VTEC系统简述VTEC

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VTEC系统
VTEC系统全称是可变气门正时和升程电子控制系统，是本田的专有技术，它能随发动机转速、负荷、水温等运行参数的变化，而适当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，其进气凸轮轴上分别有三个凸轮面，分别顶动摇臂轴上的三个摇臂，当发动机处于低转速或者低负荷时，三个摇臂之间无任何连接，左边和右边的摇臂分别顶动两个进气门，使两者具有不同的正时及升程，以形成挤气作用效果。此时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、车速以及水温等参数送到电脑中，电脑对这些信息进行分析处理。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。
　　普通的发动机在制造出来后，配气相位和气门升程就固定不变了，无法适应不同转速下发动机对进排气的需求。因此，传统的发动机设计人员在考虑凸轮轴型线时都采用折衷方案，既要照顾高速也要考虑低速。但是这种综合考虑的设计方案在某种程度上限制了发动机的性能，已远远不能满足现在车用发动机的要求。因此，人们希望能够有这样一种发动机，其凸轮型线能够适应任何转速，不论在高速还是低速都能得到最佳的配气相位。于是，可变配气相位控制机构应运而生。在可变配气相位控制机构中比较有代表性的便是本田公司的VTEC系统。
　　本田公司在1989年推出了自行研制的“可变气门正时和气门升程电子控制系统”，英文全“Variable Valve Timing and Valve Lift Electronic Control System”，缩写就是“VTEC”，是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程等两种不同情况的气门控制系统。本田的VTEC发动机一直是享有“可变气门发动机的代名词”之称，它不只是输出马力超强，它还具有低转速时尾气排放环保、低油耗的特点，而这样完全不同的特点在同一个发动机上面出现，就因为它在一支凸轮轴上有多种不同角度的凸轮。
　　与很多普通发动机一样，VTEC发动机每缸有4气门（2进2排）、凸轮轴和摇臂等，但与普通发动机不同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法。中、低转速用小角度凸轮，在中低转速下两气门的配气相位和升程不同，此时一个气门升程很小，几乎不参与进气过程，进气通道基本上相当于两气门发动机，但是由于进气的流动方向不通过气缸中心，故能产生较强的进气涡流，对于低速，尤其是冷车条件下有利于提高混合气均匀度、增大燃烧速率、减少壁面激冷效应和余隙的影响，使燃烧更加充分，从而提高了经济性，并大幅降低了HC、CO的排放；而在高转速时，通过VTEC电磁阀控制液压油的走向，使得两进气摇臂连成一体并由开启时间最长、升程最大的进气凸轮来驱动气门，此时两进气门按照大凸轮的轮廓同步进行。与低速运行相比，大大增加了进气流通面积和开启持续时间，从而提高了发动机高速时的动力性。这两种完全不同性能表现的输出曲线，本田的工程师使它们在同一个发动机上实现了，并且形象地称之为 “平时的柔和驾驶”与“战时的激烈驾驶”。
　　但是VTEC系统对于配气相位的改变仍然是阶段性的，也就是说其改变配气相位只是在某一转速下的跳跃，而不是在一段转速范围内连续可变。为了改善VTEC系统的性能，本田不断进行创新，推出了i-VTEC系统。
　　简单地说，i-VTEC系统是在VTEC系统的基础上，增加了一个称为VTC（Variable timing control“可变正时控制”）的装置——一组进气门凸轮轴正时可变控制机构，即i-VTEC=VTEC+VTC。此时，排气阀门的正时与开启的重叠时间是可变的，由VTC控制，VTC机构的导入使发动机在大范围转速内都能有合适的配气相位，这在很大程度上提高了发动机的性能。
　　典型的VTC系统由VTC作动器、VTC油压控制阀、各种传感器以及ECU组成。VTC作动器、VTC油压控制阀可根据ECU的信号产生动作，使进气凸轮轴的相位连续变化。VTC令气门重叠时间更加精确，保证进、排气门最佳重叠时间，可将发动机功率提高20%。
　　VTC机构的导入，使得气门的配气相位能够“智能化地”适应发动机负荷的改变。VTC在发动机运转过程中配合VTEC系统的作用主要运用在三个方面。
　　1、最佳怠速/稀薄燃烧区域：
　　在此区域内，VTC系统停止作用，此时气门重叠角最小，由于VTEC的作用，产生强大的涡流，从而使发动机怠速工作稳定。
　　2、最佳油耗、排气控制区域
　　在此区域内，VTEC发挥作用，产生强大的涡流，从而使可燃混合气混合更加均匀，同时VTC的作用使气门重叠角加大，将部分废气重新吸入气缸，起到了EGR的作用，以此达到最佳油耗和排气控制。
　　3、最佳扭矩控制区域
　　在此区域内，通过VTC的控制，以最适当的气门重叠角，同时配合VTEC系统的作用，使得发动机的输出扭矩最大限度地提高。
　　另外，i-VTEC发动机采用进气歧管在前，排气歧管在后的布置。排气歧管缩短了长度，也就是缩短了与三元催化器之间的距离，使三元催化器更快进入适当的工作温度，能有效控制废气排放。由于发动机启动后i-VTEC系统就进入状态，不论低转速或者高转速VTC都在工作，也就消除了原来VTEC系统存在的缺陷。
综上所述，由于i-VTEC系统中VTC机构的导入，使得发动机的配气相位能够柔性地与发动机的负荷相匹配，在发动机的任何工况下，都能找到最佳的配气相位，以最佳的气门重叠角，实现中、低速时低油耗、低排放，高速时高功率、大扭矩，这就象按照人类大脑的要求那样进行控制，因此被形象地称之为“智能化”VTEC.



