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无法忘记的地上之星 本田VTEC技术(上)

发布时间:2012年04月30日 06:44 | 进入汽车论坛 | 来源:互联网 | 手机看视频


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[XCAR 原创 技术]

作为近代的本田车上最为常见的科技,VTEC技术可能是大家最多见的一种发动机配气科技――事实上今天绝大部分的本田车型都配备了这种技术。在国内人们对车的要求更多是为了家用,是否省油也是一项重要的挑选指标,所以在国内本田使用的VTEC衍生版本只关乎节油,以至于,那些使用VTEC技术的强力发动机所配备的车型也从未正式在我国内地市场销售过。而国内的车迷对于VTEC曾给本田带来的那些荣光,我们或者知之甚少,或者深觉遥不可及。

看着本文的题目点进来的读者可能会存在疑问,“无法忘记的地上之星”,这句话可能褒美之意溢于言表,这么一款几乎现在所有本田民用车都有的技术能值得如此褒奖?或许您花费一点时间读完本文之后会有不一样的感受。事实上,早些年本田在民间的辉煌,近乎完全始于这种技术。

VTEC是什么?

从字面意义上来讲,“VTEC”这个字是英文Variable valve Timing andlift Electronic Controlsystem的缩写,也就是可变气门正时和气门升程电子控制系统的意思。这是一种本田技研工业开发的用于四冲程内燃机的可变配气系统。也是世界上首个此类系统。后世出现的同类的系统包括三菱的MIVEC系统、斯巴鲁的AVCS系统、丰田的VVT-i和VVTL-i技术、宝马的VANOS系统和Valvetronic系统、保时捷的Variocam和VarioCamPlus系统、日产的NeoVVL和VVEL系统、奥迪的AVS系统等等。而这里需要特别说明的是,在VTEC技术发布后比较短时间所发布的技术,包括丰田的VVT-i、保时捷的Variocam和宝马的VANOS等,都仅仅具有可变气门正时功能,而不具有对于功率的提升效果更为明显的调整气门升程功能。

如果说近年来新锐的缸内直喷算是相当古老的技术的话(详见注1),那么以本田的VTEC为代表的一系列可变气门技术对于四冲程活塞式内燃机而言,则是之前从未出现过的科技。VTEC这项由本田的开发工程师,松泽健一先生所发明的科技,可以说给20世纪末的汽车业界带来了革命性的改变。不同于现时下很多资料所指出的,VTEC实际上最初的设计目标在于在有限的排量下榨取尽可能大的马力,提供达到甚至超过100ps/L的高额升功率,并在同时保持车辆的日常走行的便利性,高性能诉求显而易见。而在之后的岁月中所做出的一系列设计改变则才是纯粹为了提高车辆的燃油经济性。

采用VTEC技术的节气门构造与常规节气门构造的比较

可以说从这个角度讲,VTEC算是很特殊的一种科技――1970年代的石油危机爆发导致油价上涨到之前不可想象的水平,并再没回落到早年间的低水平之后,民用车辆上很少出现单纯为了提高单位功率输出的技术。VTEC技术的关键在于气门的升程“可变”,实现的方式是通过在凸轮轴上采用不同以往的设计,本田的工程师们在每个气门的凸轮轴上设置了两颗凸轮,这两颗高低和开启角度都不同的凸轮分别负责着不同转速下的气门开启角度。同时,也在凸轮和气门之间加入了两组摇臂,藉由发动机的机油压力的变化来控制哪一组摇臂进行工作,达到切换摇臂的转速的瞬间,两组在低转速下可以独立运转的摇臂被紧紧联结在一起,共同由高角度的那颗凸轮控制,借此提高气门的开启角度,让引擎释放全数的动力(也就是俗称的“开TEC”动作)。

VTEC的主要构造(本图摄自F20C型发动机)

这样的设计相当于让民用发动机拥有了一组更高角度的(类似赛车发动机角度)凸轮轴,可以在高转速域下达到更大的气门开启角度,吸入更多空气进入燃烧室达成更有力的燃烧,藉此让引擎在日常使用的较低转速下保持通常的燃油经济性和较容易控制的特性。同时(直接使用高角度凸轮轴会导致较高的怠速转速,在民用发动机供油系统不够强力的情况下,更可能导致怠速不稳现象),达成高转速域下的更高马力输出。

