VTEC
VTEC系统全称是可变气门正时和升程电子操纵系统,是本田的专有技术,它能随发动机转速、负荷、水温等运行参数的转变,而适本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,其进气凸轮轴上别离有三个凸轮面,别离顶动摇臂轴上的三个摇臂,当发动机处于低转速或低负荷时,三个摇臂之间无任何连接,左侧和右边的摇臂别离顶动两个进气门,使二者具有不同的正时及升程,以形成挤气作用成效。现在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、车速和水温等参数送到电脑中,电脑对这些信息进行分析处置。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内顶动活塞,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。
"VTEC"为英文"Variable Valve Timing and Lift Electronic Control Sys tem"的缩写,中文意思为"可变气门正时及升程电子操纵系统"。
一般汽车发动机每缸气门组只由一组凸轮驱动,而VTEC系统的发动机却有中低速用和高速用两组不同的气门驱动凸轮,并可通过电子控制系统的自动操纵,进行自动转换。
采用VTEC系统,保证了发动机中低速与高速不同的配气相位及进气量的要求,使发动机无论在何速率运转都达到动力性、经济性与低排放的统一和极佳状态。
下面将给大家详细介绍一下本田的VTEC发动机技术
发动机的性能往往是各方面性能的集中表现。好的发动机的设计应该是在低速时可以发出强劲的扭矩,在高速时可以发出强大的功率。发动机某些部件的设计将会影响发动机工作的状况,比如压缩比、气门的数目、进气歧管调整机构和排气管的体积和长度等,但是这些都没有凸轮轴的设计对发动机性能的影响大。
凸轮轴,在它上面有许多蛋状圆形突出的部分,它的作用就是在适当的时候开启和关闭发动机气缸的阀门。凸轮轴看起来并不是一个很特别的东西,但是它却可以称的上是发动机的心脏,对凸轮轴的外廓形状和其初始转角的位置哪怕是微小的改变,都会使发动机的运转将会出现完全不同的另一种状况。
在决定凸轮轴的设计之前,工程师必需知道什么样的车采用什么样的发动机。很显然,为牵引机车设计的发动机需要在低速时能够发出大的扭矩,为运动型跑车设计的发动机需要在高速时有更大的功率输出。变速比、传动装置和车重都是我们在选择一个凸轮轴所必需考虑的因素。不正确的使用凸轮轴,不仅会
使汽车性能变差,加速无力,行动迟缓,而且还很耗油,任何人驾驶这种车都将是一件痛苦的事情,正确的设计和使用凸轮轴,驾驶对我们来说就会是一件愉快的事情了。
很难想象,一根看似结构简单的凸轮轴就可以在低速时让发动机发出大扭矩,在高速时可以让发动机发出高的功率。也有些厂家利用可变凸轮定时机构来使发动机达到这种性能。为了在低转速使时可以得到较大的转矩,此时的凸轮转角相对于机轴会有一个相对提前的角度,这样气门就会比正常情况下提前一段时间关闭,增大气缸的压力,从而达到增加转矩的目的。而在高速时,凸轮轴就会相对于机轴有一个时间延迟,气门比正常情况延迟一段时间关闭,可以增加发动机的效率,从而达到增加功率的目的。可变凸轮正时机构可以解决这个问题,但是本田已经跨越了这一步,并到了一个更好的办法。
本田对这种高性能发动机的解决方法就是采用了一种叫做VTEC的技术。VTEC发动机是每缸4气门(2进2排)、凸轮轴和摇臂等,不同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法。是世界上第一个能同时操纵气门开闭时刻及升程等两种不同情形的气门操纵系统。通过运算机操纵的气门正时和气门升程系统,能够大大提多发动机的燃烧效率和性能。本田公司在它的几乎所有的车型当中都利用了VTE C技术,从高性能跑车S2000到混和动力汽车INSIGHT,都采纳了VTEC技术。在国内生产的98款雅阁轿车中的、、三款发动机也均采纳了VTEC技术,与同排量的发动机相较,性能都有所提高。
