本田車主都聽說過“VTEC”(可變氣門正時和升程電子控制系統),這是本田引擎的標誌性技術。然而也許你不知道的是,儘管在很多本田車型的配置表中都會出現“VTEC”的字樣,但不同引擎的VTEC功能不盡相同。本文將簡要介紹VTEC技術自1989年首次亮相以來的發展變遷。
本田B17A1,第一款應用DOHC VTEC的引擎
VTEC可以分成兩大類:DOHC引擎的VTEC,SOHC引擎的VTEC。
DOHC VTEC的功能由凸輪從動件實現:
DOHC VTEC中的凸輪從動件機構
SOHC VTEC則完全不同,它採用搖臂來控制氣門的開合:
SOHC VTEC的搖臂設計
儘管功能一樣,兩者是完全不同的設計。
DOHC VTEC
DOHC引擎最早應用VTEC技術,主要目的是增強性能表現。
在這些引擎中,進排氣口都各有一個二階VTEC。“二階”代表的是低速和高速凸輪。VTEC系統是一個凸輪切換機構,類似於階躍響應,在特定的轉速下切換低速和高速凸輪。最初,VTEC只能改變氣門升程,隨著技術的進步,本田為進氣門凸輪軸添加了凸輪相位器,由此,進氣門可以實現定時連續可變——本田稱之為DOHC i-VTEC。
注意:i-VTEC有不同的版本,用途也完全不同。DOHC i-VTEC只是i-VTEC中的一種。
隨後本田再次做了改進,為DOHC i-VTEC系統引入了直噴技術(分層燃燒),該版本稱之為DOHC i-VTEC i。不同於本田當前的SOHC直噴系統,i-VTEC i 將燃油噴射器置於缸蓋的頂部中央。不過它依然屬於壁面引導直噴型,而不是更為先進的噴霧引導型。
雖然DOHC VTEC 是為了增強性能表現,但i-VTEC i只為提升燃油經濟性,不會對性能表現有什麽實質影響。
新款四缸地球夢引擎是DOHC型,直噴系統的燃油噴射器移到了缸蓋的一側。儘管本田將它們都標記為“i-VTEC”,但地球夢DOHC i-VTEC有兩個主版本:
1. 1.5L和2.0L級別,帶有電控VTC(可變氣門正時控制),VTEC用於切換阿特金森循環模式和正常輸出模式。
2. 2.4L引擎(K24),VTC和VTEC都隻應用於進氣門;在這款引擎上,VTEC有了“真正”的低速和高速凸輪(經濟和輸出模式)。
DOHC VTEC如何實現阿特金森循環模式
除了地球夢系列,DOHC VTEC技術還有其他新進展。類似於寶馬的Valvetronic系統(電子氣門):本田的目標是讓氣門升程也實現連續可變(氣門升程和定時都連續可變,因此不再需要節氣門了)——這個版本被稱為AVTEC,但由於某些原因,AVTEC一直沒有量產。
SOHC VTEC
雖然VTEC最初只為了提升性能表現,專屬於DOHC引擎,但之後本田很快將它應用於SOHC引擎,這種引擎常見於經濟車型。
事實上在發展了20多年後,如今SOHC VTEC的進展已經超越DOHC VTEC,開發出不同用途的多種版本。
由於封裝的限制,SOHC VTEC最早只能調節進氣門升程,本田通常只在氣門罩上標記“VTEC”:
本田D16 SOHC引擎
隨之而來的第一次改進:在低轉速區,每個氣缸關閉一個進氣門,此時引擎運行3V模式(一個進氣門、2個排氣門)。當需要時,VTEC會激活那個進氣門,引擎進入4V模式。本田稱這套系統為VTEC-E。
通過氣缸關閉一個進氣門,這套系統可以實現稀薄燃燒,得到更好的燃油經濟性。
VTEC-E
隨後,初代SOHC VTEC與VTEC-E合並,這就是所謂的三階VTEC:
一階:3V模式;
二階:4V模式+低速凸輪;
三階:激活VTEC電磁閥(高速凸輪)。
請注意:最初的三階VTEC引擎只有進氣門有VTEC,本田隨後設計了一個新版SOHC VTEC,允許調節進氣門和排氣門。這樣的VTEC應用於高端J系V6引擎,比如J37A4。
本田帶閉缸技術的V6引擎,稱之為VCM(可變汽缸管理),同時也配備了VTEC——本田和謳歌的幾乎所有V6引擎都有這項技術。
需要注意的是,帶VTEC的VCM技術跟傳統的VTEC沒有任何關係。在VCM V6引擎上,通過VTEC關閉兩個或者三個氣缸,引擎可以運行6缸、4缸以及3缸模式。因此VCM V6引擎上的VTEC只是一種閉缸技術,它不能調整氣門升程。
本田3.5L VCM V6,標記了i-VTEC
在本田的語言體系中,也稱帶VTEC的VCM技術為i-VTEC,但請不要把它和之前的DOHC i-VTEC搞混了,完全是兩碼事。
新款地球夢V6 J35Y系,有VCM,儘管它依然標記為i-VTEC,實際上它是之前提到的三階VTEC:
一階:3缸模式;
二階:V6模式+低速凸輪;
二階:V6模式+VTEC高速凸輪。
換句話說,新款地球夢i-VTEC V6引擎擁有閉缸技術+性能導向的VTEC功能。
現在我們已經提到了i-VTEC的五個不同版本:
DOHC i-VTEC;
地球夢i-VTEC (分兩種: 阿特金森循環,非阿特金森循環);
VCM V6引擎上的i-VTEC;
地球夢V6引擎上的i-VTEC ;
然而還有第六種。
在本田R系SOHC四缸機中,採用完全不同類型的i-VTEC:沒有凸輪相位器,因此無法實現連續可變氣門正時,並且也沒有閉缸技術。
這版i-VTEC的操控邏輯與傳統的VTEC迥異,甚至可以說是背道而馳的,它的操作有點像上文提到的地球夢DOHC i-VTEC引擎,只是用了SOHC的形式。
本田R系 i-VTEC控制邏輯
這套系統在低負荷巡航時,VTEC會介入,通過特殊的低速凸輪,讓進氣門在氣缸壓縮的部分行程中保持開啟,為隨後的燃燒行程調整適當的進氣量。因此節氣門可以完全打開,以減少泵氣損失。在其他工況下(中/高負荷,高轉速等),切換正常的凸輪——類似傳統VTEC的低速凸輪。
總結:
本文簡述了以下VTEC系統。
DOHC——
初代DOHC VTEC(二階);DOHC i-VTEC (帶凸輪相位器的VVT);DOHC i-VTEC i (直噴);地球夢i-VTEC (阿特金森循環+正常輸出);地球夢i-VTEC (只針對進氣門,真正的VTEC功能, 非阿特金森循環);AVTEC (沒有量產)。
本田R系 i-VTEC控制邏輯
初代SOHC VTEC (只針對進氣門);VTEC-E (可在3V和4V模式間切換);三階VTEC (初代SOHC VTEC + VTEC-E);V6 VTEC(進排氣門都配備VTEC,J37系);i-VTEC(大部分VCM V6, 沒有真正的VTEC功能,只有閉缸技術);i-VTEC (地球夢V6,三階VTEC);R系i-VTEC (逆向操作, VTEC 在低轉速區介入)。
編譯|休不眠
原文|youwheel
圖|網絡
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