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教你了解VTEC發(fā)動機技術(shù)
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出處：pcauto
責任編輯：robert
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| [02-9-8 17:32]
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作者：陳金華
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"VTEC"為英文"Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System"的縮寫，中文意思為"可變氣門正時及升程電子控制系統(tǒng)"。
一般汽車發(fā)動機每缸氣門組只由一組凸輪驅(qū)動，而VTEC系統(tǒng)的發(fā)動機卻有中低速用和高速用兩組不同的氣門驅(qū)動凸輪，并可通過電子控制系統(tǒng)的自動操縱，進行自動轉(zhuǎn)換。
采用VTEC系統(tǒng)，保證了發(fā)動機中低速與高速不同的配氣相位及進氣量的要求，使發(fā)動機無論在何速率運轉(zhuǎn)都達到動力性、經(jīng)濟性與低排放的統(tǒng)一和極佳狀態(tài)。
下面將給大家詳細介紹一下本田的VTEC發(fā)動機技術(shù)
發(fā)動機的性能往往是各方面性能的集中表現(xiàn)。好的發(fā)動機的設(shè)計應該是在低速時可以發(fā)出強勁的扭矩，在高速時可以發(fā)出強大的功率。發(fā)動機某些部件的設(shè)計將會影響發(fā)動機工作的狀況，比如壓縮比、氣門的數(shù)目、進氣歧管調(diào)整機構(gòu)和排氣管的體積和長度等，但是這些都沒有凸輪軸的設(shè)計對發(fā)動機性能的影響大。
凸輪軸，在它上面有許多蛋狀圓形突出的部分，它的作用就是在適當?shù)臅r候開啟和關(guān)閉發(fā)動機氣缸的閥門。凸輪軸看起來并不是一個很特別的東西，但是它卻可以稱的上是發(fā)動機的心臟，對凸輪軸的外廓形狀和其初始轉(zhuǎn)角的位置哪怕是微小的改變，都會使發(fā)動機的運轉(zhuǎn)將會出現(xiàn)完全不同的另一種狀況。
在決定凸輪軸的設(shè)計之前，工程師必需知道什么樣的車采用什么樣的發(fā)動機。很顯然，為牽引機車設(shè)計的發(fā)動機需要在低速時能夠發(fā)出大的扭矩，為運動型跑車設(shè)計的發(fā)動機需要在高速時有更大的功率輸出。變速比、傳動裝置和車重都是我們在選擇一個凸輪軸所必需考慮的因素。不正確的使用凸輪軸，不僅會使汽車性能變差，加速無力，行動遲緩，而且還很耗油，任何人駕駛這種車都將是一件痛苦的事情，正確的設(shè)計和使用凸輪軸，駕駛對我們來說就會是一件愉快的事情了。
很難想象，一根看似結(jié)構(gòu)簡單的凸輪軸就可以在低速時讓發(fā)動機發(fā)出大扭矩，在高速時可以讓發(fā)動機發(fā)出高的功率。也有些廠家利用可變凸輪定時機構(gòu)來使發(fā)動機達到這種性能。為了在低轉(zhuǎn)速使時可以得到較大的轉(zhuǎn)矩，此時的凸輪轉(zhuǎn)角相對于機軸會有一個相對提前的角度，這樣氣門就會比正常情況下提前一段時間關(guān)閉，增大氣缸的壓力，從而達到增加轉(zhuǎn)矩的目的。而在高速時，凸輪軸就會相對于機軸有一個時間延遲，氣門比正常情況延遲一段時間關(guān)閉，可以增加發(fā)動機的效率，從而達到增加功率的目的�？勺兺馆喺龝r機構(gòu)可以解決這個問題，但是本田已經(jīng)跨越了這一步，并找到了一個更好的辦法。
本田對這種高性能發(fā)動機的解決方法就是采用了一種叫做VTEC的技術(shù)。VTEC發(fā)動機是每缸4氣門（2進2排）、凸輪軸和搖臂等，不同的是凸輪與搖臂的數(shù)目及控制方法。是世界上第一個能同時控制氣門開閉時間及升程等兩種不同情況的氣門控制系統(tǒng)。通過計算機控制的氣門正時和氣門升程系統(tǒng)，可以大大提高發(fā)動機的燃燒效率和性能。本田公司在它的幾乎所有的車型當中都使用了VTEC技術(shù)，從高性能跑車S2000到混和動力汽車INSIGHT，都采用了VTEC技術(shù)。在國內(nèi)生產(chǎn)的98款雅閣轎車中的2.0、2.3、3.0三款發(fā)動機也均采用了VTEC技術(shù)，與同排量的發(fā)動機相比，性能都有所提高。
VTEC的設(shè)計就好像采用了兩根不同的凸輪軸似的，一根用于低轉(zhuǎn)速，一根用于高轉(zhuǎn)速，但是VTEC發(fā)動機的不同之處就在于將這樣兩種不同的凸輪軸設(shè)計在了一根凸輪軸上。
本田發(fā)動機進氣凸輪軸中，除了原有控制兩個氣門的一對凸輪（主凸輪和次凸輪）和一對搖臂（主搖臂和次搖臂）外，還增加了一個較高的中間凸輪和相應的搖臂（中間搖臂），三根搖臂內(nèi)部裝有由液壓控制移動的小活塞。
發(fā)動機低速時，小活塞在原位置上，三根搖臂分離，主凸輪和次凸輪分別推動主搖臂和次搖臂，控制兩個進氣門的開閉，氣門升量較少，情形好像普通的發(fā)動機。雖然中間凸輪也推動中間搖臂，但由于搖臂之間已分離，其它兩根搖臂不受它的控制，所以不會影響氣門的開閉狀態(tài)。
發(fā)動機達到某一個設(shè)定的高轉(zhuǎn)速時，電腦即會指令電磁閥啟動液壓系統(tǒng)，推動搖臂內(nèi)的小活塞，使三根搖臂鎖成一體，一起由中間凸輪c驅(qū)動，由于中間凸輪比其它凸輪都高，升程大，所以進氣門開啟時間延長，升程也增大了。
當發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低到某一個設(shè)定的低轉(zhuǎn)速時，搖臂內(nèi)的液壓也隨之降低，活塞在回位彈簧作用下退回原位，三根搖臂分開。
整個VTEC系統(tǒng)由發(fā)動機電子控制單元（ECU）控制，ECU接收發(fā)動機傳感器（包括轉(zhuǎn)速、進氣壓力、車速、水溫等）的參數(shù)并進行處理，輸出相應的控制信號，通過電磁閥調(diào)節(jié)搖臂活塞液壓系統(tǒng)，從而使發(fā)動機在不同的轉(zhuǎn)速工況下由不同的凸輪控制，影響進氣門的開度和時間。
本田的VTEC發(fā)動機技術(shù)已經(jīng)推出了十年左右了，事實也證明這種設(shè)計是可靠的。它可以提高發(fā)動機在各種轉(zhuǎn)速下的性能，無論是低速下的燃油經(jīng)濟性和運轉(zhuǎn)平順性還是高速下的加速性。可以說，在電子控制閥門機構(gòu)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的凸輪機構(gòu)之前，本田的VTEC技術(shù)在目前可以說是一種很好的方法。
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