VTEC的设计就好像采用了两根不同的凸轮轴似的,一根用于低转速,一根用于高转速,但是VTEC发动机的不同之处就在于将这样两种不同的凸轮轴设计在了一根凸轮轴上。
本田发动机进气凸轮轴中,除了原有控制两个气门的一对凸轮(主凸轮和次凸轮)和一对摇臂(主摇臂和次摇臂)外,还增加了一个较高的中间凸轮和相应的摇臂(中间摇臂),三根摇臂内部装有由液压控制移动的小活塞。
发动机低速时,小活塞在原位置上,三根摇臂分离,主凸轮和次凸轮分别推动主摇臂和次摇臂,控制两个进气门的开闭,气门升量较少,情形好像普通的发动机。虽然中间凸轮也推动中间摇臂,但由于摇臂之间已分离,其它两根摇臂不受它的控制,所以不会影响气门的开闭状态。
发动机达到某一个设定的高转速时,电脑即会指令电磁阀启动液压系统,推动摇臂内的小活塞,使三根摇臂锁成一体,一起由中间凸轮c驱动,由于中间凸轮比其它凸轮都高,升程大,所以进气门开启时间延长,升程也增大了。
当发动机转速降低到某一个设定的低转速时,摇臂内的液压也随之降低,活塞在回位弹簧作用下退回原位,三根摇臂分开。
整个VTEC系统由发动机电子控制单元(ECU)控制,ECU接收发动机传感器(包括转速、进气压力、车速、水温等)的参数并进行处理,输出相应的控
制信号,通过电磁阀调节摇臂活塞液压系统,从而使发动机在不同的转速工况下由不同的凸轮控制,影响进气门的开度和时间。
本田的VTEC发动机技术已经推出了十年左右了,事实也证明这种设计是可靠的。它可以提高发动机在各种转速下的性能,无论是低速下的燃油经济性和运转平顺性还是高速下的加速性。可以说,在电子控制阀门机构代替传统的凸轮机构之前,本田的VTEC技术在目前可以说是一种很好的方法。
VVT--i
VVT—i.系统是丰田公司的智能可变气门正时系统的英文缩写,最新款的丰田轿车的发动机已普遍安装了VVT—i系统。丰田的VVT—i系统可持续调剂气门正时,但不能调剂气门升程。它的工作原理是:当发动机由低速向高速转换时,电子运算机就自动地将机油压向进气凸轮轴驱动齿轮内的小涡轮,如此,在压力的作用下,小涡轮就相关于齿轮壳旋转必然的角度,从而使凸轮轴在60度的范围内向前或向后旋转,从而改变进气门开启的时刻,达到持续调剂气门正时的目的。
气门可变驱动机构
发动机的进气门和排气门的开启开始与关闭终止的时刻,通常以曲轴转角来表示,称为配气相位。由于发动机工作时的转速很高,四冲程发动机的一个工作行程仅需千分之几秒,这么短促的时刻往往会
引发发动机进气不足,排气不净,造成功率下降。因此,设计师为了解决这一个问题,一样发动机都采纳延长进,排气门的开启时刻,增大气体的进出容量以改善进,排气门的工作状态,藉以提多发动机的性能。
从配气相位图上可以看出活塞从上止点移到下
止点的进气过程中(绿),进气门会提前开启
(α)和延迟关闭(β)。当发动机作功完毕,
活塞从下止点移到上止点的排气过程中(桔),
排气门会提前开启(γ)和延迟关闭(δ)。
十分明显,这种延长气门开启时间的做法,必然
会出现一个进气门和排气门同时开启的时刻,配
气相位上称为“重叠阶段”,可能会造成废气倒
流。这种现象在发动机的转速仅1000转以下的
怠速时候最明显(怠速工作下的“重叠阶段”时
间是中等速度工作条件下的7倍)。这容易造成
怠速工作不畅顺,振动过大,功率下降等现象。
尤其是采用四气门的发动机,由于“帘区”值
大,“重叠阶段”更容易造成怠速运转不畅顺的
现象。设计师为了消除这一缺陷,就以“变”对
“变”,采用了“可变式”的气门驱动机构。
可变式气门驱动机构确实是在发动机急速工作时减少气门行程,缩少“帘区值”,而在发动机高速工作时增大气门行程,扩大“帘区值”,改变“重叠时期”的时刻,使发动机在高转速时能提供壮大的马力,在低转速时又能产生足够的扭力。从而改善了发动机的工作性能。现代轿车发动机上的气门可变驱动机构能依照轿车的运行状况,随时改变配气相位,改变气门升程和气门开启的持续时刻,它们的凸轮轴,凸轮轴上的凸轮和气门挺杆等元件是能够变更的。
