台北車展TOYOTA汽車科技展示

Variable Valve Timing-intelligent

記者:DC 1999-12-12

隨著科技與生產技術的提昇,機動車輛數目大幅成長,在人們行的問題解決當兒,也造成能源急遽消耗與空氣污染增加,這對人類居住的環境產生極大傷害,而TOYOTA研發的VVT-i可變汽門機構,就是在人類尚未擺脫對於汽油燃料依賴性之因應技術,強調的觀念就是以高性能輸出、高省油和低污染為目的。


▲VVT-i強調的觀念就是以高性能輸出、高省油和低污染為目的。

傳統引擎可以隨轉速、負荷來調整火星塞點火之時間,以期在各種條件下皆能掌握最佳時機點燃油氣,進而產生動力。但是汽門的啟閉卻只能在一種模式下運作,無法兼顧不同的行駛狀況,尤其近來被普遍採用的多汽門機構,只有在高轉速時才能發揮較佳工作效率,因國內行駛條件僅能提供汽車作短距離或中低速行駛,根本無法達到原廠所設計「高轉速帶動高效率」的期望。而引擎無法在最佳狀況運轉下,耗油、高污染等問題接踵而至。



▲Chaser在日本的評價相當地高,若將其引進台灣國產化勢必會有亮眼的銷售成績。

VVT-i可變汽門則是藉由電腦計算依據引擎轉速、負荷和溫度等條件,透過油壓機構控制浮動式進氣凸輪軸,以連續無段變換凸輪軸角度方式,調整進氣門開啟或延後,最大角度可達60度,使引擎不論在任何狀況下,皆能發揮最大的工作效率。根據原廠提示資料,在加裝VVT-i之後的引擎油耗降低6﹪,馬力輸出會增加5﹪左右,中低速的扭力輸出也會增加達10﹪左右。環保方面HC碳氫化合物排放平均降低10﹪左右,NOx排放平均降低40﹪左右。



▲MR-S這部新一代的中置引擎後輪驅動敞篷跑車,也會出現在台北新車展會場上。

在闡述過其設計概念和叫lash;能後,接下來就是看看VVT-i作動的方式:首先在怠速運轉時,進氣門延後開啟,汽門重疊角度為零,使引擎在平穩運轉的前提下,轉速降低,進而減少油耗量。而在低負荷、全轉速域時,汽門稍微延後開啟,汽門的重疊角度較少,可減少新鮮油氣與廢氣混和的比例,以降低引擎運轉時的震動。



▲Yaris甫獲歐洲年度風雲車的頭銜,上一部獲得該頭銜的日系車為NISSAN Micra(March)。

引擎工作若是在中等負荷、全轉速時,進氣門將提前開啟,汽門重疊角度增加,使適量廢氣和新鮮油氣混和,降低燃燒溫度,檢少廢氣的排放(NOx下降)。在高負荷、中低轉速的時候,油門開啟角度變大,配合進氣門提前的開啟,使汽缸內進氣量充足,並提高容積效率,產生較大的扭力。再來就是高負荷、高轉速域時,油門將是接近全開狀態,進氣門延後開啟同時延後關閉,藉由大氣壓力使汽缸進氣量充足,提高容積效率,提昇馬力輸出,並產生高轉速大馬力、低污染的優異性能輸出。



▲AVALON加上VVT-i機構之後,可發揮213匹的馬力。

以屆時台北車展現場陳列的TOYOTA Avalon為例,其使用的1MZ-FE V型六缸引擎,為2995c.c排氣量之四凸輪24汽門引擎。原始設定其最大馬力為203hp/5200rpm,最大扭力輸出為29.6kg-m/4400rpm,一旦加上了VVT-i機構後,最大的馬力輸出增加到213hp/5800rpm,最大的扭力亦達30.4kgm/4400rpm。其間之差異就在於這套可變汽門機構,在轉速再度上昇之後,碼力亦向上推進了10匹馬力,這套技術現今運用在自然進氣引擎上是相當有實際效能的汽車科技。