發(fā)動(dòng)機(jī)可變技術(shù)完全攻略(下)

PART1 可變，變出什么花？

在自吸的世界里進(jìn)排氣的每一處皆可變 Lucas

在上一期的專題中，我們講述了針對(duì)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的一系列可變技術(shù)，但其實(shí)在現(xiàn)代的渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中，也存在不少來自自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的可變技術(shù)。

是故在這期，我們要來看看自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)有哪些歷史更悠久、影響層面更大的可變技術(shù)……

01可變氣門正時(shí)

相信稍微懂得奧托式四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的讀者們都知道，這種發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)汽缸至少會(huì)有一進(jìn)一出的氣門配置，當(dāng)活塞下行運(yùn)動(dòng)時(shí)開啟進(jìn)氣門吸入空氣與噴油——上行運(yùn)動(dòng)時(shí)關(guān)閉進(jìn)氣門壓縮混合氣——再下行運(yùn)動(dòng)時(shí)點(diǎn)燃油氣爆炸產(chǎn)生動(dòng)力——再上行運(yùn)動(dòng)時(shí)開啟排氣門排出燃燒過的廢氣，如此周而復(fù)始，完成發(fā)動(dòng)機(jī)的四個(gè)行程運(yùn)作。

但事實(shí)上，由于發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)刻處于不同的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，如果氣門只是固定依照以上所說行程時(shí)機(jī)來啟閉，你會(huì)發(fā)現(xiàn)如果我們讓氣門打開的時(shí)間長一點(diǎn)，高轉(zhuǎn)速時(shí)確實(shí)會(huì)因?yàn)槲敫嗫諝舛懈玫鸟R力延伸，但低轉(zhuǎn)速時(shí)就會(huì)因?yàn)槲肟諝舛嗔藢?dǎo)致壓縮行程時(shí)泵氣阻力增加，低轉(zhuǎn)速扭力發(fā)放反而變差。當(dāng)然，如果反之設(shè)定則會(huì)出現(xiàn)相反的問題！

有沒有兩全其美的方法呢7您或許會(huì)想到豐田的VVT-i、日產(chǎn)的NVCS可變氣門正時(shí)技術(shù)，但其實(shí)它們只能算是把這項(xiàng)技術(shù)宣傳得比較鋪天蓋地的車廠，真正世界首創(chuàng)可變氣門正時(shí)技術(shù)的你可能想不到——早在1919年英國車廠Vauxhall就設(shè)計(jì)出透過凸輪軸縱向移動(dòng)來改變氣門正時(shí)的技術(shù)，而后1958年保時(shí)捷設(shè)計(jì)出可擺動(dòng)式凸輪軸偏心盤來改變氣門正時(shí)。但真正透過改變帶輪與凸輪軸連接轉(zhuǎn)角改變氣門正時(shí)，這種已經(jīng)接近現(xiàn)代化液壓控制可變氣門正時(shí)技術(shù)并應(yīng)用在量產(chǎn)車上的，是來自意大利的AlfaRomeo車廠！這或許與他們很早就參與汽車賽事，以及意大利人天生浪漫喜愛追求速度有一定關(guān)系吧？

話說回來，最早采用VVT可變氣門正時(shí)技術(shù)的車，是1983年那時(shí)AlfaRomeo品牌的第三代Spider北美版車型，技術(shù)被應(yīng)用在其2.0L排量發(fā)動(dòng)機(jī)上。起初，這種技術(shù)的出現(xiàn)，目的是為了滿足北美市場環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，也就是讓駕駛?cè)瞬挥妙l頻深踩油門拉高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，就能在低轉(zhuǎn)速時(shí)得到理想的加速扭矩，間接換取省油效率。但后來日本人技高一籌，把可變氣門當(dāng)作性能加值的宣傳利器，正好切中上世紀(jì)90年代那時(shí)消費(fèi)市場需求，于是才有很多人以為可變氣門技術(shù)是日本車廠發(fā)明的……

現(xiàn)代化的可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)，是在帶輪軸上加裝一套液力機(jī)構(gòu)，由傳感器、ECU和凸輪軸液壓控制閥、控制器等部分組成。通過ECU的控制，計(jì)算出修正參數(shù)并發(fā)出指令到控制凸輪軸正時(shí)液壓控制閥，在一定角度范圍內(nèi)對(duì)氣門的開啟、關(guān)閉的時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)。凸輪軸的正時(shí)齒輪的外轉(zhuǎn)子與正時(shí)鏈條相連，內(nèi)轉(zhuǎn)子與凸輪軸相連。外轉(zhuǎn)子可以通過液壓油間接帶動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子，從而實(shí)現(xiàn)一定范圍內(nèi)的氣門角度提前或延遲。

