屠by亡沙漏:honda 16 valve engine

本田16气门发动机VTEC引擎介绍
一 、 前 言

V T E C 全 名 就 是 Variable valve Timing & lift Electronic Control system , 翻 成 " 电 子 控 制 可 变 气 门 正 时 " 系 统 。

目 前 全 世 界 的 自 然 吸 气 引 擎 中 ， 每 公 升 能 发 出 最 大 马 力 的 ， 非 D O H C V T E C 莫 属 。 以 日 本 上 市 的 第 六 代 C i v i c 来 说 ， 其 D O H C V T E C 引 擎 每 公 升 能 发 出 1 0 6 . 2 5 匹 马 力 。 Acura Integra type R 更 高 达 每 升 1 0 8 . 3 3 匹 的 马 力 输 出 ， 让 人 不 禁 对 H O N D A 的 引 擎 科 技 佩 服 不 已 。 接 下 来 我 们 就 来 介 绍 一 下 这 H O N D A 的 独 门 绝 活 V T E C 可 变 气 门 正 时 引 擎 ！
二 、 V T E C 引 擎 的 发 展

气 门 ：
气 门 就 是 於 汽 缸 内 控 制 著 进 、 排 气 的 阀 门 。 早 期 的 引 擎 大 多 是 每 缸 二 气 门 的 ( 四 个 汽 缸 就 有 八 个 汽 门 ， 所 以 称 为 8 V ) 。

汽 门 的 开 启 时 间 ：
既 然 汽 门 控 制 著 进 、 排 气 ， 那 汽 门 开 启 的 程 度 ( 扬 程 ) 和 时 间 ， 就 决 定 了 进 、 排 气 量 的 多 寡 。 理 论 上 ， 进 、 排 气 效 率 愈 好 的 引 擎 ， 其 输 出 功 率 愈 大 ；就 好 像 一 个 人 其 肺 活 量 愈 大 ， 其 运 动 表 现 也 较 好 一 般 。

当 引 擎 高 转 速 时 ， 汽 门 的 作 动 愈 快 ， 开 启 的 时 间 也 愈 短 ， 因 此 二 气 门 的 引 擎 高 转 速 时 就 发 生 了 进 气 量 不 足 的 情 况 ， 所以 车 厂 就 往 汽 门 的 数目 动 脑 筋 ， 发 展 出 了 每 缸 3 汽 门 ( 2 进 1 出 ， 4 缸 共 1 2 V ) 和 每 缸 4 气 门 ( 2 进 2 出 ， 4 缸 共 1 6 V ) ， 甚 至 是 每 缸 5 汽 门 ( 3 进 2 出 ) 的 引 擎 ， 以 提 高 引 擎 於 高 转 速 域 的 效 率 。

随 著材 料 科 学 的 发 展 ， 近 来的 引 擎 能 承 受的 转 速 限 制 也 愈 来 愈 高 ， 也 发 觉 了 增 加 汽 门 的 数 目 并 不 能 彻 底 解 决 问 题 ， 根 本 之 道 在 於 控 制 汽 门 开 启 的扬 程 与 时 间 ， 使 之 在 高 转 速 也 有 较 多 的 进 气 。 由 於 汽 门 的 开 启 是 由 凸 轮 轴 所 控 制 的 ， 於 是 H O N D A 想 到 ， 乾 脆 於 引 擎 高 转 速 时 就 换 一 颗 高 转 速 用 的 凸 轮 轴 不 就 得 了 ！ 所 以 ， 拥 有 两 组 可 切 换 凸 轮轴 的引 擎 V T E C 诞 生 了！

三 、 V T E C 引 擎 的 原 理 ( 以 三 段 式 V T E C “ Three Stage V T E C ” 为 例 )

V T E C 引 擎 的 构 造 ： 一 般 的 引 擎 设 计 ， 凸 轮 轴 是 直 接 控 制 汽 门 的 ； 而 在 V T E C 引 擎 中 ， 凸 轮 轴 有 多 组 ( Dual Stage V T E C 有 两 组 凸 轮 轴 ； Three Stage V T E C 则 有 三 组 凸 轮 轴 ) ， 凸 轮 轴 本 身 并 不 直 接 控 制 汽 门 ， 而 是 透 过 一 多 段 式 摇 臂 来 驱 动 汽 门 ， 此 摇 臂 内 有 二 个 受 油 压 控 制 的 插 销 ( 上 面 的 插 销 分 为 二 段 ； 下 面 的 则 分 成 三 段 ) ， 经 由 此 二 个 插 销 的 移 动 可 控 制 此 摇臂 是 分 成 多 段 移 动 还 是 整 个 移 动 。 ( 请 参 考 下 图 ) 。 以 此 原 理 来 控 制 某 转 速 下 适 合 的 凸 轮 轴 作 用 。
2、V T E C 引 擎 的 作 动 流 程 ( 请 参 考 下 图 ) ：