具备VTEC技术的节气门的工作示意图

注1:缸内直喷技术最早在1930年代初由戴姆勒-奔驰发明,并于1935年开始运用于开始试做和小批量先行生产的DB601A1型33.9L排量,倒V12缸四冲程自然吸气汽油发动机,但此型发动机并非用于当时的任何汽车,而是应用于各类军用飞机和封闭航道用竞速飞机。最初搭载于MesserschmittBf109A型试做战斗机。由DB601系列发动机发展出的同样具有缸内直喷系统的DB603和DB605系列发动机被广泛运用于在1930年代末至二次大战败战之前的各型德国空军军用飞机之上。稍后出现的容克斯Jumo210G型19.7L排量倒V12机械增压发动机亦装备了由Lichte博士所开发的缸内直喷系统。

世界首台缸内直喷发动机,戴姆勒-奔驰DB601A型发动机

缸内直喷技术在汽车上的首次运用则是战后的1955年的奔驰300SL,这款传奇车型的发动机使用了博世方面提供的直喷技术。而后除了美国的AMC和福特公司在1970年代的少量运用之外,缸内直喷技术很少出现在汽车领域。近年来缸内直喷技术在汽车上的大规模使用则始于三菱,1996年三菱的GDI直喷技术开始被应用于一部分4G93型发动机上。1997年,日产Leopard开始使用VQ30DD型直喷发动机。1998年,丰田发布了使用其D-4直喷系统的1AZ-FSE发动机,并用于当年的Avensis。1999年,雷诺发布了其直喷科技车型,同年,标致雪铁龙、现代、沃尔沃则向三菱购买了其GDI技术的使用权。而直到2000年,大家耳熟能详的大众FSI技术才诞生,运用在当时的lupo之上。

VTEC鼻祖之DOHCVTEC――B16A型发动机(1

技术的豪华是必须要有一个好的并且成功的产品来证明,而这一实用化的成品也就是1989年4月19日发布的IntegraRSI(DA6)和IntegraXSI(DA6/DA8),这两款不同配置的Integra首次搭载了使用VTEC技术的B16A型自然吸气发动机。自此开始,B16A发动机开始取代之前在1980年代末本田小排量发动机当中显赫一时的同为1.6L排量的ZC型成为新一世代的本田小排量发动机的性能标杆。

本田史上首台VTEC车,Integra RSI(DA6)

而在稍后的1989年9月22日发布的车体更轻的CR-X SiR(EF8)思域SiR/SiRII(EF9)更是把B16A发动机捧上了神坛。而从此之后,先前堪称千六排量标杆之作,几乎统治了1980年代的这一排量赛事的丰田4A-GE发动机(记得豆腐车AE86吗?AE86以及后继的AE92、AE101、AE101一直是用这发动机的)就一直生存在本田的阴影之下,退到了跟随者的位置。

同为1989年发布的CR-X SiR(EF8),首批搭载B16A发动机的车型中的最强

B16A发动机采用DOHC配气结构,搭配上VTEC机构,也就是所谓DOHCVTEC型发动机,坊间俗称“大TEC”(还有与之相对的“细TEC”,也就是SOHCVTEC发动机,我们后面的篇幅会介绍到)。缸内结构方面,B16A发动机一改之前的同排量的ZC发动机的小口径大冲程的竖长方形缸体形状,改为更利于高转速马力发挥的扁长方形缸体形状,缸径81.0mm,冲程77.4mm,实际排量1595cc,压缩比10.2:1,具备160ps/7600rpm的最大马力和152.0Nm/7000rpm的最大扭矩,红线转速高达8100rpm,升功率达到100ps/L水平(配备于自动挡车型的出力水平则稍低,最大马力为150ps/7100rpm,最大扭矩150Nm/6000rpm,升功率未达100ps/L水平),这一表现可以说是就算到了今天也值得称赞。更何况这是发生在距离今天足足22年之前的事情。

