VCM工作原理

為了提高配裝5速自動(dòng)變速箱的V6發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率，采用了新一代的本田VCM。這是VCM首次應(yīng)用在非混合動(dòng)力的雅閣車(chē)型上。以前的VCM系統(tǒng)是在3缸與4缸工作模式間切換的，與此不同的是，雅閣VCM系統(tǒng)能夠在3缸、4缸和全6缸工作模式間切換。

在車(chē)輛起步、加速或爬坡等任何需要大功率輸出的情況下，該發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)把全部6個(gè)氣缸投入工作。在中速巡航和低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷工況下，系統(tǒng)僅將運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)氣缸組，即三個(gè)氣缸。在中等加速、高速巡航和緩坡行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)將會(huì)用4個(gè)氣缸來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)。

本田第八代雅閣搭配的3.5vcm發(fā)動(dòng)機(jī)

借助三種工作模式,VCM系統(tǒng)能夠細(xì)致地確定發(fā)動(dòng)機(jī)的工作排量，使其隨時(shí)與行車(chē)要求保持一致。由于系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)關(guān)閉非工作缸的進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)，所以可避免與進(jìn)、排氣相關(guān)的吸排損失，并進(jìn)一步提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。VCM系統(tǒng)綜合實(shí)現(xiàn)了最高的性能和最高的燃油經(jīng)濟(jì)性－這兩種特性在常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)上通常無(wú)法共存。

VCM通過(guò)VTEC系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)、排氣門(mén)，以中止特定氣缸的工作，與此同時(shí)，由動(dòng)力傳動(dòng)系控制模塊切斷這些氣缸的燃油供給。在3缸工作模式下，后排氣缸組被停止工作。在四缸工作模式下，前排氣缸組的左側(cè)和中間氣缸正常工作，后排氣缸組的右側(cè)和中間氣缸正常工作。

非工作缸的火花塞會(huì)繼續(xù)點(diǎn)火，以盡量降低火花塞的溫度損失，防止氣缸重新投入工作時(shí)因不完全燃燒造成火花塞油污。

系統(tǒng)采用電子控制，并采用專用的一體式滑閥，該這些滑閥與缸蓋內(nèi)的搖臂軸支架一樣起著雙重作用。根據(jù)系統(tǒng)電子控制裝置發(fā)出的指令，滑閥會(huì)有選擇地將油壓導(dǎo)向特定氣缸的搖臂。然后，該油壓會(huì)推動(dòng)同步活塞，實(shí)現(xiàn)搖臂的連接和斷開(kāi)。

VCM系統(tǒng)對(duì)節(jié)氣門(mén)開(kāi)度、車(chē)速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、自動(dòng)變速箱檔位選擇及其它因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以針對(duì)各種工作狀態(tài)確定適宜的氣缸啟用方案。此外，該系統(tǒng)還會(huì)確定發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力是否適合VCM進(jìn)行工作模式的切換，以及催化轉(zhuǎn)化器的溫度是否仍會(huì)保持在適當(dāng)范圍內(nèi)。為了使氣缸啟用或停用時(shí)的過(guò)渡能夠平穩(wěn)進(jìn)行，系統(tǒng)會(huì)調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)、線控節(jié)氣門(mén)的開(kāi)度，并相應(yīng)地啟用或解除變矩器鎖定。最終,3缸、4缸和6缸工作模式間的過(guò)渡，會(huì)在駕駛員覺(jué)察不到的狀態(tài)下完成。

主動(dòng)控制式發(fā)動(dòng)機(jī)支承(ACM)和主動(dòng)式噪聲控制(ANC)　ACM系統(tǒng)用于最大限度地消除VCM系統(tǒng)啟用和停用氣缸時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的振動(dòng)影響。傳感器會(huì)向電子控制裝置(ECU)發(fā)出警告信息，使其操縱發(fā)動(dòng)機(jī)前部和后部的ACM執(zhí)行器通過(guò)動(dòng)作消除發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)。在雅閣車(chē)內(nèi)，主動(dòng)噪聲控制(ANC)系統(tǒng)與ACM系統(tǒng)共同工作，進(jìn)一步降低與VCM系統(tǒng)功能相關(guān)的噪聲。

令人期待的2.5 VCM V6發(fā)動(dòng)機(jī)

