日本汽车发动机所采用 的新技术
本田发动机 VTEC
VTEC是本田开发的先进
发动机技术，也是世界上 第一个能同时控制气门开 闭时间及升程两种不同情 况的气门控制系统。VTE C（Variable Valve Timin
g and Valve Life Electro nic Control System）的
工作原理
• 根据发动机ECU的指令，当凸轮轴正时控制阀位于图（a） 所示时，机油压力施加在活塞的左侧，使得活塞向右移动。 由于活塞上的旋转花键的作用，进气凸轮轴相对于凸轮轴 正时带轮提前某一角度。 当凸轮轴正时控制阀位于图（b） 位置时，活塞向左移动，并向延迟的方向旋转。进而，凸 轮轴正时控制阀关闭油道，保持活塞两侧的压力平衡，从 而保持配气相位，由此得到理想的配气正时。 提高充气效 率是提高发动机动力性能的重要措施。除了增Байду номын сангаас以外，合 理选择配气相位且能随发动机转速不同而变化，以及利用 进气的惯性及谐振效应是提高充气效率的重要途径。 进气 惯性及谐振效应是随着发动机转速、进气管长度及管径大 小的变化而变化。在不同转速下，进气管长度应有所不同， 方能获得良好的进气惯性效应。并且，只有采用可变配气 相位，可变进气系统才能适应不同发动机转速下的要求， 才能较全面地提高发动机性能。
小型、轻量、高功率
如上所述，新发动机在保 持同C系列发动机气缸体 尺寸不变的情况下，用相 同的缸心距增大了排量， 同的缸心距增大了排量， 尽管采用了各种防出噪音 的措施，重最仍然比C240 减轻7 kg，比同样排量的4 BA 1减轻70kg，成功地进 行了大幅度的轻化。这是 由于对结构进行分析而减 轻了气缸体、轴承盖、连 杆、曲轴的重量。
结构原理
• 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iVTEC=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。
意思“可变气门配气相位和 气门升程电子控制系统”。 与普通发动机相比，VTE C发动机所不同的是凸轮 与摇臂的数目及控制方法， 它有中低速用和高速用
两组不同的气门驱动凸轮，并可通过电 子控制系统的调节进行自动转换。通过 VTEC系统装置，发动机可以根据行驶 工况自动改变气门的开启时间和提升程 度，即改变进气量和排气量，从而达到 增大功率、降低油耗及减少污染的目的。 目前本田车型都使用i-VTEC(智能可变 气门配气相位和气门升程电子控制系统)， i-VTEC技术作为本田公司VTEC技术的 升级技术，其不仅完全保留VTEC技术 的优点，而且加入了当今世界流行的智 能化控制理念。
改善发动机的性能
主要体现在以下几方面：能兼顾高 速及低速不同工况，提高发动机的 动力性和经济性；降低发动机的排 放；改善发动机怠速及低速时的性 能及稳定性。
偏置曲轴技术
• 曲轴偏置等于活塞偏置,这 是曲柄连杆机构的一种形 式。即活塞往复运动所在 的轴线的延长线不经过曲 轴中心 • 热力学上：可以使燃烧更 充分 • 机械学上减少活塞的侧推 力,同时也会改良在低速/ 低载情况时的燃烧提高热 效率，大大减少做功冲程 时活塞与汽缸壁的摩擦 • 优化排放
丰田发动机 VVT-i
VVT-i是Variable Valve Timingintelligent的缩写，它代表的含 义就是智能正时可变气门控制 系统。这一装置提高了进气效 率，实现了低、中转速范围内 扭矩的充分输出，保证了各个 工况下都能得到足够的动力表 现。另一个先进之处在于全铝 合金缸体带来的轻量化，不仅 减小了质量，也降低了发动机 的噪声。可变配气正时 可变配 气正时控制机构的主要目的是 在维持发动机怠速性能情况下， 改善全负荷性能。这种机构是 保持进气门开启持续角不变， 改变进气门开闭时刻来增加充 气量。
启动性能
• 五十铃公司在小型柴油机 起动系统方面，接连不断 地开发新系统，如快速起 动系统QOS和UQOS，在本 发动机上，又新开发了快 速起动系统QOSII，供直喷 式用。本来无需预热就能 很好起动的直喷式发动机， 由于增加了这种系统，在 一25℃时，在10秒钟内就 能起动，具有与轿车柴油 机相同的起动性能。起动 性能的比较示于右图。
电子式节气门
作用：控制发动机的进气 流量，决定发动机的运行 工况驾驶员通过加速踏板 改变节气门开度调节发动 机的充量达到发动机输出 功率的目的，而电子节气 门是在加速踏板的附近安 装一个加速踏板传感器， 在驾驶员踏加速踏板时只 需提交踏板的位置信息即 可，提高了汽车的燃油经 济性。
五十铃发动机
• 低嗓音 作为1^'2吨级以货运为主， 在闹市区行驶频繁的车用 发动机，应按柴油机轿车 标准，大幅度降低车内外 从惰转到全负荷高速运转 从惰转到全负荷高速运转 的噪音。以轿车用各种柴 油机和4BC2直喷式发动机 的技术为基础，从分析主 要零部件结构开始，对各 种分析技术运用自如，进 行了设计和实验。
• 新型ELF车用发动机的噪 音比C系列发动机低，其 全负荷噪声强度示于右 图。采取的措施有，选 用重量轻、刚度高的气 缸体和曲轴，在直喷式 发动机和2吨上采用同步 传动2.5升和2.8升发动机 由于采用直喷式，使曲 轴、活塞等主要部件以 改进设计实现了小型和 减轻重量，并力求减少 摩擦力，比同一等级的 涡流室式发动机在大幅 度地提高燃油经济性方 面获得成功。
可变进气歧管技术
• 09款City装载的1.8L发动机采用 了VIM（Variable-length Intake Manifold）可变进气歧管技术， 该技术可以使发动机在不同转 速下具有不同进气路径，从而 满足发动机在不同工况下对进 气量的不同需求。在发动机低 转速时，为了提高发动机的功 率输出，此时采用较短的进气 路径。采用可变进气歧管技术 的目的是优化发动机整个转速 范围内的扭矩曲线的同时改善 加速性能和响应性，从而使发 动机在不同工况的动力性、燃 油经济性和排放水平达到和谐、 统一。