VTEC система за автомобилен двигател

Автомобилните двигатели с вътрешно горене непрекъснато се подобряват, инженерите се опитват да "изстискат" максималната мощност и въртящ момент, особено без да прибягват до увеличаване на обема на цилиндрите. Японските автомобилни инженери станаха известни с факта, че техните атмосферни двигатели, още през 90 -те години на миналия век, получиха 1000 конски сили от обем от 100 см³. Говорим за автомобили Honda, които са известни със своите дроселни двигатели, особено благодарение на системата VTEC.

И така, в статията ще разгледаме по-отблизо какво представлява VTEC, как работи, принципа на работа и характеристиките на дизайна.

Какво е VTEC система

Електронно управление с променливо време на клапана и повдигане, което е преведено на руски език, като електронна система за управление на времето за отваряне и повдигане на клапана на газоразпределителния механизъм. С прости думи, това е система за промяна на времето за синхронизиране. Този механизъм е изобретен по някаква причина.

Известно е, че атмосферният двигател с вътрешно горене има изключително ограничени възможности за максимална изходна мощност, а така нареченият „рафт“ на въртящия момент е толкова кратък, че двигателят работи ефективно само в определен диапазон на скоростта. Разбира се, инсталирането на турбина решава този проблем изцяло, но ние се интересуваме от атмосферен двигател, който е по-евтин за производство и по-лесен за работа.

Още през 80-те години на миналия век японските инженери в Honda започнаха да мислят за това как да накарат субкомпактния двигател да работи ефективно във всички режими, да изключи „срещата“ между клапан и цилиндър и да увеличи работната скорост до 8000-9000 об / мин.

Днес автомобилите на Honda са оборудвани с 3-серийната VTEC система, която се характеризира с наличието на усъвършенствана електроника, отговорна за размера на времето за повдигане и отваряне на клапаните за три режима на работа (ниска, средна и висока скорост).

При празен ход и ниски скорости системата осигурява горивна ефективност поради бедна смес, а при достигане на средни и високи скорости - максимална мощност.

Между другото, новото поколение "VTECH" позволява да се отвори един от двата всмукателни клапана, което позволява значително да се спести гориво в градски режим.

Основни принципи на работа

Когато двигателят работи при ниски и средни обороти, електронният блок за управление на двигателя с вътрешно горене държи соленоидния клапан затворен, в рокерите няма налягане на маслото и клапаните работят нормално от въртенето на гърбиците на главния разпределителен вал.

При достигане на определени обороти, при които се изисква максимална възвръщаемост, ECU изпраща сигнал до соленоида, който при отваряне подава масло под налягане в кухината на рокерите и премества щифтовете, принуждавайки едни и същи гърбици да работят, които променят височината на повдигане на клапана и времето им на отваряне. 

В същото време ECM регулира съотношението гориво-въздух чрез инжектиране на богата смес в цилиндрите за максимален въртящ момент.

Веднага щом скоростта на двигателя падне, соленоидът затваря масления канал, щифтовете се връщат в първоначалното си положение и клапаните работят от страничните гърбици.

По този начин работата на системата осигурява ефекта на малка турбина.

Сортове на VTEC

За повече от 30 години приложение на системата има четири типа VTEC:

•  DOHC VTEC;
•  SOHC VTEC;
•  i-VTEC;
•  SOHC VTEC-E.

Въпреки разнообразието от системи за контрол на времето и хода на клапана, принципът на действие е един и същ, само дизайнът и схемата за управление се различават.

DOHC VTEC система

През 1989 г. за вътрешния японски пазар бяха пуснати две модификации на Honda Integra - XSi и RSi. 1.6-литровият двигател е оборудван с VTEC, а максималната мощност е 160 к.с. Трябва да се отбележи, че двигателят при ниски скорости се характеризира с добра реакция на газта, горивна ефективност и екологичност. Между другото, този двигател все още се произвежда, само в модернизирана версия.

Структурно двигателят DOHC е оборудван с два разпределителни вала и четири клапана на цилиндър. Всяка двойка клапани е снабдена с три специално оформени гърбици, две от които работят при ниски и средни скорости, а централният е „свързан” при високи скорости.

Външните две гърбици комуникират директно с клапаните през клавиша, докато централната гърбица работи на празен ход, докато не се достигне определена скорост.

Страничните гърбици на разпределителния вал са направени в стандартна елипсоидна форма, но осигуряват горивна ефективност само при ниски обороти. Когато скоростта се повиши, средната гърбица под въздействието на налягането на маслото се активира и поради по-заоблената си и по-голяма форма отваря клапана в необходимия момент и на по-голяма височина. Поради това се получава подобрено пълнене на бутилките, осигурява се необходимото продухване и горивно-въздушната смес изгаря с максимална ефективност.

SOHC VTEC система

Приложението на VTEC отговори на очакванията на японските инженери и те решиха да продължат да развиват иновацията. Сега такива двигатели са преки конкуренти на агрегати с турбина, а първият е структурно по-лесен и по-евтин в експлоатация.