此次國(guó)產(chǎn)的第八代雅閣，除會(huì)提供2.4L和2.0L的發(fā)動(dòng)機(jī)之外，更是首次引入一款3.5LV6發(fā)動(dòng)機(jī)用以替代現(xiàn)有的3.0L發(fā)動(dòng)機(jī)，成為國(guó)產(chǎn)雅閣的旗艦動(dòng)力。我們本來(lái)以為這臺(tái)3.5L的發(fā)動(dòng)機(jī)源自謳歌TL,但本田的日方技術(shù)人員否定了這種說(shuō)法。這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)最大的技術(shù)亮點(diǎn)是被稱為VCM(VariableCylinderManagement)的可變氣缸技術(shù)。但如今這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)上所用到的是本田第二代VCM技術(shù)：第一代VCM技術(shù)只能在3氣缸和6氣缸之間切換，也就是全負(fù)荷工況和半負(fù)荷工況。但如今的第二代VCM技術(shù)，增加了四氣缸工作模式，使得發(fā)動(dòng)機(jī)可以更完善地處理針對(duì)各種路況下的氣缸管理。本田的技術(shù)人員在針對(duì)第一代VCM的使用調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，在大部分城市道路上，更多時(shí)候并不需要6氣缸滿負(fù)荷運(yùn)作，而3氣缸的省油模式又不能完全滿足復(fù)雜道路的駕駛需求，因此增加一個(gè)四氣缸工作模式可謂是最佳解決辦法——既滿足大部分路況的動(dòng)力需求，又解決了燃油消耗過(guò)多的問(wèn)題。而在實(shí)際駕駛過(guò)程中，工作氣缸之間的切換是在悄無(wú)聲息下完成的，車(chē)內(nèi)的人員完全感受不到氣缸切換的過(guò)程，而唯一讓他們驚訝的就是達(dá)到6.8L/100km的超低油耗。這樣的技術(shù)，真是多多益善，為和諧社會(huì)出力。

在V6 i-VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)上使用的VCM系統(tǒng)是首次應(yīng)用在非混合動(dòng)力的雅閣車(chē)型上，新一代的VCM系統(tǒng)能夠在三缸、四缸和全六缸工作模式間切換，而以前只能在三缸與四缸工作模式間切換。

VCM系統(tǒng)能夠讓新雅閣在起步、加速或爬坡等任何需要大功率輸出的情況下保證全部六個(gè)氣缸投入工作。而在中速巡航和低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷工況下，僅運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)氣缸組，即三個(gè)氣缸，后排氣缸組停止工作。即前排氣缸組的左側(cè)和中間氣缸正常工作，后排氣缸組的右側(cè)和中間氣缸正常工作。

更先進(jìn)的動(dòng)力

全新的3.5升V6發(fā)動(dòng)機(jī)，采用了本田最先進(jìn)的VCM可變氣缸管理技術(shù)。VCM系統(tǒng)能夠在3缸、4缸和全6缸工作模式間自動(dòng)切換，在車(chē)輛起步、加速或爬坡等任何需要大功率輸出的情況下，全部6個(gè)氣缸投入工作；在中速巡航和低發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷工況下，系統(tǒng)僅運(yùn)轉(zhuǎn)一個(gè)氣缸組，即3個(gè)氣缸；從而大大降低了燃油消耗。這款3.5L V6不但是迄今為止動(dòng)力最強(qiáng)勁的本田發(fā)動(dòng)機(jī)，其油耗還比上代雅閣3.0車(chē)型降低了7%。

2005年Odyssey迷你van上有的變動(dòng)汽缸管理Variable Cylinder Management (VCM) 共同被使用，這VCM系統(tǒng)透過(guò)在不須有全面動(dòng)力時(shí) – 例如是在穩(wěn)定的巡航速度或煞制期間 - 關(guān)上V6引擎的後排汽缸，改良了燃料經(jīng)濟(jì)和排放。這些系統(tǒng)無(wú)間斷地一起協(xié)作，提供了一個(gè)根本上與一輛常規(guī)Accord沒(méi)有兩樣的駕駛經(jīng)驗(yàn)。