02可變氣門升程

雖然可變氣門正時(shí)技術(shù)可改變氣門的啟閉時(shí)機(jī)，但并沒有改變單位時(shí)間的進(jìn)氣量，而改變氣門升程則不同，它確實(shí)改變了進(jìn)氣量，也對(duì)自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的效率造成更加顯著的影響。

可變氣門升程技術(shù)可以在發(fā)動(dòng)機(jī)不同轉(zhuǎn)速下匹配合適的氣門升程，使得低轉(zhuǎn)速下扭矩充沛，而高轉(zhuǎn)速時(shí)馬力強(qiáng)勁。例如本田VTEC可變氣門升程技術(shù)，這種技術(shù)是透過多組氣門搖臂以及不同挺舉角凸輪來達(dá)到可變升程的效果，舉每汽缸雙進(jìn)氣門的VTEC機(jī)構(gòu)來說，它比一般只有兩個(gè)凸輪的凸輪軸設(shè)計(jì)多了一個(gè)更高挺舉角的第三凸輪，以及三個(gè)為一組的氣門搖臂與內(nèi)部液壓柱塞機(jī)構(gòu)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，三個(gè)搖臂相互獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)氣門運(yùn)動(dòng)的搖臂跟著低挺舉角凸輪運(yùn)動(dòng)：但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速升高后，透過內(nèi)部液壓柱塞移動(dòng)將三個(gè)搖臂連結(jié)在一起運(yùn)動(dòng)，所有搖臂跟著高挺舉角凸輪運(yùn)作，讓氣門開啟量更大，令得發(fā)動(dòng)機(jī)能夠吸入更多空氣換取更強(qiáng)勁的馬力。但本田這種可變氣門升程只能算是一種分段式的氣門開啟量調(diào)節(jié)方式，難免會(huì)讓發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出不夠線性，而像寶馬Valvetronic可變氣門升程技術(shù)則可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的升程進(jìn)行無級(jí)調(diào)節(jié)，方法是先讓凸輪軸凸輪推動(dòng)由電機(jī)馬達(dá)調(diào)控角度的異形中間臂，中間臂的運(yùn)動(dòng)軌跡受凸輪軸運(yùn)動(dòng)影響再問接帶動(dòng)氣門搖臂驅(qū)動(dòng)氣門啟閉，于是這種方法能讓發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦根據(jù)各種運(yùn)作參數(shù)來微調(diào)氣門開啟量，甚至連傳統(tǒng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)氣門都能省去了。

分析

（1）i-DSi為每汽缸雙火花塞點(diǎn)火技術(shù)，后來逐漸被淘汰。

（2）很明顯，有了i-VTEC技術(shù)讓同樣的L13A發(fā)動(dòng)機(jī)釋放更強(qiáng)的動(dòng)力性能。

分析

（1）第三代車型的2.0L發(fā)動(dòng)機(jī)換下了雙喉韋伯化油器，改用博世L-Jetronic燃油噴射系統(tǒng)。

（2）可變氣門機(jī)構(gòu)加入并未對(duì)性能造成明顯影響，但扭矩發(fā)放轉(zhuǎn)速更低一點(diǎn)，且燃油經(jīng)濟(jì)性更高。

03補(bǔ)充教材：可變進(jìn)氣歧管

相信大家都很清楚進(jìn)氣歧管，但不知道大家有沒有關(guān)注過，一些訴求實(shí)用的小轎車，進(jìn)氣歧管的造型往往會(huì)有點(diǎn)像海螺殼那樣彎曲著，空氣流體從節(jié)氣門進(jìn)入之后到進(jìn)氣門這段距離是比較長的。但有些性能跑車進(jìn)氣歧管造型往往很短很粗，甚至對(duì)應(yīng)每個(gè)汽缸都有一個(gè)獨(dú)立的節(jié)氣門，空氣流體從節(jié)氣門到進(jìn)氣門行程極短，為何會(huì)有這樣的差異呢？

如果您還記得高中物理學(xué)過的伯努利定律就會(huì)知道，流體在又細(xì)又長的管道中速度會(huì)變快，這應(yīng)對(duì)于低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)需要更好扭力發(fā)放的實(shí)用型發(fā)動(dòng)機(jī)來說，可以憑借更好的氣體流速滿足此道。相反，對(duì)于需要高轉(zhuǎn)速大馬力輸出的發(fā)動(dòng)機(jī)來說，它本身就有更高的吸氣量與吸氣速度，這時(shí)就不適合用長進(jìn)氣歧管來妨礙氣體流速。

但為了追求兩全其美，一些車企例如馬自達(dá)在進(jìn)氣歧管中設(shè)置了閥門，通過打開或關(guān)閉閥門來改變空氣流動(dòng)的行程，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)，閥門引導(dǎo)空氣走長路徑的進(jìn)氣道，相反高轉(zhuǎn)速時(shí)閥門又引導(dǎo)空氣走短路徑進(jìn)氣道。另外也有一種方法，就是改變進(jìn)氣歧管中的某一段截面積，一樣都是透過流體原理來讓發(fā)動(dòng)機(jī)兼顧低轉(zhuǎn)扭力、高轉(zhuǎn)馬力的手法。

