主要粗略浅谈vtec与i-vtec的工作原理和目的,让众poper能够了解一下Honda的看家本领...
Honda之VTEC
近代引擎的设计有些就内含一个叫做“可变汽门正时”的汽车机构,由于可变汽门的加入,因此汽门升程之位置(与汽门座间的距离)得以改变,而且汽门打开时的持续时间也可以改变。藉由汽门升程及持续时间的改变,引擎的动力性能也随之产生变化,可变汽门正时机构可以让引擎的燃烧特性(空气燃油量、燃烧效率等等)达到最好,并且遍及整个引擎转速范围,而这个结果则带来更强的马力、更高的效能及简洁有力的引擎。
结构示意图:
1.凸轮轴 5.中摇臂 9.固定活塞
2.低速时凸轮部 6.第二摇臂 10.液压顶杆
3.高速时凸轮部 7.活塞A 11.排气阀
4.第一摇臂 8.活塞B 12.进气阀
Honda VTEC (Variable Valve Timing and Life Electrical Contral 可变汽门正时及升程电子控制)。每组汽门都几个不同的凸轮部所配合,一般来讲,理想引擎的设计就是在一般行驶或低转速时,有着标准引擎基本性能;然而在高转速时,却有着赛车般的引擎表现。而基本上VTEC引擎就是截取标准引擎与赛车引擎两者之利.
构造如下图,其操作原理如下,每组汽门有个凸轮部,在正常的情况下,凸轮部A与B所带动的汽门是各别作动着,如图,而中间的凸轮部与中摇臂并没有使用到,中间凸轮部是贴着中摇臂旋转并移动着,但它并没有与外侧两个(第一与第二)摇臂结合在一起。当有须要表现高性能时,负责有赛车般性能的中凸轮部开始派上用场,此时油压会施压在A活塞左侧,而使得活塞A、B向右侧推进,这时中摇臂便与两侧之摇臂结合在一起,而统一由中摇臂所带动着,其中负责油压的作动便是由VTEC控制阀所操作着,其VTEC控制阀作动的条件有下列几点因素:
1.引擎转速
2.行车速度节
3.气门位置
4.引擎负载(由进气压力感知器所侦测)
5.引擎温度
当引擎又回到一般的行驶状态时,VTEC控制阀切断油压,此时固定活塞受到回覆弹簧的力量,向左推进,进而使得活塞A、B回到原来之位置,结果两侧的摇臂又开始独立操作了。
何谓i-VTEC?
VTEC一向是HONDA引以为傲的引擎技术,是史上最成功的可变阀门机构;VTEC能够改变气门开关的扬程(lift)和开关时间的长短(duration),对于性能或油耗或者是两者,都有很大的帮助。而如果能和进排气门相位角连续性控制系统(HONDA称之为Variable Timing Control,VTC)来相互结合,则在性能、油耗和污染上就都有更全面性的提升了;基本上来说,VTC强化了VTEC,一般车子走行时,VTEC根据引擎的转数不同来控制气门开机的时机与扬程,而VTC则根据转数以及负荷来连续改变进气门和排气门同时打开的时机,以便对气门做更加精确的调整。HONDA的i-VTEC指的就是这样的科技,也就是说i-VTEC是VTEC的进化版本。由于i-VTEC和VTEC技术完全相容,故2005年Honda的全车系都将搭载i-VTEC引擎。
ps:i-VTEC的“i“为Intelligent(聪明的,智慧的)缩写
接下来将介绍Honda开发的三段式VTEC...注意,这是2000年的产物...换句话说,目前的honda车系搭载的VTEC都是三段式的...
honda的三段式VTEC已经应用在全车系的引擎上了,这个机构中有三种不同正时及升程的凸轮,注意它们的尺寸也有所不同,中凸轮(快正时、高升程)如下图所示,尺寸最大;右侧凸轮(慢正时、中升程)为中尺寸;左侧凸轮(慢正时、低升程)尺寸最小。
第一段:低速,三件式的摇臂独立运作,因此左侧摇臂作动左侧的进气门,藉由左侧低升程凸轮所带动;右侧摇臂作动右侧进气门,藉由右侧中升程凸轮所带动,这两者凸轮的正时都与中凸轮(此时并没有动作)来得低。
第二段:中速,油压(图中橘色的部份)将右侧及左侧的摇臂连接在一起,这时中置摇臂仍独立运作,即然右凸轮大于左凸轮,因此这两侧的摇臂皆由右凸轮所带动,结果将使得进气门得到慢正时、中升程。
第三段:高速,如图油压将三个摇臂全都接连在一起,又由于中置凸轮最大,因此两侧气门皆由中凸轮所连接的中摇臂所带动,所以得到快正时、高升程。
详细作动如下:
三段式之VTEC之褚力分??:
三段式vetc劫???
