在體驗過本田高轉VTEC開啟時的暴躁加速和獨特聲音後,許多朋友往往都會被此吸引而無法自拔,因此本田的粉絲一直也流傳着 “VTEC is the best”這個口号。但是你知道本田引擎所獨有的VTEC到底是什麼技術,為何會這麼獨特呢?
VTEC是什麼
VTEC是Variable Valve Timing and Valve Lift Electronic Control System的縮寫,全稱為“可變氣門正時和升程電子控制系統”。這是由本田在1989年自行研發并推出,是全球首個能同時控制氣門開閉時間及升程的氣門控制系統。搭載VTEC系統的引擎不僅在高轉速區輸出更強的馬力,同時低轉速時又能保證燃油經濟性并兼顧環保。
對于車輛引擎來說,其配氣相位與氣門升程受到凸輪軸輪廓設計的限制而固定不變,往往不能很好的适應引擎不同轉速下對于進排氣的需求,想要同時兼顧高低轉區間,就需求采用折中的凸輪軸輪廓設計,但其結果就是雖然能做到一定的兼顧性,但卻無法為不同轉速區提供最好的性能。而為了盡可能讓引擎在各轉速區間都能達到更好的性能,VVT可變氣門正時和VVL可變氣門升程這類可變配氣相位控制機構應運而生,在這些系統之中最具有代表性的,就是由本田研發的VTEC系統。
VTEC的組成
作為本田的獨有專有技術,VTEC系統能随引擎轉速/負荷/水溫等運行數據的變化,來調整配氣正時和氣門升程,讓引擎在高/低轉速下均能達到最高效率。控制系統主要由電子控制部分、執行部分,和傳感器所組成,其中電子控制部分包括ECU和VTEC電磁閥,執行部分包括凸輪、搖臂和活塞等,傳感器部分則包括引擎轉速/車速和冷卻液溫度傳感器等。
與其他常見引擎一樣,搭載VTEC系統的引擎每個氣缸擁有4氣門(2進和2排),進排氣凸輪軸與搖臂等設定也基本一緻,而不同地方在于凸輪與搖臂的數量及控制方法。最大的差别在于VTEC系統中的進氣凸輪軸上分别有三個凸輪面,分别頂動搖臂軸上的三個搖臂,當引擎處于低轉速或低負荷時,三個搖臂之間相互分離,左右搖臂分别頂動兩個進氣門讓兩個氣門具有不同的正時及升程。當轉速不斷提高時,各傳感器将轉速/車速/負荷及水溫等數據傳遞給電子控制系統,當需要變換為高速模式時通過VTEC電磁閥控制液壓油的走向,使得兩進氣搖臂連成一體并由開啟時間最長,升程最大的進氣凸輪來驅動氣門,此時兩個進氣門按照大凸輪的輪廓同步進行。
VTEC的好處
通常,想要增加自然吸氣引擎的動力,就需要從配氣系統入手,最有效的手段之一就是使用高角度凸輪軸達到更大的氣門開啟角度,使得其在高轉速域下吸入更多空氣進入燃燒室達成更有力的燃燒。但高角度凸輪軸隻有在高轉速區間才能獲得最佳的工作效率,反而在低轉區間卻會帶來更多負面影響,比如會出現怠速不穩及容易熄火等問題,因此搭配了高角度凸輪軸的引擎往往會采用更高的怠速和來穩定引擎的運轉。但對于絕大部分的民用車輛來說,這樣的設定反而會得不償失,因為低轉速區間燃燒效率降低,同時不充分的燃燒還會增加燃油消耗和污染物的排放。
而VTEC系統的出現則很好的解決了這個問題,由于VTEC系統對于氣門的獨特控制能力,其中低轉速下兩個氣門的配氣相位與升程不同,在吸氣時因空氣流速不同在氣缸内産生較強的進氣渦流,低速及冷車條件下有利于提高混合氣的均勻度并增加燃燒效率,更加充分的燃燒可提高燃油經濟性,并大幅降低有害氣體的排放。
在引擎進入高轉速區時,VTEC系統會讓開啟時間最長,升程最大的進氣凸輪來控制氣門,能夠極大的增加進氣流量,配合噴油量的增加從而提高引擎高速時的馬力輸出。特别是對于偏向高轉發力特性的本田經典引擎來說,動辄八九千轉甚至萬轉的引擎轉速對于進氣量的需求是極大的,如果沒有VTEC的加持是顯然無法滿足其需要。
正因為VTEC很好的綜合了低轉速與高轉速區間的不同配氣需求,因此能兼顧不同工況下的經濟性和性能需求,日常駕駛時能保持良好的燃油經濟性和環保需求,但在高轉區時VTEC的開啟又能激發高角度凸輪軸帶來馬力增加特性。因此也無怪乎VTEC開啟時帶來的極強感官刺激,成為了“VTEC is the best”這句話的最好印證。
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