那麼這一切高科技的東西是如何運(yùn)作呢？要得到一個(gè)更好的了解，你可想像在你進(jìn)入及離開(kāi)一條高速公路時(shí)的情形。在加速期間，這Accord Hybrid使用了其V6引擎的所有六個(gè)汽缸，如猛烈的加速是須要到的話是可再加上電動(dòng)馬達(dá)的輔助，一旦到達(dá)了巡航速度,VCM系統(tǒng)便關(guān)掉了後排汽缸來(lái)減少燃料的消耗，如須要有更多的動(dòng)力來(lái)維持速度，電馬達(dá)是可在那些後汽缸仍然不啟動(dòng)下提供幫助。當(dāng)在離開(kāi)高速公路時(shí)，電力是可透過(guò)能再生電力的煞制產(chǎn)生，替IMA的電池排 （位於後座後面) 充電和為冷氣的壓縮器提供電力。當(dāng)汽車(chē)在接近一次停車(chē)時(shí)下降至?xí)r速16公里以下，那V6便被關(guān)掉了。說(shuō)罷，這Honda Accord Hybrid是可在6000轉(zhuǎn)制造出255匹的馬力和在5000轉(zhuǎn)的232磅呎扭力 （相比常規(guī)房車(chē)的是240匹和212磅呎），耗油量是坐落于城市的8.3公升/100公里和在高速公路駕駛期間的6.1公升/100公里 （這些都是保守的數(shù)字,Honda說(shuō)真實(shí)的數(shù)字可能是更加低），這標(biāo)志著相比一輛汽油推動(dòng)Accord一個(gè)分別在城市和高速公路耗油量上28%和17%的改良。

帶3級(jí)可變氣缸管理(VCM)的i-VTEC

配裝自動(dòng)變速箱的雅閣單頂置凸輪軸V6發(fā)動(dòng)機(jī)提供了帶VCM的i-VTEC"_blank" href="/item/自動(dòng)變速箱/5722129" data-lemmaid="5722129">自動(dòng)變速箱的尺寸更大、動(dòng)力更強(qiáng)的雅閣V6與其尺寸較小、動(dòng)力較弱的前代機(jī)型相比，在采用相同測(cè)試方法的條件下，前者實(shí)際上能達(dá)到更高的燃油經(jīng)濟(jì)性。如果采用美國(guó)環(huán)保署2008新方法計(jì)算，雅閣V6四門(mén)版可達(dá)到百公里油耗為城市12.4升，公路8.1升。這意味著，兩款車(chē)均采用相同的2008方法計(jì)算時(shí)，新款雅閣的比其前代提高了1mpg（城市道路每加侖燃油多跑1英里）/3 mpg（公路每加侖燃油多跑3英里）。

自從環(huán)保法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)苛，強(qiáng)調(diào)短跑沖刺的二行程機(jī)車(chē)已經(jīng)完全絕種，但對(duì)於熱愛(ài)速度的騎士而言，二行程更可提供四行程引擎所沒(méi)有的樂(lè)趣，有鑒於此，日本HONDA正在開(kāi)發(fā)全新系統(tǒng)，能同時(shí)擁有二行程的爆發(fā)力和四行程的平順度。

由HONDA所自行開(kāi)發(fā)的VCM(Variable Cylinder Management)可變汽缸管理系統(tǒng)，不僅能獲得更為節(jié)省的燃油表現(xiàn)，且還能讓機(jī)車(chē)同時(shí)擁有二行程的沖刺爆發(fā)力，和四行程引擎順度加速的快感，也就是說(shuō)一輛機(jī)車(chē)能具備二行程和四行程引擎的特性。其實(shí)HONDA之所以開(kāi)發(fā)VCM系統(tǒng)，主要是為了滿足機(jī)車(chē)騎士的需求，基於受到新環(huán)保法規(guī)的約束，二行程早已消失，縱使對(duì)環(huán)保有殺傷力，但對(duì)騎士來(lái)說(shuō)樂(lè)趣遠(yuǎn)超過(guò)四行程機(jī)車(chē)。

所以HONDA就將運(yùn)用在四輪乘用車(chē)上的技術(shù)，轉(zhuǎn)移到二輪機(jī)車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)上。根據(jù)HONDA表示,VCM系統(tǒng)在低負(fù)重情況下進(jìn)排氣氣門(mén)與燃料噴射系統(tǒng)處?kù)缎菹顟B(tài)，可讓油耗表現(xiàn)更好；而在低轉(zhuǎn)速時(shí)則擁有類似二行程引擎的爆發(fā)力，當(dāng)加速起步時(shí)絕對(duì)更優(yōu)於四行程引擎，而高轉(zhuǎn)速時(shí)又獲得四行程引擎的平順基因，這可說(shuō)是在強(qiáng)調(diào)油耗經(jīng)濟(jì)性的同時(shí)，得以提供更多樂(lè)趣給機(jī)車(chē)騎士們。

當(dāng)然這項(xiàng)新技術(shù)也將隨著東京車(chē)展的到來(lái)，在HONDA二輪機(jī)車(chē)展區(qū)現(xiàn)身，至於正式運(yùn)用在量產(chǎn)機(jī)車(chē)上的時(shí)間，估計(jì)最快在2008年中以後。2100433B

