本田VTEC发动机工作原理

第一章VTEC配气机构的基本结构和工作原理

1.1VTEC配气机构基本介绍

配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门，向气缸供给可燃混合气或新鲜空气并及时排出废气。另外，当进、排气门关闭时，保证气缸密封，进饱排净，四行程发动机都采用气门式配气机构。

VTEC发动机每个汽缸都装备了同普通气门一样动作的4个气门：2个排气门、1个主进气门和1个副进气门；每个汽缸进气凸轮均有3个，其轮廓均不相同，即气门升程和持续开启角均不相同，中间凸轮的升程、气门持续开启角主凸轮和副凸轮都大，如图1-1所示。

图1-1 各阶段气门以及凸轮位置状况

在发动机低速状况下，2个进气门由它们各自的凸轮（主、副凸轮）来控制，主凸轮的升程和气门持续开启角较大，由主进气门供给汽缸混合气，而副凸轮的升程和气门持续开启角极小，此时副进气门打开很小的一个角度，正好能阻止汽化的汽油沉积在气门头上，防止燃油积留在副进气门及管道内，而且这种设计还可使燃烧室内形成涡流，从而获得良好的低速扭矩和响应性；当发动机需要输出较大功率时，3个摇臂由电控液压系统锁在一起而同步动作，2个同步活塞使3个摇臂串在一起，如图1-2所示。此时，主、副进气门通过中间摇臂联接成一个整体，

由中间凸轮（高速凸轮）来控制，2个进气门以相同的升程运动，而主、副摇臂不再与它们各自的凸轮（主、副凸轮）接触，直到VTEC系统关闭为止，这样在高速时也能获得良好的扭矩特性。[1]

图1-2 发动机大功率时3个摇臂同时工作

1.2气门摇臂组结构与工作过程

在进气门摇臂轴上，每个汽缸有3个摇臂并排在一起，其中主、副摇臂都是驱动气门，中间摇臂压在一个内装弹簧的失效器上。在主摇臂内有一油道与摇臂轴油道相通，在主摇臂的腔内有一正时液压活塞；右边副摇臂腔内有一同步活塞，在正时液压活塞与同步柱塞间有一回位弹簧，如图1-3所示。单气门与双气门操作的切换依靠发动机转速来完成，为了帮助切换，在主摇臂上装有一个正时板。在发动机转速较低时，正时板在弹簧的作用下挡住正时液压活塞向右运动，在发动机转速升高后由于离心力和惯性力的存在，使得正时板克服弹簧作用力而取消对正时活塞的锁止，并在控制油压的作用下使正时活塞向右运动，使单气门操作状态转换为双气门操作状态，如图1-2所示，由双气门变为单气门操作则相反。

图1-3 气门摇臂组结构

1.3控制系统结构与工作过程

VTEC的控制系统主要由电控单元、控制电磁阀、控制液动阀、压力开关等组成，主要是采用不同的进气凸轮改变气门升程和定时，其接通与关闭由控制单元根据发动机转速、发动机负荷、车速、冷却水温度、VTEC压力开关等信号确定在气缸盖旁有VTEC控制阀总成，位于控制阀体三角形板上的圆柱形电磁阀为VTEC 控制电磁阀，在阀体上横置的另一电器元件即为VTEC压力开关，在阀体内部有一液压执行阀。在控制电磁阀没有打开时，在弹簧力的作用下液压执行活塞在最高位置，这时机油经活塞中部的孔流回油底壳，如图1-4所示。[2]

图1-4 VTEC控制系统

当发动机高速运转时，控制电磁阀接收到控制单元的信号而打开，接通油路，一部分机油便流到液压控制活塞的顶部，使活塞向下运动，关闭回油道，使机油经活塞中部的孔沿摇臂轴流到各气门摇臂的液压腔，流入正时活塞左侧，如图1-5所示，使同步活塞移动，将主、副摇臂和中间摇臂锁成一体，一起动作，使气门开启时间延长，开启的升程增大，从而达到改变气门正时和气门升程的目的。压力开关负责检测系统是否正处在工作状态并将信号传送给控制单元。[3]

图1-5 VTEC阀工作原理

第二章VTEC系统电磁阀故障检修

2.1VTEC电磁阀故障分析检修

当仪表板上的发动机故障指示灯（MIL）被点亮时，通过鉴定方法进行故障代码的读取，若故障代码（DTC）为21，则表明发动机VTEC电磁阀或其电路有故障。此时按下述方法进行故障分析。

(1) 重新设置ECM/PCM（即清除故障代码）并再次启动发动机（必要时可进行路试），重新读取故障代码。如果MIL不再闪烁故障代码21，则说明VTEC 系统只是存在间歇性故障。此时应该检查VTEC电磁阀与ECM/PCM的连接导线不良的现象。

(2) 如果MIL仍闪示故障代码, 关闭点火开关,拆开VTEC电磁阀插头，如图2-1所示，检查VTEC电磁阀插头1号端子与车体搭铁之间的电阻如果被测电阻值，如果不在14-30 欧姆范围内，则说明VTEC电磁阀有故障，应更换。

图2-1 检查VTEC电磁阀的电阻

(3)如果步骤2检测的电阻值为14-30欧姆，则应按图2-2所示检测VTEC 电磁阀插头1号端子与ECM/PCM插头端子B12之间的导通情况。

图2-2 检查VTEC电磁阀导通情况

如果检测结果为不导通，则说明ECM/PCM的端子B12与VTEC电磁阀插头之间的绿/黄导线有断路故障。

(4) 如果步骤3的检测结果为导通，则按图2-2所示检查VTEC电磁阀插头1号端子与车体搭铁之间的导通情况，如果检测结果为导通，则说明ECM/PCM 的端子B12与VTEC电磁阀插头之间的红/黄导线有短路故障。

(5) 如果步骤4的检测结果为不导通，则连接VTEC电磁阀插头,拆下10mm 直径的螺栓，装上专用工具低压压力表（07406-0770001）和机油压力表接头（07NAJ-P070100）,连接转速表,驱动并运转至发动机达到正常工作温度（冷却风扇转动）。

检测发动机转速分别为1000r/min、2000r/min和4000r/min时的机油压力值。注意：应尽量缩短测量时间（不要超过1min），因为发动机是在无负荷状态下工作的。如果检测的机油压力均高于49kPa,则应检测VTEC电磁阀是否有故障，必要时予以更换。

(6) 如果步骤5检测的机油压力均低于49kPa，则关闭点火开关,拆开VTEC 电磁阀的电插头,将蓄电池的正极与VTEC的红/黄端子相连接。

启动发动机，检查发动机转速为3000r/min时的机油压力值。如果此时的机油压力低于250kPa,则应检查VTEC电磁阀是否有故障，必要时予以更换，如果此时的机油压力高于250kPa，则用一个确信无故障的ECM/PCM进行替换，并再次检查。如果此时车辆的故障症状和MIL的故障显示均不再出现，则更换原来的ECM/PCM。[4]