VTEC机构中的凸轮有3个，它们的线型不同。高速凸轮位于中央叫中间凸轮，它的升程最大；另2个低速凸轮，凸轮较高的一个叫主凸轮，较低的一个叫次凸轮。与这3个凸轮相对应的摇臂分别为中间摇臂、主摇臂和次摇臂，2个气门分别安装在主、次摇臂上。在3个摇臂内有一孔道，内装有正时活塞，A、B同步活塞和定位活塞。每个汽缸的2个进气门上都装有这样一套VTEC机构。
  VTEC控制系统由传感器、控制部分和执行部分组成，如图3所示。执行部分由VTEC机构中的凸轮、摇臂和同步活塞等组成。控制部分由发动机ECM电控组件、VTEC电磁阀、VTEC压力开关等组成。在发动机运转过程中，各传感器不断地向ECM输入转速、负荷、车速以及水温信号。由ECM判断何时改变气门正时和升程。当转换条件符合后，ECM操纵VTEC电磁阀打开油路，使从机油泵输出的压力油推动同步活塞把3个摇臂连锁起来，实行VTEC气门正时和升程变动，以改变进气量，增加发动机功率。如果转换条件不符合，ECM将VTEC电磁阀断电，切断油路，不实行VTEC控制。
  VTEC控制系统的工作可分为低速状态和高速状态两个工作过程。

⑴.低速状态
  发动机在低速运转时，凸轮轴油道内设有机油压力，活塞在回位弹簧的作用下处于左端，这时A、B两同步活塞正好处于主摇臂和中间摇臂内，3个摇臂各自独立运动，互不干涉。这时的2个进气门分别由主、次凸轮驱动，主摇臂驱动主气门，次摇臂驱动副气门。由于主凸轮升程长，因而气门开度大，次凸轮升程短而使气门开启很小，因而进入发动机汽缸的混合气也相对少。中间摇臂虽然受中间凸轮驱动，但对气门动作无影响。因此，发动机在低速时，VTEC不起作用。

⑵.高速状态
  在图1中，主摇臂上装有一正时板，当正时板卡入正时活塞时，活塞无法移动，而随着发动机转速的升高，当达到转换条件时，压力油注入凸轮轴油道内，正时板移出，在气门关闭时使摇臂正时，油压便推动正时活塞移动，也推动A、B同步活塞克服回位弹簧弹力逐渐贯穿3个摇臂。当正时板卡入正时活塞的第2道环后，发动机进入VTEC工作状态。这时活塞贯穿3个摇臂使3个摇臂同时动作。由于高速凸轮升程高，由高速凸轮驱动的2个进气门的开启时间及升程均增加。VTEC作用结果，发动机在高速状态，延长进、排气门同时开启的“气门重叠”时间，使发动机功率和扭矩得到提高。
  而当发动机转速下降时，油压降低，凸轮轴孔内的机油开始卸荷，正时活塞在回位弹簧作用下回位，3个摇臂又脱离连接而各自独立运动。