( 1 ) . 第 一 段 时 ， 油 压 室 内 上 下 两 段 都 没 有 油 ， 摇 臂 的 三 段 都 可 自 由 作 动 ， 但 是 摇 臂 的 中 间 部 份 因 摇 臂 的 三 段 都 是 独 立 的 ， 所 以 虽 然 中 间 高 转 速 用 凸 轮 轴 也 在 转 动 ， 却 没 有 办 法 控 制 汽 门 。 此 时 ， 两 个 进 气 门 开 启 的 扬 程 与 时 间 不 一 ( 左 边 的 进 气 门 受 左 边 的 凸 轮 控 制 ； 右 边 的 气 门 受 右 边 的 凸 轮 控 制 ) ， 是 为 了 在 汽 缸 内 产 生 涡 流 效 果 ， 促 使 燃 烧 完 全 。

( 2 ) . 第 二 段 时 ， 油 压 室 上 半 部 以 油 压 控 制 上 层 的 插 销 移 动 ， 使 摇 臂 的 最 左 部 份 和 最 右 部 份 相 连 ( 中 间 部 份 仍 是 独 立 的 ！ 所 以 位 於 中 间 的 凸 轮 仍 没 有 作 用 ) 。 此 时 ， 位 於 最 右 边 的 中 转 速 用 凸 轮 轴 开 始 作 动 ， 两 进 气 门 同 时 受 最 右 边 的 凸 轮 控 制 ， 开 启 的 扬 程 和 时 间 相 同 。
( 3 ) . 第 三 段 时 ， 油 压 室 上 、 下 部 各 以 油 压 控 制 上 、 下 两 层 的 插 销 移 动 。 如 此 ， 摇 臂 的 中 间 部 份 便 和 最 右 边 的 部 份 相 连 ， 最 右 边 的 部 份 又 和 最 左 边 的 部 份 相 连 ， 摇 臂 的 三 个 部 份 如 此 便 结 合 成 一 体 。 由 於 中 间 的 凸 轮 较 大 ， 使 其 它 两 个 凸 轮 碰 不 到 摇 臂 ， 故 此 时 两 个 汽 门 都 受 中 间 的 高 转 速 域 凸 轮 轴 控 制 。 汽 门 开 启 的 扬 程 和 时 间 都 比 第 二 段 时 为 大 。
四、VTEC引擎和其它可变气门系统的比较

1、B M W 的 V A N O S 系 统 ： B M W M 系列 所 采 用 的 V A N O S 渐 进 式 可 变 气 门 正 时 系 统 ， 其 原 理 为 将 油 压 导 入 凸 轮 轴 头 端 内 一 个 可 滑 动 的 内 齿 机 构 ， 藉 著 凸 轮 轴 往 复 位 移 关 系 ， 来 ” 无 段 ” 控 制 汽 门 提 前 开 启 。 其 优 点 是 结 构 简 单 ， 但 因 为 凸 轮 的 形 状 是 固 定 的 ， 所 以 汽 门 开 启 的 扬 程 和 时 间 并 不 会 改 变 ， 只 能 使 气 门 提 前 开 启 而 已 。 ( N I S S A N 的 N V C S 也 为 此 类 似 的 设 计 )
2、ROVER 的 VVC 系 统 ： 利 用 偏 心 轴 原 理 ， 在 凸 轮 轴 的 顶 端 装 置 了 被 动 轮 与 较 小 的 驱 动 轮 ， 而 以 齿 棒 连 接 驱 动 轮 旋 转 外 衬 的 齿 牙 ， 并 以 油 压 驱 动 齿 棒 ， 以 改 变 驱 动 轮 与 被 动 轮 的 圆 心 偏 移 植 ， 造 成 两 凸 轮 轴 间 的 转 动 角 度 差 ， 达 到 提 早 开 启 进 气 门 以 及 延 迟 关 闭 进 气 门 的 双 重 效 果 及 高 转 速 时 增 加 进 气 量 的 目 的 。 但 牵 涉 到 每 缸 点 火 时 间 不 同 的 问 题 ， 目 前 只 能 用 在 四 缸 引 擎 中 的 进 气 门 上 。 说 出 来 会 吓 你 一 跳 ， V V C 引 擎 的 进 气 系 统 有 五 根 凸 轮 轴 。
3、综 合 上 述 ， V T E C 引 擎 能 调 整 汽 门 的 扬 程 与 开 启 时 间 ， 却 无 法 ” 无 段 ” 以 达 成 最 顺 畅 的 调 整 值 ； V A N O S 可 无 段 调 整 ， 却 只 能 让 汽 门 提 前 开 启 ； V V C 引 擎 能 无 段 地 调 整 汽 门 开 启 的 扬 程 与 时 间 ， 却 结 构 复 杂 。 或 许 ， 就 像 古 人 所 说 ” 有 一 好 没 两 好 ” 。 但 就 目 前 来 说 ， 仍 应 属 V T E C 最 有 效 率 。