分析

（1）有了可變歧管，功率與扭矩反而降低？請(qǐng)注意，它的效果可是發(fā)揮在了節(jié)省油耗上！

PART2 可變氣門正時(shí)的阿爾法·羅密歐VVT

可變的始祖 陳政義

關(guān)于可變氣門正時(shí)我們都不陌生了，但如果說Alfa Romeo是可變氣門的老祖宗，你可能要滿地找眼鏡了吧？

Alfa Romeo Spider 2.0&VVT

超過100年歷史的Alfa Romeo，不論在設(shè)計(jì)上、技術(shù)上都有自己獨(dú)特的一套堅(jiān)持，尤其在對(duì)速度與運(yùn)動(dòng)的追求上，大家最熟知的可能是他們大量在量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)上使用Twin Spark每汽缸雙火花塞技術(shù)，但除此之外，世界第一款DOHC雙頂置凸輪軸跟VVT可變氣門技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)，都是Alfa Romeo最先采用的。

畢業(yè)生的浪漫

眼前這臺(tái)Spider是1993年出廠的最后一型后驅(qū)Spider，關(guān)于她的種種經(jīng)典與美好畫面，我已經(jīng)在2011年4月刊的“經(jīng)典車”內(nèi)容中說過了，因此我首先來跟你聊聊Alfa Romeo成為可變氣門VVT始祖，以及VVT之后30年演進(jìn)的故事。

VVT是Valve Variable Timing的縮寫，在距離我們還不算遙遠(yuǎn)的8氣門時(shí)代，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)全數(shù)為機(jī)械式設(shè)計(jì)，SOHC單凸輪軸和同一根軸上的雞蛋形凸輪軸分別控制進(jìn)氣閥與排氣閥的啟閉，而齒狀正時(shí)皮帶隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速以相同的間隔頻率連續(xù)啟閉進(jìn)排氣閥，而我們知道，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所有條件是不斷在變的，外在環(huán)境也是不斷在改變的，其中空燃比關(guān)系到燃燒效率，而燃燒時(shí)對(duì)進(jìn)氣量的需求也隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速而不同。

Alfa Romeo很清楚問題所在，所以他們很早就開始在發(fā)動(dòng)機(jī)上使用兩根凸輪軸獨(dú)立控制進(jìn)氣與排氣的時(shí)程（SOHC也可以做到，比如本田早期的VTEC），而在DOHC的氣門正時(shí)基礎(chǔ)上，加入了一個(gè)油壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使得進(jìn)氣凸輪軸可以做小角度的延長開啟時(shí)程，進(jìn)而確保了高轉(zhuǎn)速時(shí)足夠的進(jìn)氣量與運(yùn)轉(zhuǎn)效率，如此一來發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)也可以照顧好低轉(zhuǎn)速的扭力，讓轉(zhuǎn)速的實(shí)用范圍更加寬廣。

當(dāng)然，可變氣門正時(shí)與升程的研發(fā)在90年代后進(jìn)入了百家爭鳴的時(shí)代，包括本田當(dāng)家的VTEC、三菱的MIVEC、日產(chǎn)的NVCS、寶馬的VANOS，都是基于相同的目的不斷優(yōu)化，而今天的可變氣門，受惠于精密的電腦程序控制與電子驅(qū)動(dòng)，搭配更加精準(zhǔn)的供油與各種優(yōu)化燃燒環(huán)境，發(fā)動(dòng)機(jī)效率幾乎已經(jīng)達(dá)到內(nèi)燃機(jī)的極限。

但說真的，如今這一切都逼近完美的狀態(tài)，對(duì)我來說總好像有點(diǎn)不那么真實(shí)，相反，這臺(tái)老Spider開起來的感覺，反而更讓我難忘……

這是個(gè)值得紀(jì)念的歷史腳步

我測試的Spider是1993年出廠，2.0升的版本，搭配的是機(jī)械式3速自動(dòng)變速箱，這時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)采用了最新的Bosch供油與機(jī)械噴射系統(tǒng)，冷車肩動(dòng)時(shí)不像早期化油器車型那樣需要拉阻風(fēng)門然后在發(fā)動(dòng)機(jī)肩動(dòng)時(shí)從排氣管吐出一口濃煙。發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)相當(dāng)穩(wěn)定，在收藏家Benny的細(xì)心呵護(hù)下，不論是金屬件或是皮革都閃耀著新車般的光芒。

