[摘 要] 发动机排量与燃油经济性往往是发动机动力性与燃油经济性的一对矛盾面，VCM则是解决这一矛盾的有效手段。文章主要介绍本田VCM管理系统的基本思想、工作原理及其实现方法。
[关键词] 发动机；变缸管理；原理；实现
[作者简介] 邓辉明，福建船政交通职业学院汽车系讲师，研究方向：汽车电子技术，福建 福州，350007
[中图分类号] U464 [文献标识码] A [文章编号] 1007-7723（2012）11-0033-0002
随着社会对节约能源和减少车辆排放的日益重视，大排量发动机需要采用一些更先进、更合理的技术来解决节约能源和减少车辆排放的问题。对于大排量的发动机来说，采用变缸管理技术就是一种切实可行的方案。通过变缸管理，可以让车辆在一些不需要大功率运行时
以较小的排量进行车辆的驱动，在需要大功率运行时以大排量的方式进行车辆的驱动。目前，主要汽车生产商如大众、本田、别克、奔驰等纷纷推出自己的变缸管理系统，即所谓的汽车汽缸VCM（Variable Cylinder Management）系统。本文就本田雅阁3.5L排量发动机的变缸管理系统来阐述VCM系统的工作原理。
一、基本工作原理
本田雅阁3.5L发动机是一款V6的发动机，根据发动机工况需要，它既可以6气缸同时工作，也可以“变身”为直列3缸发动机或者V型4缸发动机。也就是说，它具有3缸、4缸和6缸三种工作模式，从而达到发动机动力性和燃油经济性这一矛盾因素都能达到最佳。在发动机启动时，为了尽快进入到正常工作温度以及发动机启动初期缸体的各个部分均匀加热，发动机会启动所有的6个汽缸来运行。在车辆加速或者低挡位爬山时，为了满足发动机以最大功率或者最大扭矩的动力需要，此时，发动机以6缸工作模式工作。当车辆处于中低速的定速巡航或者发动机低负荷需求，以及车辆处于怠速状态下，VCM系统关闭发动机一
侧的三个汽缸来完成从V6发动机到直列3缸发动机工作模式的切换，此时，这台3.5L发动机的实际工作排量只有1.75L。在中等加速、高速巡航和缓坡行驶时，VCM系统关闭发动机每一列气缸的一个气缸的工作，将发动机从V6或者直列3缸的工作模式，转变成V形4缸的工作模式。通过这种对发动机在不同工况下改变工作排量的灵活控制， 3.5L VCM发动机相对比于3.0L发动机，在燃油经济性上甚至还降低了7%。因此，VCM技术的运用使得3.5L的发动机达到车辆按需分配的目的，既保证车辆在特殊路面时的动力性，又可保证在普通路面下行驶时的经济性。
二、变缸的实现方法
VCM系统通过对节气门开度、车速、发动机转速、发动机机油压力、催化转化器的温度、自动变速箱档位以及其他相关的环境因素进行数据分析，确定根据当前的工作环境启用相应的3缸、4缸或者6缸工作模式。工作模式的切换主要是VCM通过本田发动机的i-VTEC系统以及燃油喷射系统来完成的。i-VTEC系统负责控制气缸的进排气门是否能正常开启或关闭气门，而燃油喷射系统则负责切断或恢复气缸的燃油供给（此时，非工作缸的火花塞会继续点火，以尽量降低火花塞的温度损失，防止气缸重新投入工作时因不完全燃
烧造成火花塞油污）。i-VTEC系统管理气门的机构如图1所示，气门管理机构采用专用的一体式滑阀，该这些滑阀与缸盖内的摇臂轴支架一样起着双重作用。根据系统电子控制装置发出的指令，滑阀会有选择地将油压导向特定气缸的摇臂。然后，该油压会推动同步活塞，实现摇臂的连接和断开。如果VCM系统判断发动机变缸，那么VTEC系统会被命令率先调整点火正时、线控节气门的开度以方便气缸开、闭能够平稳过渡，然后VCM通过VTEC系统向电子控制装置发出的指令，使与缸盖内的摇臂轴支架一样起着双重作用的滑阀有选择地将油压导向特定气缸的摇臂同步活塞，完成对摇臂的连接和断开的控制，从而达到对进、排气门的运行与停止的控制。同时，燃油控制系统会自动恢复、切断这些特定气缸的燃油供给。例如， VCM系统认为当前工况下发动机应以V4的工作模式进行工作，前排气缸组中的最右侧气缸及后排气缸组的最左侧气缸的气门管理机构将状态如图1中的B所示，此时这两个气缸的进排气门不参加工作。同时，这两个气缸的燃油供给被切断，以节省油耗、减少排放，并防止气缸内积炭。若系统认为应该转变成6缸工作模式，则所有气缸的气门管理机构将处于如图1中A所示的状态。
三、怠速和低速工况平稳控制
为了使发动机在怠速和低速工况下发动机运转尽可能平稳，VCM系统的控制策略采用了在3缸工作模式下，后排气缸组被停止工作，发动机转变为直列3缸；在4缸工作模式下，前排气缸组的左侧和中间气缸正常工作，后排气缸组的右侧和中间气缸正常工作，发动机转变为V4。这样可以尽可能使发动机在怠速和低速工况下发动机运转平稳，不致于出现明显的怠速转速波动。
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