本田VTEC技术发展简史


本田VTEC技术发展简史


本田车主都听说过“VTEC”(可变气门正时和升程电子控制系统),这是本田引擎的标志性技术。然而也许你不知道的是,尽管在很多本田车型的配置表中都会出现“VTEC”的字样,但不同引擎的VTEC功能不尽相同。本文将简要介绍VTEC技术自1989年首次亮相以来的发展变迁。


本田VTEC技术发展简史


▲本田B17A1,第一款应用DOHC VTEC的引擎

VTEC可以分成两大类:DOHC引擎的VTEC,SOHC引擎的VTEC。

DOHC VTEC的功能由凸轮从动件实现:


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▲DOHC VTEC中的凸轮从动件机构

SOHC VTEC则完全不同,它采用摇臂来控制气门的开合:


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▲SOHC VTEC的摇臂设计

尽管功能一样,两者是完全不同的设计。

DOHC VTEC

DOHC引擎最早应用VTEC技术,主要目的是增强性能表现。

在这些引擎中,进排气口都各有一个二阶VTEC。“二阶”代表的是低速和高速凸轮。VTEC系统是一个凸轮切换机构,类似于阶跃响应,在特定的转速下切换低速和高速凸轮。最初,VTEC只能改变气门升程,随着技术的进步,本田为进气门凸轮轴添加了凸轮相位器,由此,进气门可以实现定时连续可变——本田称之为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中的一种。

随后本田再次做了改进,为DOHC i-VTEC系统引入了直喷技术(分层燃烧),该版本称之为DOHC i-VTEC i。不同于本田当前的SOHC直喷系统,i-VTEC i 将燃油喷射器置于缸盖的顶部中央。不过它依然属于壁面引导直喷型,而不是更为先进的喷雾引导型。

虽然DOHC VTEC 是为了增强性能表现,但i-VTEC i只为提升燃油经济性,不会对性能表现有什么实质影响。

新款四缸地球梦引擎是DOHC型,直喷系统的燃油喷射器移到了缸盖的一侧。尽管本田将它们都标记为“i-VTEC”,但地球梦DOHC i-VTEC有两个主版本:

1. 1.5L和2.0L级别,带有电控VTC(可变气门正时控制),VTEC用于切换阿特金森循环模式和正常输出模式。

2. 2.4L引擎(K24),VTC和VTEC都只应用于进气门;在这款引擎上,VTEC有了“真正”的低速和高速凸轮(经济和输出模式)。


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▲DOHC VTEC如何实现阿特金森循环模式

除了地球梦系列,DOHC VTEC技术还有其他新进展。类似于宝马的Valvetronic系统(电子气门):本田的目标是让气门升程也实现连续可变(气门升程和定时都连续可变,因此不再需要节气门了)——这个版本被称为AVTEC,但由于某些原因,AVTEC一直没有量产。

SOHC VTEC

虽然VTEC最初只为了提升性能表现,专属于DOHC引擎,但之后本田很快将它应用于SOHC引擎,这种引擎常见于经济车型。

事实上在发展了20多年后,如今SOHC VTEC的进展已经超越DOHC VTEC,开发出不同用途的多种版本。

由于封装的限制,SOHC VTEC最早只能调节进气门升程,本田通常只在气门罩上标记“VTEC”:


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▲本田D16 SOHC引擎

随之而来的第一次改进:在低转速区,每个气缸关闭一个进气门,此时引擎运行3V模式(一个进气门、2个排气门)。当需要时,VTEC会激活那个进气门,引擎进入4V模式。本田称这套系统为VTEC-E。

通过气缸关闭一个进气门,这套系统可以实现稀薄燃烧,得到更好的燃油经济性。


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▲VTEC-E

随后,初代SOHC VTEC与VTEC-E合并,这就是所谓的三阶VTEC:

一阶:3V模式;

二阶:4V模式+低速凸轮;

三阶:激活VTEC电磁阀(高速凸轮)。

请注意:最初的三阶VTEC引擎只有进气门有VTEC,本田随后设计了一个新版SOHC VTEC,允许调节进气门和排气门。这样的VTEC应用于高端J系V6引擎,比如J37A4。

本田带闭缸技术的V6引擎,称之为VCM(可变汽缸管理),同时也配备了VTEC——本田和讴歌的几乎所有V6引擎都有这项技术。

需要注意的是,带VTEC的VCM技术跟传统的VTEC没有任何关系。在VCM V6引擎上,通过VTEC关闭两个或者三个气缸,引擎可以运行6缸、4缸以及3缸模式。因此VCM V6引擎上的VTEC只是一种闭缸技术,它不能调整气门升程。


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▲本田3.5L VCM V6,标记了i-VTEC

在本田的语言体系中,也称带VTEC的VCM技术为i-VTEC,但请不要把它和之前的DOHC i-VTEC搞混了,完全是两码事。

新款地球梦V6 J35Y系,有VCM,尽管它依然标记为i-VTEC,实际上它是之前提到的三阶VTEC:

一阶:3缸模式;

二阶:V6模式+低速凸轮;

二阶:V6模式+VTEC高速凸轮。

换句话说,新款地球梦i-VTEC V6引擎拥有闭缸技术+性能导向的VTEC功能。

现在我们已经提到了i-VTEC的五个不同版本:

DOHC i-VTEC;

地球梦i-VTEC (分两种: 阿特金森循环,非阿特金森循环);

VCM V6引擎上的i-VTEC;

地球梦V6引擎上的i-VTEC ;

然而还有第六种。

在本田R系SOHC四缸机中,采用完全不同类型的i-VTEC:没有凸轮相位器,因此无法实现连续可变气门正时,并且也没有闭缸技术。

这版i-VTEC的操控逻辑与传统的VTEC迥异,甚至可以说是背道而驰的,它的操作有点像上文提到的地球梦DOHC i-VTEC引擎,只是用了SOHC的形式。


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▲本田R系 i-VTEC控制逻辑

这套系统在低负荷巡航时,VTEC会介入,通过特殊的低速凸轮,让进气门在气缸压缩的部分行程中保持开启,为随后的燃烧行程调整适当的进气量。因此节气门可以完全打开,以减少泵气损失。在其他工况下(中/高负荷,高转速等),切换正常的凸轮——类似传统VTEC的低速凸轮。

总结:

本文简述了以下VTEC系统。

DOHC——

初代DOHC VTEC(二阶);DOHC i-VTEC (带凸轮相位器的VVT);DOHC i-VTEC i (直喷);地球梦i-VTEC (阿特金森循环+正常输出);地球梦i-VTEC (只针对进气门,真正的VTEC功能, 非阿特金森循环);AVTEC (没有量产)。

本田R系 i-VTEC控制逻辑

初代SOHC VTEC (只针对进气门);VTEC-E (可在3V和4V模式间切换);三阶VTEC (初代SOHC VTEC + VTEC-E);V6 VTEC(进排气门都配备VTEC,J37系);i-VTEC(大部分VCM V6, 没有真正的VTEC功能,只有闭缸技术);i-VTEC (地球梦V6,三阶VTEC);R系i-VTEC (逆向操作, VTEC 在低转速区介入)。

编译|休不眠

原文|youwheel

图|网络


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