打入D擋時(shí)，車身有一陣明顯的頓挫，這是最后的前置后驅(qū)Spider，但別以為這車會(huì)像馬自達(dá)MX-5一樣開起來靈活刁鉆，前雙A臂/后非獨(dú)立懸掛，加上行程很長阻尼很軟，整車開起來是搖搖晃晃的，而我手握著Nardi復(fù)古方向盤，打開敞篷迎接陽光，這更像一種儀式，向60年代戰(zhàn)后嬰兒潮后快速復(fù)興的創(chuàng)新力量與新鮮生活方式的致敬。

Spider跟性能是扯不上關(guān)系的，在三速自排的拖累下，轉(zhuǎn)速的拉升懶洋洋的，即使4000轉(zhuǎn)過后VVT運(yùn)作能讓我感受到一股慢慢延展的加速力道，但那跟我們經(jīng)常聽到本田VTEC開肩后的排山倒海完全是兩回事。VVT的始祖開啟了可變氣門正時(shí)的先河，而我們或許感受不到那股魅力，但事實(shí)上這車與最早的Spider或是上一代相比，不論油耗或是扭力表現(xiàn)都已進(jìn)步許多！

值得尊敬的先行者

短暫測試了這款具備VVT技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的Spider，老實(shí)說我心中的感動(dòng)難以言喻，不是對(duì)這車的動(dòng)力性能（其實(shí)跟今日的車相比蠻沒力的），而是我相信，如果Alfa Romeo不在那個(gè)時(shí)代用上VVT技術(shù)，也很快會(huì)有其他車廠會(huì)采用，就像后來的缸內(nèi)直噴與稀薄燃燒技術(shù)是由三菱最早提出，只是沒有落實(shí)與發(fā)揚(yáng)，但Alfa Romeo敢為人先。而先行者永遠(yuǎn)是驅(qū)動(dòng)汽車工業(yè)向前的力量，感謝那些孜孜不倦的車廠與工程師，感謝Alfa Romeo，沒有你們，今天的汽車不會(huì)開起來這么有樂趣！

Alfa Romeo Spider 2.0L&VVT

PART3 可變氣門生升程的本田VTEC

圖騰般的存在 涂純明 潘曙光

關(guān)于自吸發(fā)動(dòng)機(jī)的可變技術(shù)，任你說得天花亂墜，在我腦海里冒出的第一個(gè)印象，永遠(yuǎn)就是——本田VTEC！

“毒品”，VTEC

VTEC系統(tǒng)英文全稱“Variable Valve Timing and Valve Lift Electronic Control System”，翻譯到中文名則是可變氣門正時(shí)和升程電子控制系統(tǒng)，在1989年由本田推出，也是世界上第一個(gè)能同時(shí)控制氣門開閉時(shí)間及升程等兩種不同情況的氣門控制系統(tǒng)。而有關(guān)VTEC技術(shù)方面的說明由于前面已經(jīng)提到，加上網(wǎng)上資訊也很多，筆者在此就不多贅述。我要說的是，VTEC應(yīng)用理念的轉(zhuǎn)變……

大家都知道，目前一聽到本田的VTEC基本都得加上個(gè)i——i-VTCE，它比早期的VTEC技術(shù)更加強(qiáng)大，但車廠賦予它的任務(wù)，更多是在省油、效率這方面，當(dāng)然……有這項(xiàng)技術(shù)的本田發(fā)動(dòng)機(jī)，動(dòng)力性能整體來說也不弱就是！

但是回顧到2000年初以及90年初以及90年代那時(shí)，VTEC技術(shù)可是很明確的被應(yīng)剛存性能領(lǐng)域，屢屢挑戰(zhàn)自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)排量下最高馬力世界紀(jì)錄，而與其相伴的，則還有能扛住高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與機(jī)件?？梢哉f，在那個(gè)時(shí)代里，VTEC是本田最著名的科技，但其實(shí)它只是本田眾多來自賽車技術(shù)的其中之一。

無奈的是，在那個(gè)有錢揮霍的時(shí)代里，把發(fā)動(dòng)機(jī)拉高轉(zhuǎn)追求大馬力可以，在如今這個(gè)處處都有環(huán)保理念禁銅的時(shí)代，這樣消耗能源可就是罪過了，于是本田將VTEC技術(shù)升華為省油利器。

我更緬懷那個(gè)用VTEC壓榨馬力，讓排氣聲浪在VTEC機(jī)構(gòu)變換時(shí)爆發(fā)出迷死人咆哮聲的時(shí)代，也因此我與六代Civic Type-R有個(gè)約會(huì)……

摸一次少一次的體驗(yàn)

第六代Civic Type R搭載的是本田B16B高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)，雖說壓縮比僅有10.8：1，但在8200rpm的時(shí)候卻能夠輸出185hp最大馬力，最大扭矩的爆發(fā)點(diǎn)為7500rpm，最大扭矩160Nm。這樣一臺(tái)高轉(zhuǎn)速機(jī)器日常使用可能有些憋屈，但來到山路或者賽道中，絕對(duì)是霸主級(jí)別！

