广州本田雅阁轿车是日本本田雅阁的第八代产品，此系列雅阁轿车共搭载有2.0L、2.4L及3.5L三款发动机，其中3.5L-V6发动机代表了本田汽车发动机技术的较高水平。该款发动机采用了单顶置凸轮轴结构，不但装备有本田汽车公司独有的i-VTEC系统，还运用了可变气缸管理VCM技术，同时还采用了主动控制发动机支承座，能够产生203kW的功率和343N·m的转矩。
1.VCM系统
VCM（variable cylinder management）可变气缸管理系统，即PCM可以根据行驶时的车速和负载情况选择运行方式，主要是通过可变气门配气相位和气门升程电子控制（i-VTEC）系统解除一定数量的气缸来改变发动机的排量，以提供最优的性能和燃油经济性。该系统能够使发动机在6个缸、4个缸和3个缸运行模式间进行切换，如图3-68所示。当发动机在轻负载下运行，如中等加速或高速公路巡航时，VCM系统会禁用前、后气缸组的3、4号气缸，只利用剩下的4个气缸运行发动机；当轻负载巡航或减速时，该系统会禁用后气缸组的1、2、3号气缸，只利用剩下的3个气缸运行发动机；当需要动力时，系统会自动以6个气缸方式运行，以提供最强动力性能。此程序提高了整体燃油经济性，并实现了V6发动机期望的高动力输出。变缸模式节油10%。
重新设计的VCM电控液压模块如图3-69所示，布置在缸盖上，由于后列气缸需要实现全部关闭功能，而前列发动机只需关闭一个气缸，因此后列的VCM电控液压模块结构要比前列的复杂。单顶置凸轮轴的摇臂组构成如图3-70所示，主要由进气侧主摇臂、进气侧次摇臂、排气侧主摇臂、排气侧次摇臂、摇臂轴、分离活塞和同步活塞等组成。
图3-68 VCM控制的3种工作模式
图3-69 VCM控制模块
图3-70 摇臂组构成
2.VCM系统的控制原理
（1）机械系统的控制 在VCM系统中，主摇臂随凸轮动作，次摇臂压缩气门弹簧，同步活塞锁止2个摇臂，使它们能关闭和打开阀门。当PCM确定车辆巡航时，机油压力使同步活塞滑动至次摇臂。在活塞销存放备用的情况下，气门升程和主摇臂不再连接，凸轮的举升动作不再传送到气门。
（2）VCM液压系统的控制
1）VCM系统使发动机可在3种不同模式下运行，为了实现该目的，VCM系统利用3个电磁阀控制经4根管流到摇臂的机油，如图3-71所示。
图3-71 电磁阀及管路
2）在3个气缸运行模式下，后气缸组的所有气缸被禁用，如图3-72所示；在4个气缸运行模式下，后气缸组的3号气缸和前气缸组的4号气缸被禁用，如图3-73所示；当车辆需要额外动力时，PCM将指令伺服阀调节机油泵的压力，机油将从摇臂轴的油路进入次摇臂，同步活塞滑至主摇臂，使主、次摇臂锁止，如图3-74所示，锁止2个摇臂后，会将举升的主摇臂的驱动力传送至对气门进行操作的次摇臂。
图3-72 3个气缸工作模式
3）当行驶情况允许VCM系统进入气缸怠速模式时，PCM指令伺服阀使机油流至凸轮轴主摇臂侧的油路，此时机油进入主摇臂，同步活塞滑至次摇臂侧，使得主摇臂和次摇臂分离，如图3-75所示，凸轮轴的驱动力不再传送到气门。因此气门不再举升，从而减少了燃油消耗。
图3-73 4个气缸的工作模式
图3-74 主次摇臂锁止
图3-75 主次摇臂分离
4）因1、2、3号气缸的液压控制不同，后侧的摇臂轴有4个油路，VCM系统使用1个液压开关监测液压系统，以确定VCM是否准备运行，VTEC液压传感器被用来监测发动机怠速运转时液压系统压力是否充分，如图3-76所示。
图3-76 液压系统监控
5）在发动机气缸气门没有动作的情况下，气缸保持密封，滞留在内部的气体像一个弹簧，随活塞的上下移动膨胀和收缩。因为停用的气缸内没有发生进气或排气，泵气损失最多减少65%。