През 1991 г. VTEC е инсталиран и на двигателя D15B със система за разпределение на газ SOHC и със скромния обем от 1,5 литра, двигателят „произвежда“ 130 к.с. Дизайнът на силовия агрегат предвижда един разпределителен вал. Съответно гърбиците са на една и съща ос.

Принципът на действие на опростения дизайн не се различава много от останалите: той също така използва три гърбици за двойка клапани, а системата работи само за всмукателните клапани, докато изпускателните клапани, независимо от скоростта, работят в стандартен геометричен и времеви режим.

Опростеният дизайн има своите предимства, тъй като такъв двигател е по-компактен и по-лек и това е важно за динамичните характеристики на автомобила и оформлението на автомобила като цяло. 

I-VTEC система

Със сигурност познавате автомобили като 7 и 8 поколение Honda Accord, както и кросоувъра CR-V, които са оборудвани с двигатели със системата i-VTEC. В този случай буквата „i“ означава думата интелигентен, тоест „умен“. В сравнение с предишната серия, ново поколение, благодарение на въвеждането на допълнителна функция VTC, която работи постоянно, напълно контролирайки момента, в който клапаните започват да се отварят.

Тук всмукателните клапани не само се отварят рано или късно и до определена височина, но и разпределителният вал може да се завърти под определен ъгъл благодарение на зъбната гайка на същия разпределителен вал. Като цяло системата изключва "спадове" на въртящия момент, осигурява добро ускорение и умерен разход на гориво.

SOHC VTEC-E система

Следващото поколение на "VTECH" се фокусира върху постигането на максимална икономия на гориво. За да разберем работата на VTEC-E, нека се обърнем към теорията на двигателя с цикъла на Ото. И така, сместа въздух-гориво се получава чрез смесване на въздух и бензин във всмукателния колектор или директно в цилиндъра. Освен всичко друго, важен фактор за ефективността на изгаряне на сместа е нейната равномерност.

При ниски скорости степента на всмукване на въздух е малка, което означава, че смесването на гориво с въздуха е неефективно, което означава, че имаме работа с нестабилна работа на двигателя. За да се осигури безпроблемна работа на силовия агрегат, в цилиндрите влиза обогатена смес.

Системата VTEC-E няма допълнителни гърбици в дизайна, защото е насочена изключително към икономия на гориво и спазване на високи екологични стандарти. 

Също така, отличителна черта на VTEC-E е използването на гърбици с различни форми, едната от които е стандартна форма, а втората е овална. Така единият входящ клапан се отваря в нормалния диапазон, а вторият едва се отваря. През единия клапан гориво-въздушната смес влиза изцяло, докато вторият клапан, поради ниската си производителност, дава завихрящ ефект, което означава, че сместа ще изгори с пълна ефективност. След 2500 оборота в минута вторият клапан също започва да работи, като първия, като затваря гърбицата по същия начин, както в описаните по-горе системи.

Между другото, VTEC-E е насочен не само към икономичност, но и 6-10% по-мощен от обикновените атмосферни двигатели, поради широк диапазон на въртящия момент. Следователно, не е напразно, по едно време VTEC се превърна в сериозен конкурент на двигателите с турбокомпресор.

3-степенна SOHC VTEC система

Отличителна черта на 3-степенната е, че системата е насочена към работа на VTEC в три режима, с прости думи - инженерите комбинират три поколения VTEC в едно. Трите режима на работа са както следва:

• при ниски обороти на двигателя работата на VTEC-E е напълно копирана, където само един от двата клапана се отваря напълно;
• при средна скорост два клапана напълно отворени;
• при високи обороти централната гърбица се включва, отваряйки клапана до максималната му височина.

Допълнителен соленоид е проектиран за работа в три режима.

Доказано е, че такъв мотор при постоянна скорост от 60 км / ч показва разход на гориво от 3.6 литра на 100 км.

Въз основа на описанието на VTEC, тази система е предназначена да се счита за надеждна, тъй като има малко свързани части в дизайна. Важно е да се разбере, че поддържането на пълната работа на такъв двигател трябва да се извършва от навременна поддръжка, както и от използването на моторно масло с определен вискозитет и пакет с добавки. Също така, някои собственици не предполагат, че VTEC има собствени мрежести филтри, които допълнително предпазват соленоидите и гърбиците от замърсено масло и тези екрани трябва да се сменят на всеки 100 000 км.

Въпроси и отговори:

Какво е i VTEC и как работи? Това е електронна система, която променя времето и височината на синхронизацията на клапаните. Това е модификация на подобна VTEC система, разработена от Honda.

Какви са конструктивните характеристики и как работи системата VTEC? Два клапана се поддържат от три гърбици (не два). В зависимост от дизайна на времето, външните гърбици контактуват с клапаните чрез кобилници, кобилни рамена или тласкачи. В такава система има два режима на работа на времето на клапаните.