在山道上駕駛這臺(tái)第六代Civic Type-R，剛行駛了一段路，就能發(fā)現(xiàn)“Type-R”和“VTEC”真是本田神級(jí)的名號(hào)，5800rpm的轉(zhuǎn)速就好像哆啦A夢任意門一般把家里和舞廳接在一起，低于這個(gè)點(diǎn)的中低轉(zhuǎn)速域其實(shí)說穿就是一般1.6L自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)的調(diào)調(diào)，動(dòng)力還不錯(cuò)但適合居家買菜，上山加速不算孔武有力，相對(duì)類似“秋名山下山之戰(zhàn)”會(huì)是更適合它的戰(zhàn)場。好在，那時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)是使用鋼索油門控制節(jié)氣門，而且B16B的動(dòng)力響應(yīng)也足夠靈敏，能讓我清楚知道油門深度、車速、擋位這些的互動(dòng)關(guān)系，駕馭起來很心隨意轉(zhuǎn)。

但在5800rpm以上……你能想象不經(jīng)思考時(shí)間，讓人一下從家里空間轉(zhuǎn)移到舞池中是何感覺嗎？“砰”的一聲，VTEC機(jī)構(gòu)已經(jīng)把16個(gè)氣門都切換為全升程，改裝排氣管從此開始就像舞池里的PA喇叭狂奏搖頭樂，那連綿狂暴的聲線好像與我全身三萬六千毛孔都產(chǎn)生共鳴，直接的影響就是讓我舍不得放松油門踏板。而在這個(gè)對(duì)于一般車來說幾乎已經(jīng)要斷油的轉(zhuǎn)速，B16B才剛剛開始打出如來神掌最后一招直上8000多轉(zhuǎn)，而且很明顯的是，這段拉抬轉(zhuǎn)速的過程比起5800rpm之前快非常多，整個(gè)力量的進(jìn)發(fā)感也非常強(qiáng)烈。個(gè)人覺得如果只是看動(dòng)力參數(shù)作為依據(jù)完全沒法衡量，B16B在VTEC作動(dòng)前后動(dòng)力有著強(qiáng)大的差異感，打個(gè)簡單的比方，VTEC作動(dòng)后就如同忽然把1.6L的發(fā)動(dòng)機(jī)提高到了2.0L般，那種感覺真的讓我欲罷不能！

當(dāng)然了，這種強(qiáng)烈的對(duì)比感也是本田VTEC之所以被無數(shù)車迷追捧的根本，它的迷人之處就像對(duì)比撞色設(shè)計(jì)般，深深的刺激著駕駛者的感官。只可惜這種屬于十多年前的體驗(yàn)放在今天，并不是想體驗(yàn)就可以如愿的……

回到現(xiàn)實(shí)的VTEC

體驗(yàn)完六代Civic Type-R帶來的樂趣，再把目光拉回到節(jié)能減排以及新能源車遍地的現(xiàn)在，你會(huì)發(fā)現(xiàn)第十代Civic Type-R已經(jīng)沒有再堅(jiān)持自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)，換裝上了同樣帶有VTEC的K20T渦輪心臟?；蛟S你會(huì)感慨現(xiàn)在已經(jīng)沒法體驗(yàn)到屬于自吸+高轉(zhuǎn)的“Honda sound”，但當(dāng)你感受過K20T之后你會(huì)發(fā)現(xiàn)，它同樣很美也很強(qiáng)，雖然并不像以前那么親民，但必須承認(rèn)的是，本田工程師們精心調(diào)校，將VTEC的樂趣在它身上成功傳承下來，而且……還更省油！

PART 4 放逐節(jié)氣門的寶馬Valvetronic

兩級(jí)？三級(jí)？無級(jí)！ 陳家誠

寶馬此變的厲害之處在于，連傳統(tǒng)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)必備的節(jié)氣門都給變走了……

華晨寶馬325i（E90）& Valvetronic

世人對(duì)寶馬的靈魂車系有一個(gè)極高評(píng)價(jià)：“每一代3系都是經(jīng)典！”

E90雖老矣，但犀利的操控和直列六缸發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，都注定是不可復(fù)制的經(jīng)典。代號(hào)為N52825BF的2.5L直列六缸自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)搭載寶馬第二代Valvetronic技術(shù)，最大馬力218匹，放在今天來看可能只是一個(gè)平平無奇的數(shù)據(jù)，但在當(dāng)年已經(jīng)夠Bimmer好好把玩一番。

一項(xiàng)隱形的技術(shù)