6）VCM系统故障的诊断。维修人员可以利用故障诊断仪对VCM系统进行检测，可以检查伺服阀的电磁阀的工作情况，还可以对VCM系统进行功能测试。当发生如机油压力过低或同步活塞卡滞的气缸怠速运行故障时，气缸怠速运行模式被停用，发动机默认为6个气缸模式运行，同时发动机故障警告灯被点亮，PCM设置1个与动力系统相关的故障码。
3.VCM发动机中i-VTEC可变气门升程原理
1）i-VTEC可变升程调整原理：升程调整机构主要组成如图3-77所示，当发动机在低转速时，电磁阀关闭，液压油路无油压，分离活塞在左侧弹簧力推动下向右推动同步活塞，并推至最右侧。同步活塞的长度与配合的高速摇臂内孔长度相等，即同步活塞的左侧端面正好处于高速摇臂与低速摇臂接触面的同一平面上。高速摇臂左侧端面与低速摇臂右侧端面虽然接触，但两者实际上互不传动，于是高速凸轮的高轮廓凸面驱动高速凸轮使气门产生大升程，而低速凸轮的低轮廓面驱动低速摇臂使气门产生小升程。显然气门升程的一高一低使气流进入气缸时具有不对称性，也就产生了进气涡流，如图3-78所示。在低转速时由于活塞下行速度慢，导致进入气缸的流速降低，VTEC产生的进气涡流正好弥补了这一缺点。加速的气流能使汽油与空气更好地混合，并且加快了燃烧速度，对提高燃烧效率和改善排放非常有利。
2）当发动机运转于高速时，电磁阀开启，同步活塞在压力油作用下向左移动，如图3-79所示，分离活塞的弹簧被压缩。由于分离活塞长度小于低速摇臂的内孔长度，分离活塞被同步活塞推到最左边，同步活塞也被压力油推入到了低速活塞的内孔，于是两个摇臂就被同步活塞连接起来了。由于高速凸轮的轮廓面高于低速凸轮廓面，低速凸轮接触不到低速摇臂，这样低速摇臂也就随着高速摇臂一起动作，两个气门均产生了相同的大升程，利于高速时充分进气。
图3-77 i-VTEC升程调整机构的组成
图3-78 进气涡流示意图
图3-79 i-VTEC切换到高速凸轮工作的原理图
3）电磁阀由ECU根据CKP（曲轴位置传感器）、MAP（进气压力传感器）、VSS（车速传感器）和ECT等信号自动在开、闭状态间切换。
4.i-VTEC闭缸控制原理
当ECU向VCM电控液压控制阀发出闭缸指令时，通往分离活塞的油路回路产生压力，通往同步活塞的油路泄压，压力油推动分离活塞移动，如图3-80所示，同时推挤同步活塞到止点位置。由于同步活塞长度与其内孔等长，同步活塞与分离活塞的接触面也就是与主动摇臂与副摇臂的接触面同平面，因此主摇臂和副摇臂处于分离状态，进排气门均没有被副摇臂驱动，如图3-81所示，气缸被关闭；反之，当ECU发出燃烧模式指令时，同步活塞被液压油推挤入分离活塞的内孔中，于是同步活塞把主摇臂和副摇臂连接起来，气门被驱动，如图3-82和图3-83所示，气缸处于燃烧工作状态。气缸在关闭过程中为防止火花塞过冷，点火系统仍然对被关闭气缸的火花塞继续点火放电，使火花塞电极尽量保持正常的热状态，以便气缸恢复燃烧模式时正常工作。为减小变缸切换过程发动机的振动，VCM系统与智能型线控节气门系统DBW（智能型线控节气门系统）和其他系统实现相互协调。
5.VCM系统液压油路
VCM系统液压油路布置如图3-84所示，每根摇臂轴内嵌有4条液压管路，管路油压由电磁阀液压控制模块控制。当a油路加压及b油路泄压时，B缸和C缸均被关闭；当c油路加压及d油路泄压时，A缸被关闭；当a、c油路加压且b、d油路泄压时，A、B、C缸均被关闭，这样就可以与前列气缸的变缸控制实现对发动机的6-4-3变缸切换控制。(www.xing528.com)
图3-80 闭缸模式摇臂内的同步活塞状态
图3-81 闭缸模式凸轮与摇臂工作状态
图3-82 做功模式时摇臂内的同步活塞状态
图3-83 做功模式时凸轮与摇臂状态
图3-84 i-VTEC后列气缸VCM系统液压油路布置图
