毫无用处的汽车知识 篇四：VVT、VVL、VVTL，到底是个啥

各位观众老爷大家好，上期我们介绍了厂家自我阉割的故事，上世纪80年代后，在汽车的三个主要研发区域，日本，美国和欧洲，汽车厂家面临着不同的境遇和抉择。

日本车商面临着限速限功率的双重BDSM，只能含泪在升功率，高扭矩，平民化等方向另谋出路。欧洲厂商处于大排量豪华和小排量手动柴油两极分化的矛盾抉择之中。美国厂商开始了无拘无束的放飞自我，V8以上才叫车，老子摩托车都是v6起步，开4缸日本车的穷人真惨成为时代节奏。

到了80年代末，随着ECU+电喷车型的普及，一项一直以来只是设想的技术终于开始被本田大规模应用在车上，那就是VVT和VVL技术。

说起这项技术，我首先给大家降为解释一下其原理吧。首先，我们都知道4冲程发动机包含吸气压缩做功排气4个冲程，这其中曲轴和活塞的运行过程是恒定不变的（当然现在也又可以变的了，以后有机会再说这一块)。

而进气排气用的气门，无论是挺杆，单顶置凸轮轴还是双顶置凸轮轴，都是由曲轴驱动的，这虽然确保了进排气阀门和发动机匀性状态的严格同步，但也带来2个问题。

问题1，正时。所谓正时，也就是Timing，就是vvt里的T，那么前面一个V是valve，另一个V就是Variable了。传统的气门驱动形式，通过凸轮轴驱动，是严格正时的，进气门和排气门有一个同时打开的时间段叫做valve overlap，气门重叠角。这个角度长期以来，在发动机的各种不同工况（高低转速，高低负载)下，是恒定不变的，这也就导致两个现象，高转速情况下，发动机希望吸入更多的气，但是阀门只能开那么长时间，不够用。如果换一根开的时间长的曲轴，那重叠时间就会变长，就会导致低转速下吸进来的空气被直接排走了，低扭和燃料经济性都不行。

问题2，升程。所谓升程，简单来说就是进排气阀门开多大，开的越多，进气越多，VVL中的L代表lifting。相对于更难控制的气门正时，单纯提高进气量从技术原理上来说更简单一些，只要在高转速区间，想法子提高气门开度的行程就行。作为对调整了气门正时，依然无法满足足够进气量来说，调整气门升程是一个很好的补充。

然而事实上直到顶置凸轮轴出现之前，挺杆时代调整气门正时是一个更简单的技术方法，早在蒸汽机时代就有调整steam cut off的技术，在一战期间飞机发动机上也开始推广使用带可变正时的飞机发动机。早在1920年就已经有单顶置凸轮轴汽车发动机可变气门正时的专利和实物出现了。

而首个可变气门升程的专利确是到1958年才出现，而且还是和可变正时复合在一起的，毕竟单纯VVL只是提高了气门开启时间段内的进气量，对于改善不同转速性能分配提升不大。顺便一提这个专利还是保时捷申请的，然而没有实物。

相对于保时捷这个概念性的设计，60年代时菲亚特首次提供了一份”可工作"的VVL+VVT专利，不过据我考证，这个也没有实物做出来。可能是相对于当时的发动机技术，VVL+VVT的作用还没有那么明显，或者有点"性能过剩",以至于1975年时通用还曾经研发反向VVL，也就是低转速时减小气门开度提高环保性能。当然这样反时代潮流的项目注定也失败了。

直到1989年日产的NVCT和本田的VTEC量产了（这里存疑，按照honda自己的说法是1985年，但是提到的首发车型确实是1989年才发布的，所以我觉得还是1989年靠谱),NVCT是一个VVT系统，搭载在GA16DE上，而VTEC则是一个VVL系统，搭载在B16A上。

事实上VTEC比NVCT出现的稍早一点，毕竟这是一项从摩托车上移植过来的技术，所以我们先说一下VTEC。与彼时的欧美车辆不同，日系车走向了竭尽所能压榨发动机性能的路子，更小的发动机，更廉价的车，更高的升功率成为日系车代名词，而随着B16A的升功率突破100，本田Integra成为了JDM市场上的各种最速传说，0-100只要7.2秒，还是1.6L自吸机，这数据拿到现在也是非常可怕的一个成绩，甚至明仁天皇也收藏了一台2代Integra，偶尔在皇居里爆一爆VTEC玩。

VTEC使用了一个液压柱塞，这样曲轴就可以在两组不同的凸轮之间切换，所以实际上VTEC技术的VVL只有两种工作状态，在一个特定的转速进行切换，这也就是VTEC just kicked in，转速过4之后开始打鸡血的由来，赚不到很多钱的青年人也可以在一台平民车上享受8000以上的红线，油门到底之后VTEC暴躁的声音刺激，2档7300秒天秒地的快感，VTEC非常精准的抓住了人需要“爽一下"的点，在全球范围内也成为了一种流行文化。

