VTEC可变气门正时和升程电子控制系统
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VTEC全写为Variable valve Timing and lift Electronic Control .
VTEC系统全称是可变气门正时和升程电子控制系统,是本田的专有技术,它能随发动机转速、负荷、水温等运行参数的变化,而适当地调整配气正时和气门升程,使发动机在高、低速下均能达到最高效率。+在VTEC系统中,其进气凸轮轴上分别有三个凸轮面,分别顶动摇臂轴上的三个摇臂,当发动机处于低转速或者低负荷时,三个摇臂之间无任何连接,左边和右边的摇臂分别顶动两个进气门,使两者具有不同的正时及升程,以形成挤气作用效果。此时中间的高速摇臂不顶动气门,只是在摇臂轴上做无效的运动。当转速在不断提高时,发动机的各传感器将监测到的负荷、转速、车速以及水温等参数送到电脑中,电脑对这些信息进行分析处理。当达到需要变换为高速模式时,电脑就发出一个信号打开VTEC电磁阀,使压力机油进入摇臂轴内顶动活塞,使三只摇臂连接成一体,使两只气门都按高速模式工作。当发动机转速降低达到气门正时需要再次变换时,电脑再次发出信号,打开VTEC电磁阀压力开头,使压力机油泄出,气门再次回到低速工作模式。
内燃机的作用是把燃料的化学能转化成机械动能,其基本原理是可燃混合气在汽缸内燃烧,产生的高压推动活塞旋转曲轴,输出扭力。扭力与转速结合,就是发动机的功率。在发动机的工作过程中,大约只有30%的原始能量做了有用功,因此,最大限度地提高发动机的工作效率成为人们长期的奋斗目标。
按照物理学定律,要产生更强的动力,发动机就要消耗更多的燃料。显而易见,增加燃油燃烧的方法之一是加大发动机尺寸,因为大排量的汽缸相比小型发动机能燃烧更多的燃油;另一种方法是把可燃混合气进行预压缩,这样在固有的发动机内也能填入更多的燃料。
与上述方法不同,本田在发动机技术上采用了另一条道路:即保留发动机尺寸不变,加快燃油的燃烧速度。也许用下面的例子更能说明问题:用杯子把爆米花从甲地运送到乙地,你可以加大杯子的尺寸,也可以压紧杯中之物以加大每次的运送量,或者也可以简单地加快运送的速度,最终的结果是一样的。
随着发动机转速的增加,其“吐呐”的混合气量相应增长,进排气门的开合需要更精密和更宽阔,否则的话,进气阻力将使发动机得不到足够的燃料。
如果只考虑高转速问题,本田不必发展VTEC技术,因为经常在高转速运行的赛车发动机并不需要类似VTEC的装置。但普通汽车就不同了,他们在街道上行驶时发动机经常处于中、低转速,此时气门如果还是大开度的话,将造成发动机工作粗暴和燃油消耗高等问题。
对此,本田的解决方案就是VTEC,它使发动机气门在高速时开度大,低速时适当降低,兼顾了低速平顺性和高速动力性。
本田VTEC技术的应用也引起了某些争论,主要集中在以下三种人之间:其一,认为VTEC 只是一种骗局,其二,熟知VTEC的优缺点,其三,坚信VTEC是一个好东西。从争论的内容看,对VTEC还存在一定程度上的误解,主要方面有:双顶置凸轮轴VTEC发动机比同功率的非VTEC发动机扭矩低,而扭矩是考察汽车加速性的重要指标,所以VTEC发动机的功率值“虚高”。
发动机的扭矩与每次循环所烧的可燃混合气量直接相关,这意味着排量的增长通常会导致扭矩的增加。对于增压发动机来说,由于进气压力升高,实际排量要高于标称排量。不同于增大排量和采用增压的做法,本田VTEC系统利用优化发动机高转速时的进排气系统来达到提升功率的目的,因此,相对于上述提高功率的其他两种方法,VTEC发动机的排量最小,因此扭矩输出自然会比同功率的非VTEC发动机小。
