汽车“黑科技”简史(2) ——有VTEC的精神
VTEC是本田开发的可变阀门技术,是英语可变阀门定时和可变阀门提升电子控制系统的缩写,10多年前尾部标记了VTEC的混动。VVT、C-VTC等可变阀门技术的汽车运用已经很常见了,但不能动摇本田VTEC的车迷传奇地位。
对于广大本田粉来说,世界上没有像VTEC开张那样能打动人心的声音。一度在香港,每当VTEC特有的声波在街上回响时,当地警方就会意识到,与疾控党的斗争即将开始。(威廉莎士比亚,温斯顿,)。
小的创新,大的变化
正如人跑步时需要大口呼吸一样,高速运转的引擎也需要清爽的呼吸。理想情况下,为了控制阀门开闭,在阀门上安装各种形状的凸轮是最有效的。当然,这样做的成本也提高了。(大卫亚设)。
但是成本问题永远不能成为发动机开发中最大的阻力,有本田这样的工程师主导的企业。本田的技术人员在1989年参考了自己摩托车上的REF技术,制造出了第一台VTEC,用于市售车型。
在结构上,VTEC使用两组不同形状的凸轮,分别对应高速和低速速度。VTEC的传感器实时监控发动机速度和驾驶员油门踏板深度。发动机转速低时由低速凸轮控制阀门热,此时排气机构阻力小,发动机驱动排气机构消耗的动力也少,发动机表现出较好的经济性。
低速阀由低速凸轮轴控制
当发动机处于高速或驾驶员加速时,VTEC切换高速凸轮控制阀。高速的情况下,进气阻力成为发动机最大阻力的来源,因此此时提高阀门打开度可以直接减少发动机的进气阻力,同时发动机获得足够的空气,突出更好的动力。
独一无二的FUNTEC
VTEC不仅在提高发动机效率方面非常突出,VTEC转换高速凸轮后发动机的动力特性和声波特性完全不同,因此具有非常高的可再生性,本田VTEC后,各厂商都开发了自己的可变阀门技术,但没有VTEC那么有吸引力。今天的本田技术研究在品牌意义上特别强调FUNTEC,字面意思是“愉快的技术”,其中最值得称赞的是VTEC。
VTEC在汽车发展史上具有划时代的意义,但第一代VTEC发动机较低。
速时动力差的问题却不容忽视。最早采用VTEC技术的是本体那B16A发动机,该机搭载于1989年发售的本田Integra上,发动机最大功率160马力/7600rpm、最大扭矩150N·m/7000rpm,这样的动力参数在当时非常可观,但发动机的动力输出却明显偏向高转速输出,在日常通勤中,低速的绵软足以让人抓狂。
虽然在B16A之后,本田在1998年进化出了传奇B16B,并凭借该发动机一举奠定了思域TYPE R(EK9 TYPE R)在车坛的地位,但这也仅仅是本田B系列发动机在运动性上的终极提升。为兼顾性能与生活,本田还需要拿出更加全面的产品。
本田EK9 TYPE R
进一步迭代的i-VTEC
在初代VTEC问世二十多年后,本田在原来VTEC的基础上增加了连续气门正时调节功能,这就是i-VTEC。2000年,采用i-VTEC的本田K系列发动机问世。相对于初代VTEC,i-VTEC的主要特点是既可以调整气门的升程,又可以调节气门正时。
本田L15B2发动机(搭载于2014款飞度)进气凸轮轴齿轮的正时调节机构
得益于连续可变气门正时的加入,i-VTEC解决了气门调节不够连续的问题,i-VTEC发动机能在不同的转速下为发动机提供更优化的进气方案。而在机械结构方面,i-VTEC滚子轴承式气门摇臂解决了其他品牌发动机需要定期调节气门间隙的问题。
更重要的是,根据不同性能的本田发动机,i-VTEC在系统结构于性能上有很大差异。例如,8代本田思域的R18Z发动机与著名的本田K20C,虽然两者都用了i-VTEC技术,但前者偏家用,后者偏赛道,i-VTEC在两台发动机上的结构差异很大,作用的效果也截然不同。
涡轮增压时代的VTEC TURBO
VTEC本质上是为了优化发动机进气而生,而涡轮增压器可以暴利的将空气塞进气缸里,因此,在十代思域搭载的1.5T涡轮增压发动机上,再也没有了VTEC的身影。在这个涡轮增压唱主角的时代,VTEC的光芒似乎正在黯淡,但是,在本田全新的VTEC TURBO发动机上,VTEC依然充当着重要角色,这一次,VTEC的主要任从优化进气变为了优化排气。
冠道的K20C3发动机采用了排气侧VTEC,与之相同的还有十代雅阁的L15BN发动机(1.5T高功率版车型搭载)
众所周知,在涡轮增压发动机上,涡轮叶片需要靠废气吹动,而在低转速情况下,废气能量较低,此时涡轮增压发动机等同于自然吸气发动机。而在本田VTEC TURBO涡轮增压发动机上,排气端的VTEC可根据发动机转速来控制排气门升程,增加废气排放时的动能,这使得本田VTEC TURBO发动机的涡轮能在更低转速下介入,增加发动机的动力,并减少涡轮迟滞。
但稍有遗憾的是,在VTEC TURBO发动机上,曾经迷人的VTEC声浪再也无处寻的,但对于车企而言,不留恋于过去的辉煌,拥抱新趋势并不断进行技术迭代才是拥抱未来的正确姿势。
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