VTEC可变气门正时和升程电子控制系统方案.docx

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VTEC可变气门正时和升程电子控制系统方案

VTEC全写为VariablevalveTimingandliftElectronicControl.

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。

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。

HONDAVTEC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“VariableValveTimingandLiftElectronicControl”，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:

INTEGRARSi（DA6）

引擎代号:

B16A

引擎形式:

L-4，DOHC

口径×冲程:

81.0mm×77.4mm

排气量:

1595c.c

最大马力:

160ps/7600rpm

压缩比:

10.0：

1

最大扭力:

15.5kg-m/7000rpm

波箱:

5MT

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）注入一定压力的机油，机油推动位于气门摇臂的柱塞完成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SOHCVTEC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DOHCVTEC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（INTEGRADC2）；而红顶的B18C-R就有200匹的输出（INTEGRA

TYPR-RDC2）；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DOHCVTEC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，

HONDA新一代的技术指标，K系列引擎。

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系统，好象知名的汽车媒体“TOPGEAR”也只是轻描淡写地评价道此乃VTEC+VTC的混合体，原因就是她的动力没有1989年发表的B16A来的震撼，1998c.c只有158匹而已。

其实i－VTEC系统就是在原来的VTEC基础上加入了VTC控制系统：

VariableTiming　Control，也就是类似

于TOYOTA的VVT-i系统。

但是，到了当年年末推出的INTEGRA　　TYPE-R（DC5）、CIVICTYPE-R（EP3）、ACURARSXTYPE-S等几部性能车推出时，才让全世界知道原来K20A2可以是如此的疯癫，顶级既DC5竟然有110匹既升功率。

其实i－VTEC中的“i”是intelligent：

“智能”的意思，说白了就是在那台名为F20C的引擎上加了VTC系统，一套使用油压控制的花键控制机构，最大可以

将点火提前角提早50度，有的引擎型号甚至加入了可变进气道系统，以改善低转扭力反应，例如国已经有售的美版RSXTYPE-S（DC5）上搭载的K20A2。

　　不过，不得不提出一点个人的建议，现在好多使用例如ACCORD、CIVIC等HONDAVTEC引擎车辆的车主，在选用机油的问题上，都会听信一些汽车保养店的意见，选择一些标号较高的润滑油产品，例如10W-50等，其实刚好相反地，VTEC或者I－VTEC引擎最好还是使用稀一点的机油为好，例如5W-30或是原装的VTEC专用油，因为VTEC引擎油道细密，稀一点的机油流动性更好，更有利于到达“开TEC”转数时的反应和高转下的引擎冷却，条件许可的，可以因应不同的排气量加装合适的机油冷却器（OILCOOLER），以保持机油的性能。

什么是i-VTEC“i”即intelligent，指发动机智能化。

i-VTEC是在Honda独创的VTEC的基础上，配合可以连续控制进气门正时相位的VTC（VariableTimingContro）功能，成为高智能的可变气门正时和升程的构造。

例如，在需要流畅加速的高速公路或是重复停止、起步的街道，又或需要强劲马力的坡道，人们总是希望车辆在行驶中具备高性能的同时油耗越低越好。

对于发动机，则要求其性能能够应对各种行驶状况。

但是在开发过程中常会出现下列情况：

若要满足各个方面，则什么都不能达到最优；若以其中一个方面为重点的话，其它方面又容易出现不足。

另外，低尾气排放也是一个急需解决的问题。

控制所有这些性能的关键就在于气门控制系统，即将混合气体吸入燃烧室，燃烧后再将尾气排放出去。

理想状态下气门开的时间长度、升程量、乃至进气侧、排气侧的开闭时机等在高速和低速状态都不一样。

于是，Honda及时着手对气门可变控制系统的研究工作，独自开发出了VTEC技术，并作为高性能发动机技术的核心，Honda逐步将其广泛应用于多种车型。

为了进一步进化VTEC技术，新开发出了组合VTC（连续可变气门正时控制系统）的新一代智能化发动机DOHCi-VTEC，实现了“高马力”、“低油耗”、“低排放”，在各方面均达到了极高的水平。

现代汽车可变气门技术——本田的i-VTEC

 本田看到丰田的VVTL-i发表后感到十分无奈，丰田用了本田最得意的VTEC原理,还用Celica来跟本田最引以为傲的前驱车中性能与操控都数一数二的Inetgra来比个高下,两个都是1.8升的引擎,两者都是双方最得意的可变气门代表作,当Celica一推出,当时最热门的话题就是Celicavs.Integra,结果呢?

姜还是老的辣!

实际数据胜于一切纸上谈兵,Integra还是赢了Celica,无论是在加速,还是引擎高转速时的性能表现,Integra还是老当益壮。

究竟是怎样的技术让本田拥有不可动摇的优势地位呢？