6.VCM辅助系统
为了保证车辆的舒适性，本田汽车公司为该车增加了辅助系统，如图3-85所示，该系统包括主动控制发动机支座（ACM）和主动噪声控制（ANC）系统，以降低VCM系统产生的噪声和振动。
图3-85 VCM辅助系统
当VCM系统进入气缸怠速模式时，能够节省燃油，但也增加了振动。传统的发动机支座如图3-86所示，能隔离发动机产生的大多数振动，但会留下一部分振动，这些残余的振动将被传送至车架，且通常不会被驾驶人感觉到。如果该款发动机仍使用传统的发动机支座，当VCM系统进入气缸怠速模式时，额外的振动会超出发动机支座隔离振动的能力范围并被传送到车架，且最终会被驾驶人察觉到。采用主动控制的发动机支座如图3-87所示，可以抵消发动机振动，抑制气缸失效造成的额外振动。
图3-86 发动机传统支座
图3-87 主动控制发动机支座
7.ACM系统组成
ACM系统由ACM执行器、发动机支座控制单元和动力系统控制单元PCM组成。
PCM将曲轴位置传感器（CKP）的信息和凸轮轴位置传感器（CMP）的信息发送到ACM。ACM利用这个信息来预测由发动机产生的振动。
然后，ACM系统利用ACM执行器产生一种像主动噪声控制ANC一样运行的抵消振动，并减少乘员舱中的噪声和振动，如图3-88所示。
主动控制支座由1个控制支座内油液流动的柱塞总成、1个阻碍油液流动的振动板及1个操作柱塞总成的线性电磁阀组成，如图3-89所示。
8.ACM系统控制原理
在ACM系统中，ACM控制单元接收PCM发送的信号，然后控制发动机前部和后部的2个主动控制发动机支座动作，主动控制发动机支座ACM通过上推和下拉发动机来消除发动机产生的振动。正常情况和气缸怠速模式下，ACM均运行，以减少发动机的振动。主动控制发动机支座系统的核心元件是一个充液式发动机支座，该支座由1个上密封液体室和1个下线性电磁阀驱动室组成，受ACM控制单元控制。当控制单元驱动电磁阀动作时，能执行向密封液体加压和减压的柱塞移动。通过向与发动机振动相反的相位执行该程序，以使被传送到车身的发动机振动最小化。
图3-88 ACM系统组成
1）ACM系统利用发动机控制系统中的曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器监控发动机的振动情况，这2个传感器的信号先传送给PCM，再由PCM传送给ACM控制单元，如图3-90所示。
图3-89 主动控制发动机支座内部结构
图3-90 PCM向ACM控制单元传送信号
2）ACM系统利用该信号指令支座推拉发动机，以消除振动，如图3-91所示。
9.ANC系统
主动噪声控制（ANC）系统仅用于搭载3.5L发动机的车型。ANC控制单元使用传声器接收进入车舱的发动机噪声，根据此信号，通过车辆扬声器传送声波，以消除进入车内的部分发动机噪声。ANC系统独立于音响运行，打开或关闭音响时都不会受到影响。如果安装了第三方扬声器，则不
图3-91 ACM控制发动机主动控制支座动作
能保证原来的性能。主动噪声控制系统包括1个集成在音响和音响扬声器中的ANC控制单元和2个单独定位的ANC传声器，2个ANC传声器分别位于前车顶模块和后托架，如图3-92所示，当VCM系统的气缸进入怠速模式时，该系统启用。
一般情况下，当发动机转速在1500～2500r/min时ANC系统起动，ANC控制单元利用车辆的扬声器发射调制声波来消除气缸怠速模式时产生的低频噪声，如图3-93所示，在正常情况下和VCM系统气缸怠速模式下，ANC系统均运行。
图3-92 ANC系统元件组成
图3-93 ANC系统作用示意图
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