VTEC

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1 1 vtec最贵的东西不一定是最赚钱的，最赚钱的东西也不一定是最好的。这句话在汽车行业很容易找到例子。所有人都说日本汽车制造商很聪明，因为他们都把最好的东西用在最前沿。说到最顶级的发动机技术和最强的动力输出，似乎日系车在超级跑车圈也是凤毛麟角。但是，说到年产量，似乎名列前茅的都是我们熟悉的日本工厂的商标。他们把最好的资源投入到能更好平衡动力和油耗的车型研发中，用更适合消费者需求的产品争夺市场。很多日系品牌的发动机在国内都有相当的保有量，最经典的四款是本田i-VTEC系列、丰田VVT-i系列、日产VQ系列和三菱4G系列发动机。下面，我们首先对本田的i-VTEC系列发动机进行深入研究。I-VTEC技术不仅是本田的看家本领，也是类似其他各大厂商的CVVT可变气门正时技术的鼻祖。自全新一代飞度1.3L车型放弃i-DSI发动机，改用i-VTEC阵型后，本田正式在中国普及旗下所有车型的i-VTEC发动机。小到1.3L低排量，大到2.4L排量，无论是两厢轿车、MPV还是SUV，只要挂着本田的商标，打开引擎盖就能看到银色的一串英文字母。这简单的五个英文字母背后有什么独特的技术？工作原理发动机在中低速运转时，发动机所需的空气混合气并不高，以保持转速稳定，降低油耗和污染物排放。而当发动机达到高转速时，需要更多的进气量来满足大功率输出的需求，而发动机进气门的相位(开闭时间)和升程(开度)是决定气缸进气量的最直接因素。普通发动机制造出来后，气门正时和气门升程都是固定的，无法满足发动机在不同转速下的进排气需求。因此，人们希望有一种发动机，它的凸轮轮廓(凸轮轮廓曲线)能适应任何转速，在高速和低速时都能获得最佳配气相位。因此，可变气门正时控制机构应运而生。1989年，本田推出了自主研发的可变气门正时和气门升程电子控制系统，这是世界上第一个可以同时控制气门开闭时间和气门升程的气门控制系统。像许多普通发动机一样，VTEC发动机每个气缸有4个气门(2进2出)，凸轮轴和摇臂等。但与普通发动机不同的是凸轮和摇臂的数量和控制方式。小角度凸轮用于中低速。在中低速时，两个气门的气门正时和升程是不同的。此时一个气门的升程很小，几乎不参与进气过程。进气道基本相当于单进气门发动机。高速时，VTEC电磁阀控制液压油的方向，使两个进气摇臂连成一体，开启时间最长、升程最大的进气凸轮驱动气门。此时，两个进气门根据大凸轮的轮廓同步。与低速运转相比，大大增加了进气流通面积和开启持续时间，从而提高了发动机在高速时的动力性能。这两条性能完全不同的输出曲线是本田的工程师在同一台发动机上实现的。I-VTEC=VTEC VTC，但是VTEC系统的配气相位的变化仍然是阶段性的，也就是说，配气相位的变化只是在一定转速下的一个跳跃，而不是在一定转速范围内的连续变化。为了提高VTEC系统的性能，本田不断创新，推出了i-VTEC系统。增加了一个叫VTC(Variabletimingcontrol)的装置，——，一套进气门凸轮轴正时的可变控制机构，即i-VTEC=VTEC VTC。此时，进气门正时和开启时间之间的重叠时间是可变的，这由VTC控制。VTC机构的引入使发动机在较宽的转速范围内都有合适的配气正时，大大提高了发动机的性能。 不过值得车友们注意的是，虽然发动机上也标有鲜艳的i-VTEC标志，但东风本田思域R18A1发动机的i-VTEC却另有含义。上述i-VTEC机制旨在增加马力输出，但这款R18A1发动机i-VTEC机制旨在节省燃油。当VTEC切换到高角度凸轮时，当发动机达到4800转以上，水温高于60度，进气歧管内的负压指数达到原设定值时，VTEC电磁阀将开启，油压导入摇臂推动自由活塞，使高角度凸轮开始介入，延长进气门的关闭时间，增加发动机高速时的进气量。R18A1发动机上的VTEC的致动正时设置在1000至3500 rpm之间的任何转速范围内，并且存在干预的可能性。超过这个范围，无论转速多高，VTEC机构都不会再次启动。这听起来和上面提到的VTEC的启动时间有很大不同吗？还有为什么早点换成大角度凸轮可以节省油耗？关键在于进气阻力的控制。一般汽油机在高转速低负荷巡航时，由于不需要提高转速，驾驶员只会轻踩油门保持同样的转速，节气门开度角会相对减小(也就是说高速巡航意味着节气门开度很小)，会减缓新鲜空气的摄入。但此时发动机内的进气阻力会因节气门开度小而增大，进气冲程时活塞向下的阻力增大，会消耗一部分活塞爆炸时的推力，从而降低发动机的输出功率，就像吸气管变小一样。这时如果能加大节气门开度，就可以减缓活塞的吸气阻力，提高效率，这样发动机的输出功率就可以全部用在传动系统中，行驶时就不会消耗一部分，从而提高高速巡航时的燃油经济性。R18A1发动机的i-VTEC系统就是针对这种情况的。车辆在低速和高速巡航时，涉及到高角度凸轮轴，通过加大气门开度来降低进气阻力。文章开头提到的i-VTEC系统可以在发动机高速旋转时提供爆发力，而这款R18A1发动机的i-VTEC系统则反其道而行之，低速介入，达到节油效果。除了巧妙的反其道而行之，在思域R18A1发动机上还有很多针对油耗的技术，比如活塞机油冷却喷嘴，可变长度进气歧管，这里就不赘述了。结论：说到底，本田的i-VTEC技术就是把原来一成不变的进气门和排气门改变成能够根据发动机和车辆工况进行调节。这种改变的好处可想而知，就像变速箱从只有一个档位升级到多个档位一样。但是i-VTEC也有一些明显的缺点，比如气门全开时发动机噪音太大。虽然有人认为这种明显的VTEC声很吸引人，但毕竟会在一定程度上影响驾驶舒适性。尤其是长时间在高角度凸轮轴下运行，油耗会明显增加。比如国内还没有进口的K20A发动机，排量只有2.0升，但是进排气两侧的i-VTEC控制的多角度凸轮轴是可以改变的，导致2.5~3.0排量的发动机全速油耗。此外，i-VTEC系统需要复杂的ECU控制单元配合，操作件的加工质量要求高，需要厂家在质量保证上多下功夫。在这种思路下，很多汽车厂商都开发了类似的可变气门技术来处理油耗和动力之间的矛盾。