发动机上的气门可变驱动机构能够通过两种形式实现,一种是凸轮轴和凸轮可变系统,确实是通过凸轮轴或凸轮的变换来改变配气相位和气门升程;另一种是气门挺杆可变系统,工作时凸轮轴和凸轮不变更,气门挺杆,摇臂或拉杆靠机械力
或液压力的作用而改变,从而改变配气相位和气门升程。丰田VVT-i发动机
近年生产的丰田轿车,多数装配了标注有“VVT-i”字样的发动机,通过商业宣传,很多人已经明白VVT-i这一新名词,但它的具体内容却鲜为人知。VVT是英文缩写,全称是“Variable Valve Timing”,中文意思是“可变气门正时”,由于采纳电子操纵单元(ECU)操纵,因此丰田起了一个好听的中文名称叫“聪慧型可变气门正时系统”。该系统要紧操纵进气门凸轮轴,又多了一个小尾巴“i”,确实是英文“Intake”(进气)的代号。这些确实是“VVT-i”的字面含义了。
VVT-i是一种操纵进气凸轮轴气门正时的装置,它通过调整凸轮轴转角配气正时进行优化,从而提多发动机在所有转速范围内的动力性、燃油经济性,降低尾气的排放。
VVT-i系统由传感器、ECU和凸轮轴液压控制
阀、控制器等部分组成。ECU储存了最佳气门
正时参数值,曲轴位置传感器、进气歧管空气
压力传感器、节气门位置传感器、水温传感器
和凸轮轴位置传感器等反馈信息汇集到ECU
并与预定参数值进行对比计算,计算出修正参
数并发出指令到控制凸轮轴正时液压控制阀,
控制阀根据ECU指令控制机油槽阀的位置,也
本田s2000就是改变液压流量,把提前、滞后、保持不变
等信号指令选择输送至VVT-i控制器的不同
油道上。
VVT-i系统视操纵器的安装部位不同而分成两种,一种是安装在排气凸轮轴上的,称为叶片式VVT-i,丰田PREVIA(大霸王)安装此款。另一种是安装在进气凸轮轴上的,称为螺旋槽式VVT-i,丰田凌志400、430等高级轿车安装此款。二者构造有些不一样,但作用是相同的。
叶片式VVT-i控制器由驱动进气凸轮
轴的管壳和与排气凸轮轴相耦合的叶轮
组成,来自提前或滞后侧油道的油压传
递到排气凸轮轴上,导致VVT-i控制器
管壳旋转以带动进气凸轮轴,连续改变
进气正时。当油压施加在提前侧油腔转
动壳体时,沿提前方向转动进气凸轮轴;
当油压施加在滞后侧油腔转动壳体时,
沿滞后方向转动进气凸轮轴;当发动机
停止时,凸轮轴液压控制阀则处于最大
的滞后状态。
螺旋槽式VVT-i控制器包括正时皮带
驱动的齿轮、与进气凸轮轴刚性连接的
内齿轮,以及一个位于内齿轮与外齿轮
之间的可移动活塞,活塞表面有螺旋形
花键,活塞沿轴向移动,会改变内、外
齿轮的相位,从而产生气门配气相位的
连续改变。当机油压力施加在活塞的左
侧,迫使活塞右移,由于活塞上的螺旋
形花键的作用,进气凸轮轴会相对于凸
轮轴正时皮带轮提前某个角度。当机油
压力施加在活塞的石侧,迫使活塞左移,
就会使进气凸轮轴延迟某个角度。当得
到理想的配气正时,凸轮轴正时液压控
制阀就会关闭油道使活塞两侧压力平
衡,活塞停止移动。
此刻,先进的发动机都有“发动机操纵模块”(ECM),统管点火、燃油喷射、排放操纵、故障检测等。丰田VVT-i发动机的ECM在各类行驶工况下自动搜寻一个对应发动机转速、进气量、骨气门位置和冷却水温度的最正确气门正时,并操纵凸轮轴正时液压操纵阀,并通过各个传感器的信号来感知实际气门正时,然后再执行反馈操纵,补偿系统误差,达到最正确气门正时的位置,从而能有效地提高汽车的功率与性能,尽可能减少耗油量和废气排放。(2001年6月9日)
汽车引擎揭密:可变气门技术大比拼
短短一年内,在引擎可变技术方面有相当资深实力的BMW与Honda车厂又有惊人之举,可是,更令人眼睛一亮的是在这两家发表新引擎之前呢, Toyota车厂于去年全新改款的'01 Celica身上搭载一颗新设计的VVTL-i引擎,这颗引擎可不同于之前的VVT-i引擎喔!.....VVTL-i比VVT-i多了个"L",到底有何先进?有何冲破呢?仍是天下引擎一大抄呢?!而Honda去年末推出的STREAM车上,用的确实是新一代i-VTEC引擎,它可跟S2000上的VTEC不同,那有何不同
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