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可变气门升程技术,VTEC辉煌三十年,就是最好?

文/秦明

之前的文章我们提到了发动机的气门正时技术,主要用来控制气门开启和关闭的时间,既然能调节时间,那能不能调节开启和关闭的程度呢?要知道,发动机低速和高速运转下,对于进气量的需求是不同的,高速运转下需要吸入更多的气体,来获得更大发动机效率,所以发动机可变气门升程技术就被发明出来。

可变气门升程技术主要作用就是实现不同工况下,根据需求来调整气门阀开启程度的大小,也就是改变进气行程和排气行程的大小,可变气门正时技术都会不约而同想到丰田的VVT-i,而可变气门升程技术自然不能不提本田的VTEC。

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同样的先来了解可变气门升程的结构和原理,之前也讲过,气门的开关主要由凸轮轴旋转对气门顶杆施压,导致气门阀向下运动顶开,气门的开关时间就由凸轮挤压的时间来决定,而气门开关的大小,则由凸轮凸起部分的大小来决定,越大的凸轮自然向下顶开的距离越远。

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要知道传统发动机的凸轮轴结构装上去后就不能随意改变大小,凸轮不能一下变大一下变小,所以本田在原来两个低升程凸轮中间又加了个高升程凸轮,也就说单缸一侧有三个凸轮。三种凸轮分别对应另一根轴上三种摇臂,不过高凸轮对应的摇臂并没有与气门接触,而且中间凸轮和两侧凸轮也有着空隙,不是说中间摇臂和两侧摇臂直接相连,这样就保证低速状态下,中间摇臂不会影响到两侧的摇臂,也就不会影响到气门的开启大小。

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只有在需要更大的进气量时,摇臂中的圆柱销受到液压器作用,发生位移将中间摇臂和两侧摇臂直接连在一起,中间摇臂对应的凸轮更大,所以能带动两侧的摇臂做更大角度的运动,所以气门开启的行程也就更大。

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这两种着不同形状的凸轮,用以达到不同的气门正时和升程。VTEC的RPM阈值相当高-大约为4500 rpm,也就是说日常使用的4500rpm以下,凸轮轴都是在正常工作,在高速下才会VTEC技术才会开始展示并工作。很显然,这样的设计并不能达到气门正时的连续可变,因此VTEC发动机在低速和高速状态下发动机完全就是两种表现,低速下表现得平易近人,高速下却如猛禽野兽一般暴躁。

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当发动机转速开始降低时,摇臂内液压也会进行降低,活塞也会退回原位,三根摇臂也进行分开,整个VTEC系统都是由ECU控制,接受发动机各种信号并进行处理,因此就能在发动机不同转速时,由不同的凸轮控制,然后获得所需的动力。

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VTEC技术能很好的调整低转速与高转速区间的不同进排气需求,因此能兼顾不同工况下的经济性和性能需求,车辆在怠速以及低速时能耗最低,带来更低的油耗和排放,但在高转区时VTEC的开启又能激发高角度凸轮轴带来马力增加特性,有更激情的驾驶感受。

但同样缺点也很明显,就是只能VTEC技术实现两种调节,并不能实现无级调节,导致两种状态下的差异非常明显,对驾驶人来说,短时间感觉难以适应。

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本田VTEC技术达不到无级调节,并不意味着整个汽车行业达不到,宝马的Valve tronic就能够实现无级调节气门行程变化的技术,当然宝马这套系统和本田的VTEC技术相比,改进方向不同,自然结构要更为复杂。

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那气门可变升程和气门可变正时两种技术能否同时实现呢?答案是肯定的,两种结构并不冲突,于是本田在2000的时候就将气门正时技术搭载到了VTEC发动机上,成为了后来的i-VTEC技术,再到后来技术不断革新,i-VTEC技术也增加了闭缸、涡轮增压、电子控制气门正时等技术,这也是本田发动机为何如此优秀,甚至被不少用户调侃“买发动机送车”的评价。

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