后续VTEC技术发展出了数不清的类型，I-VTEC增加了VVL功能，在后面地球梦系列还有真假VTEC，SOHC机头又有3阶VTEC，即在原版之前增加一个3阀阶段以降低排放。

总结一下，DOHC机型包括最开始的2段VTEC机型，整合了VVT功能的DOHC I-VTEC，又增加了直喷功能的DOHC i-VTEC i,只有阿特金森/米勒循环切换的地球梦假VTEC系列，K24机头以上的地球梦真VTEC系列

SOHC的仅进气阀VVL的初代VTEC,3V，4V模式切换的VTEC-E，两者整合的3阶VTEC，J37专用的进排气均带VTEC,整合VCM功能仅实现闭缸的i-VTEC,V6地球梦的3阶i-vtec，还有反向VTEC的r系引擎专用vtec。

再来看看尼桑，作为VVT技术最先应用的车型，尼桑对VVL的应用不是很热衷，至于追求高性能的车，直接给你一个high profile的凸轮轴，让你一直处于VVL的状态不就得了，所以从NVTC到CVVTCS到VVEL，都是以VVT为主，这其中也采用了液压，电动，单双凸轮轴等多种配置，其中著名的神机VQ37也在此列。

不过虽然是最早应用VVT技术的企业，真正意义上有技术含量的连续可调VVT确并不是尼桑最先应用的。1992年保时捷968首次实现了连续正时可调

这一被称为VarioCam的系统通过调整正时链条涨紧的方式同时调整进排气凸轮轴正时。

而现如今的variocam plus已经变成奥迪/大众系的液压式调整正时及通过类似VTEC的液压塞柱提供2段VVL功能。

和保时捷同年宝马也在1992年推出了自己的VVT系统vanos，不过这个系统只在2个位置可调。这项技术直到2001年才发展整合到valvetronic系统中，和PSA共享技术，实现正时和升程连续可调。可能是因为来的晚了的缘故，专利限制了其实现方式，同时两个连续可调导致系统复杂（当然也跟valvetronic取消了节气门有关，这个系统挂掉那是想开都难)，valvetronic坏了真的是非常的难修，又经常漏油，传感器又多，而且开缸之后对正时也很麻烦，以前经常能见出租车司机自己在路边拆日系车发动机清洗，但是宝马基本见不到人自己拆，不是钱不钱的事，拆了您了可能真的装不回去。

下面再说一下很有个性的奥迪。现在奥迪发动机都是标配VVT技术的了，同样一个EA888，奥迪比大众多了的可能就是这个AVS，连续可调气门升程的i系统了，与面对VTEC时保时捷的选择CVVT相反，奥迪先弄了个CVVL（C表示连续)出来，通过液压控制凸轮轴在沟槽中活动，从而调整不同的气门升程，真是绝了。

最后我们再总结一下关于VVL和VVT的流派吧。

除了技术共享的厂家，每个厂家肯定要有自己的专利实现不同的控制方法。但是总结下来无非就是变更凸轮轴外形，变更凸轮轴相位，震荡凸轮轴三种方式，其他技术方式如偏心轴，3d凸轮轴，螺旋凸轮轴等等都因为复杂性或难加工等问题没有或几乎没有应用在车上。

从系统来说，各家已经基本完成了VVT和VVL的整合，比如斯巴鲁的AVCS+AVLS，宝马/PSA的valvetronic+vanos（psa没有vanos，又自己的VTI），日产的CVTCS+VVEL（这个是继宝马之后第二个双连续可变），现代的cvvt+VTVT，保时捷的variocam plus，FCA的Multiair，丰田的VVTL-I，大众系的vvt+奥迪的AVC，三菱的MIVEC，通用的ivlc等等，无论是正向工作增强性能，还是反向工作降低排放，这些原理完全一致工作方式完全不同的系统都在默默的工作。

然而时至今日，vvt/vvl技术的开创者本田的双连续可变系统advanced vtec依然难产，Vtec也出了假冒货，曾经只为了打一下鸡血的热血青年已经变成了油腻大叔，甚至转投了小排量涡轮的怀抱，打破F20C的NA机升功率纪录也是法拉利这样的不差钱企业十几年后才打破的，可见在那个技术爆炸的年代发动机的性能有多么疯狂。

当然，30年后的今天已经不再有厂商会把发动机带VVT，VVL这样的字眼写在宣传页上，或者做成车标贴在车上，如果你在车上还看到这样的标，那么要么是这车太老了，要么就是厂家寂寞的实在没什么可贴了（当然，我觉得贴这个至少言之有物，比那些后屁股贴个自己几秒的快男强多了）

最近这几期写的都是古老的技术，主要是我不很想讨论现在的技术，这很难保持理性中立客观，难免陷入党争之中，不过关于发动机的技术实在有太多故事可说，下一期就讲一下曾经出现过和现在存在的疯狂的发动机（没吧）