另外,前些日子注意到有人把Toyota的VVT-i拿出来与i-VTEC比较...事实上VVT-i是没有i-VTEC先进的。
VVT-i只具有控制气门正时却没有控制扬程的功能,因此引擎只会改变吸排气的时间差但无法调整进气量...并不是丰田没有控制扬程的技术,只是无法降低扬程控制技术的成本,于是只有在toyota的一些高端车型上才看得见VVTL-i(增加了扬程控制).
特别的i-VTEC吧~ 这套系统全称为 SOHC i-VTEC!(一般的i-VTEC为DOHC)
代号为J30a的SOHC i-VTEC引擎其实原理与目前泛用 i-VTEC的K20、K24i-VTEC引擎是完全不同的,到底有什么不一样呢?
K20(K24)i-VTEC采用的是DOHC VTEC+VTC的作动式,其被称为“i“智慧的控制在于VTC系统能够不间断连续地控制凸轮轴的正时差调节汽门开启的正时,再透过VTEC系统切换摇臂油压改变凸轮的相位角,造成高低转速汽门扬程的改变,以达到精确控制汽门正时与扬程的作用。
J30 i-VTEC系统与K20(K24)的系统则是几乎完全不同,这具引擎的智慧是在于可变汽缸控制系统(VCS),透过VTEC摇臂的控制能够让引擎排气量在3.0与1.5之间切换,也就是说V6的后面三个汽缸是可以停止燃烧的,在停止燃烧的时刻VTEC系统会控制摇臂切换使凸轮空转(换句话说就是进排汽门都不会被推动),并停止供油使得引擎仅剩下三个汽缸在运转,这种状况会在高速定速或引擎低负荷时产生,不过这具引擎可是SOHC单凸的设计,因此无法装设目前K20(K24)采用的VTC系统,但如果未来能够计算出进汽门与排汽门最佳效率的公约数,以线性函数的方式设定新的VTC作动方式,说不定就会出现SOHC的VTC控制系统了!
SOHC i-VTEC的图~
事实上这套系统与性能提升并没有关系,只是达到了节省燃油的目前..堪称节能的典范~
不过BMW的Valvetronic系统确实是利用无段可变进气升程的控制,来取代原有节气阀的功能...。。。
bmw与honda是没有什么可比性的...1个是直布局,1个是v布局...v型引擎的优点在于气缸排列成一定夹角于是当活塞运行到下死点时刚和可以抵消部分往复运动的冲击力,使得引擎运转更为平稳,这也是为什么大多数高级房车引擎都使用v型布局的原因...
而bmw的工程师在较小排量(相对于V10..)偏好直列引擎,最大的原因在于直列型引擎比v型引擎的运行反应要快的多,而且他们有相当的经验来解决引擎平顺性的问题...
事实上,比较理想的应该是subaru和porsche使用的水平对卧引擎(重心低而且理论上可以完全抵消冲击力)...但不幸的是,地球这个行星是有地心引力的,这就会造成对卧引擎的活塞与下侧气缸的不当摩擦,长时间后下侧气缸会变薄...虽然这个问题要在N万公里后才会成为真正的问题,而且提升制造工艺和材质可以适当减小损耗,但它仍旧是不完美的,不是吗?
被费作 i - VTEC, 「i」是intelligent 引擎的智能化的意思 ,
i -VTEC是Honda??的技戌加上咄?樵相位角呗理性控制系靳VTC (Valiable Timing Control) 的酵合,高智能化的可??樵引擎
例如?了更容易更??地在高速公路上加速,在市?的褚路上stop&go,更??有力地爬坡。希望具有更高性能的行?,但燃料偻?蓖可能地?省。在引擎方面,?是??各肺行??件而具?各肺各?的性能。但一般在引擎的檫办上不可能?足各肺?面的需求,往往在著重於某一?重??造成另一方面的不足。同???的低排放也是一?不能不解?的疹铨。上述呃些都?左右引擎的性能,其中最重要的是,引擎燃?室吸入混合?篦,燃?後排出?篦?的valve system,理想的valve在打檫_?B?的樘度、量、和吸入端、排出端的檫晷??的晷?,光是低速和高速就是完全不相同。在呃奄第一?使valve system成?可?的就是Honda??的VTEC。作?Honda的高性能引擎技戌的核心,?哕用在各肺各?的?肺中,?了各檫拓VTEC的可能性,陪新檫办的VTC(呗理可?吸?轵??位相控制??)的酵合,完成了更先咄的新世代知能化的引擎DOHC i -VTEC。高品冱地??了「高出力」「低燃偻」「低??排放」、各肺不同的特性。