B16A型DOHC VTEC发动机

而同时代的丰田CorollaLevin(AE92)的4A-GE发动机才只有140ps最大马力,就算是其顶级GT-Z型号的带有机械增压装置的4A-GZE发动机也才达到165ps最大马力而已!而欧洲的产品则更为不堪,堪称欧洲钢炮不朽名作的标致205GTi的排量大出了400cc的XU9J型2.0L发动机才只有120ps而已。而我们还需要提到的一个事实是,就算是刚刚发布的丰田86/斯巴鲁BR-Z所搭载的具有全新世代的D-4S缸内直喷技术的FA20型引擎也才达到200ps最大马力而已,升功率也是100ps/L。所以对于22年前B16A靠着DOHCVTEC技术达到的水平,我们恐怕不得不报以极大的赞叹。

VTEC鼻祖之DOHCVTEC――B16A型发动机(2

但这还不是结束,本田对从1991年下半年开始生产的B16A型发动机进行了进一步的改良,活塞形状经过微调后,压缩比上升至10.4:1,配合更为优化的ECU控制程序,动力微幅上升,达到最大马力170ps/7800rpm,最大扭矩156.9Nm的水平,红线转速8200rpm,(自动挡版本则为155ps/7300rpm最大马力和153.0Nm/6500rpm最大扭矩,红线转速7700rpm),升功率在当时冠绝全球(在量产自然吸气发动机当中)。而后世极其出名的,被视作思域TYPE-R在1997年8月出现前最强思域的EG6(第五代思域中的SiR和SiRII型号的车架代号)正是使用的这款改良后的B16A发动机。

第二版B16A发动机,动力升至170ps

而除了标准的B16A之外,这台发动机还有着其他一些变种型号,包括早期出口欧洲市场的B16A1型,规格与早期第一版日规版本几乎毫无区别,但最大马力稍低,仅有150ps最大马力,1992-1993年换上了和第二版B16A相同的OBD1尾气自检系统;B16A2型则是1992年之后的北美和欧洲用出口版本,性能和规格第一版B16A毫无区别,只不过红线起始转速稍低,为8000rpm。B16A3是美规CivicdelSol(EG2)的专用发动机(不是日规EG2哦,日规EG2也是使用第二版B16A的),性能与第一版B16A相同。B16A4则是用于东南亚和澳洲、新西兰等地区的CivicSiR(EK4)上的变种,性能与第二版B16A完全相同。B16A6是用于南非和中东地区的变种,规格与第一版B16A型号相同。

什么叫点背?这款CorollaLevin(AE92,也就是著名的AE86的后继车),充分演绎了这个词,遇到各类HONDA,她算是结结实实的撞上了一堵石墙

而除了享有首台VTEC发动机的殊荣之外,B16A也可能是本田的高性能VTEC发动机当中产品寿命周期最长的两台之一(另一款则是末代的红头K20A),从1989年下半年发布,到1999年年末随着第六代思域的SiR型号(EK4)的停产而终止量产,这台发动机足足陪伴着本田和诸多车迷走过了十年的光景。虽然B16A发动机相比之后出现的那些红头发动机们,在用料和制造装配的精度上有所不如,只能说是高性能化的一款动力装置,而不是准赛车级别。

思域SiRII(EG6),被视作TYPE-R版本车型出现前最强思域的家伙

但可以说,B16A发动机是本田早年间所有荣耀的开端,凭借着这款发动机带来的强大动力,再加上当时的思域以及Integra和CR-X等一系列其底盘基础上的衍生车型轻盈的车身重量以及贴地性极佳的前后双摇臂悬挂,本田走上了其对各类小排量赛事的称霸之路。年龄大一点的车迷可能会记得,曾经一度,在这个级别,本田是根本没有对手的,本田的对手就只有本田自己。这是一个会被车迷们永远记得的高性能神话的开端。也许B16A还不够强大,不够成熟,但我想,B16A的意义就在于此――她是一切的开端。

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  • 本田: 本田(honda)汽车公司全称为“本田技研工业股份有限公司”,其前身是本田技术研究所,建于1948年9月,创始人是传奇式人物本田宗一郎。公司总部在东京,雇员总数3万人左右,并且先后建立了本田美国公司、本田英国公司。 来自:互动百科