圖5~圖8給出了不同類型的自屏蔽式VCM的結(jié)構(gòu)。圖中的半圓虛線所描繪的內(nèi)外漏磁場(chǎng)分布趨勢(shì)是收斂性的。綜觀各種自屏蔽式VCM，具有以下幾個(gè)特點(diǎn):

內(nèi)外漏磁場(chǎng)小。我們以圖5所示的短音圈雙磁路自屏蔽VCM為例，圖9描繪其內(nèi)磁場(chǎng)分布。

有效工作行程內(nèi)的力常數(shù)值均勻。VCM的重要設(shè)計(jì)原則之一應(yīng)該使力常數(shù)和動(dòng)圈電感就其在磁路中位置的變化而言，保持恒定。由于VCM永磁材料的離散性而造成的氣隙磁密的不均勻，引起了力常數(shù)(BI)m18^r}Bl)m8。的變化量，即△BI。伺服定位系統(tǒng)為保證磁頭快速到達(dá)目的磁道，盡力縮短剎車(chē)時(shí)間。為此，只能以最小的BI值來(lái)裝訂恒壓控制系統(tǒng)的剎車(chē)曲線。

第三，頻響特性好。隨著大容量、高密度的磁盤(pán)機(jī)的發(fā)展，為提高系統(tǒng)帶寬，對(duì)音圈的固有頻率了更高的要求。如在240 SZX 002型VCM的磁頭定位裝置中，要求跟蹤磁頭相對(duì)磁盤(pán)擺動(dòng)的過(guò)程中，機(jī)械諧振角頻率w大于 104赫，即對(duì)應(yīng)要求機(jī)械諧振頻率大于1600赫。雖然在伺服控制線路中可以采用有源陷波龜路來(lái)濾除諧振峰的影響，但是電路只能對(duì)VCM的某一點(diǎn)諧振頻率起作用，而對(duì)多點(diǎn)不同振幅釣諧振峰，則會(huì)造成定位不準(zhǔn)、功耗急增、無(wú)法找道或失鎖等現(xiàn)象。

外磁式VCM與自屏蔽式VCM的區(qū)別在于磁路型式不同。外磁式VCM的永磁體暴露于外部空間，因此磁力線是發(fā)散的。對(duì)外部磁千擾是不容忽視的。例如，美國(guó)IBM 3330外磁式V CIvff由于外漏磁嚴(yán)重而采用磁屏蔽罩，國(guó)內(nèi)有些外磁式VCM采取安裝前屏蔽板措施，目的都是消除對(duì)磁頭讀寫(xiě)的影響。而自屏蔽式VCM的永磁體巧妙地將外部回路(即機(jī)殼)作為磁屏蔽，這樣從永久磁鐵發(fā)出的磁力線，穿過(guò)處于氣隙中的音圈，經(jīng)過(guò)內(nèi)鐵芯又回到了外磁路，形成了一個(gè)閉合磁路。在自屏蔽式VCM設(shè)計(jì)中，除鐵芯必須處于飽和狀態(tài)外，其它軟磁回路均不飽和，因此氣隙中所需的高磁密不會(huì)大量外泄。

為了減小儲(chǔ)能系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)壓力，實(shí)現(xiàn)潮流在系統(tǒng)內(nèi)的合理分配，提出了一種分布式多變流器型微電網(wǎng)無(wú)互聯(lián)線潮流控制。針對(duì)VCM-VSC 和CCM-VSC 控制特點(diǎn)，提出了適用于CCM-VSC 的倒下垂控制來(lái)實(shí)現(xiàn)CCM-VSC 間的功率分配，并通過(guò)合理設(shè)置CCM-VSC 倒下垂系數(shù)與VCM-VSC 下垂系數(shù)實(shí)現(xiàn)潮流在基于這2 種接口變流器的DR 間的合理分配。同時(shí)， 為了改善VCM-VSC 和CCM-VSC 間功率分配精度，提出虛擬阻抗與自適應(yīng)空載電壓結(jié)合法。最后，通過(guò)實(shí)時(shí)硬件在環(huán)仿真平臺(tái)驗(yàn)證了所提控制策略的正確性與可行性。結(jié)果表明， 功率能夠按照需求在VCM-VSC 和CCM-VSC 間合理分配，減小了VCM-VSC 功率調(diào)控壓力，且分配精度較高。

采用的虛擬阻抗與自適應(yīng)空載電壓結(jié)合法暫僅考慮線路阻抗或虛擬阻抗設(shè)置為感性工況，其他工況可類比分析。在今后工作中分析多種線路阻抗和虛擬阻抗設(shè)置時(shí)的功率分配情況，以更好滿足實(shí)際工程應(yīng)用的多種需求。