但这并不意味着VTEC发动机的功率“有水分”,事实上,本田用真实可靠的功率/重量比来评估车辆的加速性能。一般的误解是因为人们对功率,扭矩和加速性的辨证关系缺乏基本的了解,只看扭矩来确定车辆的加速性是没有什么意义的。因为扭矩在变成推力之前要通过变速器和主减速器放大,但最大功率是一成不变的,也就是说在同样的车上,功率更大的发动机将能提供更大的推力。
当然,扭矩曲线的形状还是很有意义的,起步加速时,理想的情况是车轮有片刻的打滑,然后再紧紧地抓住地面,而扭矩曲线的峰值出现较早并保持平稳能满足上述要求,这也是大排量的美式汽车在这方面有突出表现的原因。反之,VTEC发动机有非常平滑的扭矩上升曲线,起步时轮胎鸣叫不太容易实现,同时这样的扭矩线要求加速换挡过程中良好地控制油离配合,才能保证驱动力的最佳释放,因此,相对于大排量发动机,VTEC发动机的冲刺能力相对弱一些。
VTEC只在高速时发挥作用,因此低速时有没有VTEC都一样,换句话说,如果你经常在低速情况下行驶,VTEC也许就是资源和金钱的浪费。
HONDA VTEC和i-VTEC系统
HONDA车系列中最为人津津乐道的应该是那套名为“VTEC”系统及后来的i-VTEC系统。
VTEC系统的全名是“Variable Valve Timing and Lift Electronic Control”,中文翻译过来就是“可变气门相位及升程控制系统”,VTEC机构最早出现在1989年,发明者叫松泽健一,车型是“型格”INTEGRA(DA6)XSi和RSi:
车型: INTEGRA RSi(DA6)
引擎代号: B16A
引擎形式: L-4,DOHC
口径×冲程: 81.0mm×77.4mm
排气量: 1595 c.c
最大马力: 160 ps/ 7600 rpm
压缩比: 10.0:1
最大扭力: 15.5 kg-m/ 7000 rpm
波箱: 5 MT
驱动形式,尾牙: FF,4.400
其实个人觉得VTEC系统的工作原黎有点象一级方程式所运用的气动摇臂气门控制机构。讲得简单些,VTEC系统其实就是ECU通过曲轴位置传感器同凸轮轴位置传感器释知引擎转速,到达俗称既“开TEC”转数后向引擎顶部、分火线圈后的油泵电磁阀发出信号,电磁阀向凸轮轴(摇臂机构)内注入一定压力的机油,机油推动位于气门摇臂内的柱塞完成LOW-CAM转HI-CAM既动作。
低转时,矮凸轮顶开一个气门。
随着B16A的知名度和实际应用效果(民用引擎的升功率首次达到100匹/升),VTEC机构开始装备低端引擎,例如只使用SOHC VTEC的D系列(常见的CIVIC)、F系列、J系列(常见的ACCORD)等等。不过因为其具备的高转速、高输出的特性,自B16A 上的DOHC VTEC诞生以来就一直是各类型房车赛的常客,而且还发展出不同排气量的系列高性能引擎,也就有了车迷们用凸轮轴盖颜色区分性能的标竿,例如黑顶的B18C引擎,170匹马力(INTEGRA DC2);而红顶的B18C-R就有200匹的输出(INTEGRA
TYPR-R DC2);搭载于PRELUDE(BB6)上的蓝顶
盖H22A,可以于7200转是提供220匹的马力;至
于最后一款也是性能最高的一款DOHC VTEC红顶引
擎F20C,可以为其搭载车辆S2000(AP1)提供高达
250匹的马力,一台排气量只有1997c.c的引擎,升
功率达到了125匹/升的历史记录,对于自己号称高性
能的欧洲系列引擎而言,不能不说是一个巨大的打击!
不过VTEC系统亦有不足,系统只能够对气门升程作
出两段或者三段既调整,
但并吾能够好似TOYOTA既VVT-i、BMW既
VANOS、等对例如点火正时进行调整高转时,高凸轮
接管,气门升程发生变化。
VTEC发明12年后的2001年,HONDA再次向
世界车坛推出了新一代的VTEC技术,名为i-
VTEC,首先搭载她的竟然是一台城市SUV车型:
CR-V。各汽车媒体对于她的到来似乎提不起什么兴
趣,普遍认为这只是一台普通的技术升级版VTEC系