讓我感到意外的是，這輛325i的動(dòng)力遠(yuǎn)沒有我想象中那么狂躁，不管是否運(yùn)動(dòng)模式，一腳地板油下去，車子都只是不慌不忙的提速，談不上什么推背感，論感官上的刺激度甚至還不如換裝了渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的現(xiàn)款320Li，雖然天然的線性輸出是它僅存的一點(diǎn)優(yōu)勢，但難免給人比“區(qū)區(qū)”184匹馬力低功率版B48發(fā)動(dòng)機(jī)更“肉”的感覺，并且6AT變速箱也很難和如今的8AT匹敵。

也罷，畢竟這臺(tái)機(jī)器并不是寶馬最強(qiáng)的NA直列六缸，此等動(dòng)力遠(yuǎn)未觸及3系的極限。不過，有些地方并不需要通過動(dòng)力強(qiáng)弱來體現(xiàn)，例如踩下油門之后發(fā)動(dòng)機(jī)的響應(yīng)十分迅速，腳下的動(dòng)作和車速的變化幾乎是同步的，這就是俗話說的“跟腳”。想要有暢快的駕駛體驗(yàn)，一個(gè)“跟腳”的油門是非常關(guān)鍵的。就算來到全面渦輪化的F30時(shí)代，寶馬仍能保持住這個(gè)優(yōu)點(diǎn)，使得3系即使變舒服、變家用了，仍然是同級(jí)車中最具駕駛?cè)の兜囊晃弧?/p>

正如我在上期專題日產(chǎn)VC-TURBO部分說的那樣，一項(xiàng)先進(jìn)且成熟的技術(shù)往往都是潤物細(xì)無聲的。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，即使里面藏有一套復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，也并不需要通過“獨(dú)特”響聲甚至震動(dòng)來宣示它的存在，它不像渦輪增壓器那樣明顯改變汽車的

動(dòng)力特性，可能很多人并不會(huì)發(fā)現(xiàn)Valvetronic技術(shù)對(duì)車輛性能有什么提升。實(shí)際上，這項(xiàng)技術(shù)由于放逐了節(jié)氣門，只由氣門肩閉特性來控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，所以顯著改善了發(fā)動(dòng)機(jī)低負(fù)荷狀態(tài)下的泵氣損失，進(jìn)氣更加暢順，混合氣的形成效果更好，從而有助于提升燃油經(jīng)濟(jì)性和污染物的排放。

再說說其他方面，現(xiàn)款3系的方向盤已經(jīng)算重了，老3系的方向盤還要再重50%！油門也很有份量感，所以我還挺佩服天天開著它上下班的女車主。另外，扎實(shí)的底盤和犀利的操控果然名不虛傳，那是屬于那個(gè)時(shí)代、難以再現(xiàn)的味道，不過局促的空間在現(xiàn)在已經(jīng)無法滿足消費(fèi)者的要求了。

拿走拿走別客氣

本期的專題是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)里的各種“可變”技術(shù)，我們可以看到不同品牌使出的各種奇招，這里可以變，那里可以變。轉(zhuǎn)眼間，隨著全新一代寶馬3系在去年年底亮相，這輛E90時(shí)代的3系已經(jīng)是爺爺輩的產(chǎn)品了，除了更純粹、更原始的操控感值得人們津津樂道，為什么它還可以出現(xiàn)在這次的專題里？這份獨(dú)門秘籍就是寶馬引以為傲的Valvetronic技術(shù)，也就是我們常說的電子控制氣門。

前面技術(shù)講解里已經(jīng)有詳細(xì)介紹，搭載Valvetronie技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)和傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)顯著區(qū)別就是從理論上來說不再需要節(jié)氣門（仍保留節(jié)氣門設(shè)計(jì)，但基本處于全開狀態(tài)），油門不再控制節(jié)氣門的開合，轉(zhuǎn)而通過向伺服電動(dòng)機(jī)發(fā)送信號(hào)，電子氣門機(jī)構(gòu)控制汽缸的氣門升程在一定范圍內(nèi)無級(jí)調(diào)節(jié)，從而能夠根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況精準(zhǔn)地控制進(jìn)氣量，每個(gè)進(jìn)氣門就相當(dāng)于一個(gè)小的節(jié)氣門。這項(xiàng)技術(shù)大大減輕了傳統(tǒng)節(jié)氣門在低開度時(shí)的泵氣損失效應(yīng)，既有益于燃油經(jīng)濟(jì)性，又能提高低速時(shí)的油門響應(yīng)速度。相對(duì)于其他品牌的氣門升程技術(shù)只能在有限級(jí)數(shù)里進(jìn)行調(diào)節(jié)，而寶馬卻能做到無級(jí)可調(diào)，形式上的區(qū)別就像CVT無級(jí)變速箱和10AT變速箱那樣，但要實(shí)現(xiàn)氣門升程的無級(jí)調(diào)節(jié)可要困難多了！這無疑是老牌德國汽車廠家深厚技術(shù)底蘊(yùn)的又一體現(xiàn)。

