廣州本田3.5L VCM發動機技術詳解

   時間:2014-03-11 11:13:30
廣州本田3.5L VCM發動機技術詳解簡介
     在廣州本田重裝推出的第八代雅閣車型中,有一款搭載3.5LVCM發動機的車型。該3.5LVCM發動機採用了V6置式,並且具有3,4,6缸三種工作模……
廣州本田3.5L VCM發動機技術詳解正文
  

在廣州本田重裝推出的第八代雅閣車型中,有一款搭載3.5LVCM發動機的車型。該3.5LVCM發動機採用了V6置式,並且具有3,4,6缸三種工作模式。簡單點說,這台3.5L發動機,既可以作為V6發動機工作,也可以同時根據發動機工況需要,“變身”為直列3缸發動機或者V型4缸發動機。



VCM發動機

藉助這三種不同的工作模式,VCM系統能夠細緻地因地制宜發動機的工作排量,使其隨時與動力環境的要求保持同步,大大提高了燃油經濟性。同時還可以滿足同一部發動機在必要時對最高性能的要求。通常,這兩點對常規發動機來說是幾乎無法共存的。

在發動機啟動,加速或者抵擋位爬山時,發動機會啟動所有的6個汽缸來運行,這樣主要是為了滿足發動機啟動初期缸體的各個部分加熱均勻,或者是滿足動力輸出的需求。此時,發動機可以以最快速度滿足最大功率或者最大扭矩的動力需要。

假如當車輛處於中低速的定速巡航或者發動機低負荷需求時(怠速狀態下),VCM系統會通過控制VTEC系統關閉發動機一側的三個汽缸的進,排氣以及供油來完成從V6發動機到直列3缸發動機工作模式的切換。此時,這台3.5L發動機的實際工作排量只有1.75L。

在中等加速、高速巡航和緩坡行駛時,發動機將會用4個氣缸來運轉。此時,VCM系統會僅僅保持發動機每一列三個汽缸中最靠近遠端的兩個汽缸的正常工作狀態,相對靠近中心那個汽缸則會被關閉。

通過這種對發動機在不同工況下改變工作排量的靈活控制,這一代雅閣所搭載的3.5LVCM發動機相對於上一代雅閣所搭載的3.0L發動機,在燃油經濟性上甚至還降低了7%。不過,以上說明的僅僅是工作效果,下面,筆者將對VCM系統的工作原理做更深一步的說明。

1、VCM系統是如何通過VTEC系統對發動機進行汽缸的開、閉操作的?



單側三缸的VTEC系統和控制搖臂開閉的油壓閥門總成

首先,在VCM系統對發動機進行變缸操作前,會對節氣門開度、車速、發動機轉速、自動變速箱擋位以及其它相關的環境因素進行數據測算,以便判斷是否應當根據當前的工作環境來啟用相應的3缸或者4缸工作方案。此外,該系統還會額外確定發動機機油壓力是否支持VCM系統進行工作模式的切換,以及在發動機進行變排量操作后,催化轉化器的溫度是否仍會保持在適當範圍內。在這一個步驟內,VCM系統先後針對環境因素,動力需求以及環保這三個方面的條件在瞬間完成是否變缸工作的判斷。

如果VCM系統判斷發動機變缸,那麼VTEC系統會被命令率先調整點火正時、線控節氣門的開度以方便氣缸開、閉能夠平穩過渡。然後VCM通過VTEC系統向電子控制裝置發出的指令,使與缸蓋內的搖臂軸支架一樣起著雙重作用的滑閥有選擇地將油壓導向特定氣缸的搖臂同步活塞,完成對搖臂的連接和斷開的控制,從而達到對進、排氣門的運行與停止的控制。同時,燃油控制模塊會自動恢復、切斷這些特定氣缸的燃油供給。

簡單點說,這套VCM系統的工作過程就好比是一個槓桿機構,當VCM系統工作的時候,就好比抽走了槓桿下面的“支點”,這樣這個槓桿就不會再做“蹺蹺板”的動作了,也就是說,汽車發動機的氣門就不再工作了,從而達到了關閉氣缸的目的。當然,想讓發動機的某個氣缸重新工作,那就只需要把“支點”再給重新裝上就可以了。

2、如果個別汽缸在特定情況下不工作,是否會造成發動機的磨損不均勻?

不會,發動機少數汽缸停止工作,僅僅是進,排氣門以及燃油供給系統停止工作。但發動機的活塞依然處於正常運轉狀態。在整個工作過程中,發動機各個缸內的零件磨損狀況是一樣的。至於搖臂磨損和汽缸零件在不同溫度下磨損程度的不同則是非常微小可以忽略的。

同時,筆者需要補充一個細節:在該款發動機處於3缸或者4缸任何一種工作狀態之下時,非工作缸的火花塞會繼續點火,以保證火花塞的溫度會在氣缸重新投入工作時可以達到工作要求,並防止汽缸內殘餘的油氣混合物造成火花塞油污,而導致點火效率下降。

3、在其他的汽車品牌之內,是否還有類似的發動機變排量技術?



發動機變排量

左圖:Dodge車型上所採用的5.7LHEMI發動機,不過值得注意的是,該發動機採用了底置凸輪軸設計。右圖:HEMI發動機控制單側汽缸開,閉的閥門。

通用的5.3LV8引擎配備了通用自己的DOD,排量可變系統,該系統的工作原理依靠一個特殊設計的氣門頂桿來完成,依靠油壓的有無,來控制這個氣門頂桿的閉合。

在美國的GM集團,克萊斯勒集團以及德國的賓士公司手中,也擁有和本田公司相類似的變排量技術,不過具體如何達到變排量的效果,各個公司的技術原理依然有所不同。在以上三家公司里,只有美國的GM集團所採用的HEMI技術(變排量技術)和本田公司所採用的VCM技術相似程度最大。

但是,本田與其他所有的競爭對手有所區別的一點是,本田VCM系統著重應用於中等排量的V6發動機上;但它競爭者的可變排量技術都是應用於更大排量的V8,甚至V12發動機上,並且只有4/8(V8),8/12(V12)等兩種可變排量的選擇。從民用和推廣的角度來講,本田的VCM技術更加具有實用性。

4、VCM系統工作效果如何

靈敏度:在發動機處於非6缸工作狀態下,儀錶板上會有一盞“ECO”燈亮起來提示駕駛者:當前發動機處於3缸或者4缸的“偷懶”工作方式。當駕駛者把油門踩下深一些,想要獲得較大的動力輸出時,“ECO”燈馬上就會熄滅,同時發動機的動力會源源不斷地從后推背而來。假如駕駛者把油門踏板鬆開持續1-3秒的時間后,“ECO”燈又會亮起。可以說,VCM系統是一個相當實用的技術,並不是一個用來“顯擺”的花架子。

平順度:根據筆者親自試駕3.5L車型的經驗,無論該款VCM發動機如何在3,4,6缸之間的工作狀態中切換,筆者都無法感覺到氣缸開閉之間的停頓或者是震顫。可以說,VCM系統對本田來說還是相當成熟的一個技術。


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