i-vtec
　　i-vtec.系统是本田公司的智能可变气门正时系统的英文缩写，最新款的本田轿车的发动机已普遍安装了i-vtec系统。本田的i-vtec系统可连续调节气门正时，但不能调节气门升程。它的工作原理是：当发动机由低速向高速转换时，电子计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，这样，在压力的作用下，小涡轮就相对于齿轮壳旋转一定的角度，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，达到连续调节气门正时的目的。
　　HONDA车系列中最为人津津乐道的应该是那套名为“VTEC”系统及后来的i－VTEC系统。
　　VTEC系统的全名是“Variable Valve Timing and Lift Electronic Control”，中文翻译过来就是“可变气门相位及升程控制系统”，VTEC机构最早出现在1989年，发明者叫松泽健一，车型是“型格”INTEGRA（DA6） XSi和 RSi：
　　本田的VTEC引擎一直是享有"可变气门引擎的代名词"之称，它不只是输出马力超强，它还强调低转速能有排气标准环保又低油耗的特点，而这样完全不同的特点在同一具引擎上面发生， 就因为它在一支凸轮轴上有2种，甚至於3种不同角度的凸轮(凸轮)，中.低转速用小角度凸轮，高转速时，就再切换成高角度的凸轮，所以才有两种完全不同性能表现的输出曲线而同一颗引擎上发生，但是就因为这样的特性，它也种下VTEC被批评成"stage"式的可变气门引擎!本田的工程师把它VTEC分成"平时驾驶"与"战时的激烈驾驶"，所以在引擎转速的最两侧，都有被消费者们喜欢或抱怨的两极看法存在，这也是VTEC引擎长期在网上倍受争议的原因之一! 而Toyota的VVTL-i发表之后，VTEC的技术已经受到严厉的挑战，几个月后，本田发表的i-VTEC于加入"可连续性"变化的正时与重叠角的设计，配合原本的VTEC机置，使i-VTEC也跟VVTL-i一样达到"近似"完美的可变气门引擎!
　　VTEC如何切换凸轮(凸轮)的机置，在此voliron已不必多说，i-VTEC多的就是在VTEC引擎上加入VTC=valve overlap control，从名字就可以看出来，它也利用到跟VANOS与VVT-i类似的方式来"连续式"地转动凸轮轴的开与关，所以就达到了所谓的"气门重叠角的控制"，这就是进.排气阀门的正时与开启的重叠时间的可变是由油压控制的VTC，使凸轮轴转动些角度(向右，向左)，进而提早或延迟去驱动到valve的开或关的时间，这跟VVT-i中的controller有一样的功能!
　　就这样的原理，i-VTEC也跟VVTL-i一样的组合出"可连续性"变化的气门正时与气门重叠时间，"2-stage" 改变升程的可变气门机构於引擎的进气端与排气端；而i-VTEC身上也用上S2000一样的金属正时链条，而为了进一步改善低转速扭力，与高转速时更有效率与直接的换气，i-VTEC也加上可变进气歧管为标准装置，其中编号:K20C的引擎将在下一代的integra上使用，排气量2.0升的它有220ps的马力(日规)，海外版也有200hp的性能输出!而STREAM上用的K20A，虽然也是"DOHC"的iVTEC，但是它只使用"进气端"有可变气门装置，也有2.0升154匹马力的性能(BMW的320i是150hp)更难能可贵的是，这颗i-VTEC引擎，2.0升居然有14.2km/L的低油耗实力，提前符合2010年才要施行的油耗效率(fuel efficiency)，而排放的废气标准也远远低过LEV的低空污标准!
　　丰田是VVT-I 本田有VTEC和VTEV-I 起亚是CVVT
　　上面有四种东西简单的介绍一下:
　　丰田的VVT-I和本田的VTEC还有起亚的CVVT都是可变气门正时功能只是叫法不一样,主要原理是提前打开进气门和延迟关闭排气门,为什么要这样?这样可以提高发动机的低速扭力,对于高转速帮助不大.
　　现在说本田的VTEV-I他在有了上述功能后还有了气门行程升降的功能,由于发动机转速高对空气进气量的要求也高,也就是说发动机大约在3500左右进排气门的行程加大,以便使发动机得到更多的空气,制造更多的动力.所以本田的VTEV-I理论上比其他的要先进.兼顾了高低转速的需要,由于他是纯机械式的,没有象宝马和其他车厂是使用电子控制所以在世界上还是比较先进的了.雅阁2.4是VTEV-I 雅阁3.0是VTEV 所以得出结论本田的VTEC-I在你列出来中是最好的. 现在目前最好的可变气门正时系统是宝马760的是无段式的.被公认为全球最先进的发动机。

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VTEC系统是一种先进的发动机气门管理系统，广泛应用于现代汽车中。该系统通过智能控制气门开启时间，提高发动机性能。VTEC系统能根据车辆行驶状态调整气门升降时机，优化进气量，从而提高发动机功率和扭矩，并降低燃油消耗。此外，VTEC系统还能减少排放污染物，提升驾驶体验。简而言之，VTEC系统通过智能调控气门工作，实现发动机性能的优化和提升。