Valvetronic是寶馬的名片

現(xiàn)在，寶馬最新的B系列發(fā)動(dòng)機(jī)裝備的是第四代Valvetronic技術(shù)，宗旨沒有改變，但結(jié)構(gòu)變得更緊湊，同時(shí)也幫助降低發(fā)動(dòng)機(jī)的高度和重心。寶馬通過大膽的構(gòu)想和嘗試，“變”走了傳統(tǒng)節(jié)氣門，使發(fā)動(dòng)機(jī)的呼吸更順暢，有鑒于Valvetronie技術(shù)在節(jié)能減排方面貢獻(xiàn)突出，相信寶馬會(huì)一直沿用該技術(shù)。和“Sheer Driving Pleasure”的slogan一樣，Valvetronic是寶馬獨(dú)有的名片之一！

PART5 可變“聯(lián)合國”

相信大家都知道，如今這個(gè)市場啥東西突飛猛進(jìn)得最快？答案就是智能手機(jī)、電腦這些科技類產(chǎn)物。

同樣的，當(dāng)車載的發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦隨著時(shí)代推移不斷進(jìn)化之后，前面介紹的一些可變技術(shù)就成為了機(jī)械結(jié)構(gòu)上的基礎(chǔ)，讓更先進(jìn)的控制電腦可以透過更強(qiáng)大的運(yùn)算能力將這些可變技術(shù)靈活運(yùn)用，玩出更多發(fā)動(dòng)機(jī)的潛力……。是故，在這里需要大家了解的是，發(fā)動(dòng)機(jī)可變技術(shù)在可以預(yù)見的未來，將越來越不可能單項(xiàng)存在于一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，它們會(huì)透過工程師精心撰寫的發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦編程協(xié)同工作，讓發(fā)動(dòng)機(jī)在環(huán)保大潮下釋放更多潛能。

可變氣門+電腦控制=米勒循環(huán)

如今不少車廠都在宣傳，說自家有可以透過阿特金森循環(huán)技術(shù)換取更高運(yùn)作效率，搭配電機(jī)也不怕低轉(zhuǎn)速時(shí)沒力……等等的混合動(dòng)力系統(tǒng)，好像阿特金森與電機(jī)馬達(dá)天生就是一對(duì)。但其實(shí)這其中有兩大謬誤。

首先第一個(gè)錯(cuò)誤就是“阿特金森”，這名詞的來由是1882年英國科學(xué)家詹姆士·阿特金森發(fā)明了一種獨(dú)特發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)作模式。這種發(fā)動(dòng)機(jī)與一般常見機(jī)器不同之處，在于它透過獨(dú)特連桿機(jī)構(gòu)，讓四行程發(fā)動(dòng)機(jī)活塞運(yùn)作時(shí)的壓縮行程比起爆炸行程短，等于透過減少泵壓阻力換取發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更高效率。但無可避免的是，由于這種發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，所以如今沒有幾家車廠愿意采用，他們所謂的阿特金森其實(shí)是取了可變氣門技術(shù)的巧，讓進(jìn)氣門在活塞上行壓縮行程時(shí)晚點(diǎn)關(guān)閉，等于把吸入的氣體又從進(jìn)氣道推了一點(diǎn)出去，基本等同于降低了泵壓阻力，但這種技術(shù)其實(shí)是美國工程師羅夫·米勒于上世紀(jì)40年代發(fā)明的，馬自達(dá)于上世紀(jì)90年代最早應(yīng)用于他們家的Millenia（在歐洲車市叫Xedos）大型轎車上，是故應(yīng)該被稱為“米勒循環(huán)”。

第二個(gè)錯(cuò)誤是，就算米勒循環(huán)由于在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)進(jìn)氣會(huì)被逆推一點(diǎn)出去導(dǎo)致進(jìn)氣不足、低扭較差，但也不一定就等于這種發(fā)動(dòng)機(jī)天生就該被電機(jī)綁死。如前所說，如果發(fā)動(dòng)機(jī)控制電腦運(yùn)算能力足夠強(qiáng)大，其實(shí)有許多種方法能夠透過可變氣門正時(shí)、可變氣門挺舉壓套……等機(jī)構(gòu)，來在發(fā)動(dòng)機(jī)各種不同工況之下靈活改變進(jìn)氣門開閉時(shí)機(jī)，好比說低轉(zhuǎn)速時(shí)回復(fù)正常奧拓循環(huán)，中高轉(zhuǎn)速才啟動(dòng)米勒循環(huán)模式，這其實(shí)在很多發(fā)動(dòng)機(jī)上都已經(jīng)得到應(yīng)用，并非米勒循環(huán)或“不太正確”的阿特金森循環(huán)一定得被電機(jī)或渦輪綁死才厲害，有時(shí)言傳手法……大家知道就好，呵呵！

