程两大类，有些发动机只匹配可变气门正时，如丰田的VVT-i发动机；有些发动机只匹配了可变气门行程，如本田的VTEC；有些发动机既匹配的可变气门正时又匹配的可变气门行程，如丰田的VVTL-i，本田的i-VTEC。 
    为何先进的发动机都要采用这种技术呢？这些技术的工作原理是什么？它能给发动机带来什么好处呢？ 

     可变气门正时 

    为了能更好的说清楚可变气门正时的原理，首先有必要简单解释一下发动机相关的几项工作原理。大家都知道，气门是由发动机的曲轴通过凸轮轴带动的，气门的配气正时取决于凸轮轴的转角。在普通的发动机上，进气门和排气门的开闭时间是固定不变的，这种固定不变的正时很难兼顾到发动机不同转速的工作需求，可变气门正时就是解决这一矛盾的技术。 

    我们在简单回顾一下“气门叠加角”的概念——在发动机运转的时候，我们需要让更多的新鲜空气进入到燃烧室，让废气能尽可能的排出燃烧室，{zh0}的解决方法就是让进气门提前打开，让排气门推迟关闭。这样，在进气行程和排气行程之间，就会发生进气门和排气门同时打开的情况，这种进排气门之间的重叠被称为气门叠加角。当发动机处于不同转速时，气门叠加角的要求也是不同的。 
    

    没有任何一种固定的气门叠加角设置能让发动机在高地转速时都能xx输出的，如果没有可变气门正时技术，发动机只能根据其匹配车型的需求，选择{zy}化的固定的气门叠加角。例如，赛车的发动机一般都采用较大的气门叠加角，以有利于高转速时候的动力输出。而普通的民用车则采用适中的气门叠加角，同时兼顾高速和低速是的动力输出，但在低转速和高转速时会损失很多动力。而可变气门正时技术，就是通过技术手段，实现气门叠加角的可变来解决这一矛盾。 

    采用了可变气门正时技术，发动机的功率和扭力输出将会更加线性，同时兼顾高低转速的动力输出。引擎的转速能够设计得更高，因而获得更多的功率输出。例如，尼桑的2升Neo VVL发动机比没有配备VVT的相同结构的发动机，可以提供超过25％的动力输出。 

    采用了可变气门正时技术，发动机在低转速时能增加扭力输出，大大增强驾驶的操纵灵活性。例如，菲亚特 Barchetta’s 1.8 VVT发动机，能在2000rpm～6000rpm之间输出90％的扭力。 

    需要说明的是，发动机采用可变气门正时技术获得上述好处的同时，没有任何负面影响，换句话说，就是没有对于发动机的工作强度提出更高的要求。 

     可变气门行程 

    我们知道，发动机的气门行程是受凸轮轴转角长度控制的，在普通的发动机上，凸轮轴的转角长度固定，气门行程也是固定不变的。类似于不可变气门正时的发动机，这种气门行程固定不变的发动机，它采用的气门行程设计也是根据发动机的需求设定，赛车发动机采用长行程设计，以获得高转速是强大的功率输出，但在低转速的时候会工作不稳定；普通民用车则采用兼顾高低转速的气门行程设计，但会在高低转速区域损失动力。而采用可变行程技术的发动机，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。 

    下面，我们就按照上文的分类，用实例来解释这些可变配气系统的工作原理及好处 

     可变气门正时 

    可变气门正时技术，在整个可变配气技术里，属于结构简单成本低的机构系统，它通过液压和齿轮传动机构，根据发动机的需要动态调节气门正时。由于结构简单，增加的成本有限，这个技术现在已经配备在大多数主流发动机上。 

    可变气门正时不能改变气门开启持续时间，只能控制气门提前打开或推迟关闭的时刻。同时，它也不能像可变凸轮轴一样控制气门开启行程，所以它对提升发动机的性能所起的作用有限。不过这种技术是结构简单，成本低廉的可变配气技术，因为它只需要一套液压装置，就能调整凸轮轴相位，而不像其他系统那样，在每个气缸都需要布置一个液压机构。 

     可变气门正时的简单分类 

    连续可变气门正时和不连续可变气门正时 

    简单的可变配气相位VVT只有两段或三段固定的相位角可供选择，通常是0度或30度中的一个。更高性能的可变配气相位VVT系统能够连续可变相位角，根据转速的不同，在0度-30度之间线性xx配气相位。显而易见，连续可变气门正时系统更适合匹配各种转速，因而能有效提高发动机的输出性能，特别是发动机的输出平顺性。 

     进气可变气门正时和排气可变气门正时 

    有一些设计，像BMW的双可变配气相位系统（Double Vanos system），它能同时改变进气凸轮轴和排气凸轮轴的相位角，从而获得与转速更匹配的气门叠加角，因此其拥有效率更高的配气效率。这就是为什么BMW M3 3.2发动机（升功率为100匹） 拥有比前一代仅配备了进气门可变相位系统的M3 3.0发动机（升功率为95匹）更高的性能。 

    在E46的3系中，双可变配气相位进气门可变相位0-40度之间调节，排气门可变相位在0-25度之间调节。 

优点： 
结构简单成本低，连续可变 VVT 改善了整个转速范围段的扭力输出 

缺点： 
不能改变气门行程和气门开闭持续时间，因此与可变气门行程发动机相比，峰值功率输出较弱 

配备该系统的车型 
大部分主流车型都配备该系统： 

· 奥迪 2.0 ——进气凸轮轴连续可变 

· 奥迪 3.0 V6 ——进气凸轮轴连续可变，排气凸轮轴分两段可调 

· 奥迪 V8 ——进气凸轮轴分两段可调，排气凸轮轴不可变 

· 宝马 Double Vanos ——进排气均连续可变 

法拉力 360 Modena ——排气分两段可调· 

菲亚特 ( 阿尔法 ) SUPER FIRE ——进气分两段可调· 

· 福特 Puma 1.7 Zetec SE ——进气分两段可调 

· 福特 Falcon XR6＇s VCT ——进气分两段可调 

· 捷豹 XJ-V6 and updated XJ-V8 ——进气连续可调 

· 兰博基尼 Diablo V12 since SV ——进气分两段可调 

· 马自达 MX-5＇s S-VT ——进气连续可调 

梅塞德斯 V6 and V8 ——进气分两段可调· 

· 日产 QR four-pot and V8 ——进气连续可调 

· 日产 VQ V6 ——进气连续可调 

· 日产 VQ V6 since Skyline V35 ——进气电子xx 

· 保时捷 Variocam ——进气分三段可调 

PSA /· 雷诺 3.0 V6 ——进气分两段可调 

· 雷诺 2.0-litre ——进气分两段可调 

· 斯巴鲁 AVCS ——进气分两段可调 

· 丰田 VVT-i ——大部分为进气连续可变，有些也配备了排气连续可变 

· 沃尔沃 L4 、 L5 、 L6 发动机平台——进气连续可调 

· 大众 VR6 ——进气连续可调 

· 大众 ( 奥迪 ) W8 and W12 ——进气连续可调，排气分两段可调