可變點(diǎn)火、噴油正時(shí)+可變氣門+電腦控制=閉缸運(yùn)轉(zhuǎn)

透過閉缸技術(shù)來達(dá)到省油目的其實(shí)并不是什么新玩意兒，早在上世紀(jì)90年代前后那時(shí)凱迪拉克的早期北極星系列V8發(fā)動(dòng)機(jī)就已經(jīng)開始采用，但當(dāng)時(shí)官方對(duì)外的說法，是閉缸技術(shù)可對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)欠缺冷卻水時(shí)關(guān)閉其中四缸運(yùn)作，待其溫度降低之后才開始噴油運(yùn)作，并關(guān)閉另外那一半的汽缸進(jìn)行散熱，而當(dāng)時(shí)我們就這么單純的相信這是高深技術(shù)了，如今想來真是too young too slmple！因?yàn)槠鋵?shí)嚴(yán)格來講，這幾乎可以說是一種失敗的閉缸技術(shù)——它只是透過其中某幾個(gè)汽缸不噴油、不點(diǎn)火來運(yùn)作，原本估計(jì)目的是想讓發(fā)動(dòng)機(jī)更省油，但沒算到汽缸不點(diǎn)火運(yùn)作反而變成個(gè)大泵浦在那邊用泵壓阻力拖另外運(yùn)作汽缸的后腿，一點(diǎn)都達(dá)不到省油目的，于是只好冠冕堂皇的說是為了保護(hù)發(fā)動(dòng)機(jī)不過熱。試想，哪家車廠會(huì)那么笨，只為了讓發(fā)動(dòng)機(jī)不高溫?fù)p壞就專門發(fā)明一套閉缸技術(shù)呢？

但如今的閉缸技術(shù)，已經(jīng)是結(jié)合噴油、可變氣門等多項(xiàng)可變技術(shù)的全面系統(tǒng)，它除了在某幾個(gè)汽缸停止噴油、點(diǎn)火工作時(shí)，連帶控制該汽缸的氣門也相應(yīng)配合，以避免泵壓阻力產(chǎn)生，還會(huì)控制另外正在運(yùn)作汽缸的噴油與點(diǎn)火正時(shí)相應(yīng)調(diào)整，確保在閉缸工作條件下發(fā)動(dòng)機(jī)依然保持一定運(yùn)作穩(wěn)定度。

THE END

可變，會(huì)戛然而止嗎？

經(jīng)過兩期的連載探討，我們對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的可變技術(shù)做了一系列分析與實(shí)測，但嚴(yán)格來說，我們提到的可變技術(shù)還只能算是冰山一角，因?yàn)樵诎l(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)化的歷史長河中，還有太多的車廠、專家們，為了榨出多一分內(nèi)燃機(jī)效率而費(fèi)盡心力開發(fā)出的技術(shù)，好比可變歧管、可變排氣閥……，它們或沒有被我們收入專題內(nèi)容中，甚或根本就由于市場、成本等因素被扼殺于實(shí)驗(yàn)室中未能與世人見面。

但不可否認(rèn)，這些人付出的努力都是偉大的，值得贊頌的。

但我們也很擔(dān)心，在這個(gè)節(jié)能減排議題大行其道的時(shí)代里，電機(jī)馬達(dá)已是繞不開的趨勢，還有多少車廠、多少工程師愿意為了進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)來付出成本與心力？更別說，有的車廠推出的新一代發(fā)動(dòng)機(jī)，整體運(yùn)作品質(zhì)還退步得能令人發(fā)指，就有如某家車廠的三缸作品……在此順便劇透，下期我們將為大家奉上有關(guān)三缸發(fā)動(dòng)機(jī)的專題，敬請(qǐng)期待喔！

還好，目前看來內(nèi)燃機(jī)在20年以內(nèi)還很難完全退出市場，同時(shí)也有像Mazda、Honda、Ferrari……車廠還愿意繼續(xù)投入心力來挖掘發(fā)動(dòng)機(jī)那尚未開發(fā)的60%熱效率，只是不可否認(rèn)的是，未米，發(fā)動(dòng)機(jī)可能會(huì)越來越趨向高端、個(gè)性消費(fèi)市場，反之電動(dòng)動(dòng)力可能會(huì)越來越普羅大眾化……。有幸生活在如今的我們，或許更該珍惜與緬懷這段有發(fā)動(dòng)機(jī)陪伴與歷史可言的時(shí)代，因?yàn)楦悴缓梦覀兊南孪乱淮?，就好像不知道錄音帶、CD一般，再也不知道發(fā)動(dòng)機(jī)為何物了……

僅以此文，感謝締造發(fā)動(dòng)機(jī)可變技術(shù)的幕后英雄們……