28 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как работает система VTEC Honda

Как работает система VTEC Honda

Среди множества технологий Хонда, есть одна прочно ассоциирующаяся с брендом — VTEC. Уникальная динамическая система контроля клапанов помогла сивикам и интеграм 90-ых быть круче, чем Ford Aspires и Daewoo Lanos. VTEC это сокращенно Variable Valve Timing and Lift Electronic Control. Другими словами система изменения фаз газораспределения и электронного контроля высоты подъема клапанов. Это более точное определение, чем «пинок под жопу» из интернета. За время существования система сменила ряд версий. Первое массовое внедрение было на Integra XSi или RSi B16A 1989 года в Японии.

Сегодня система VTEC — одно из лучших решений, позволяющее создавать производительные двигатели с приемлемым уровнем выхлопа.

История системы VTEC начинается гораздо раньше, чем вы можете представить, из ранних 80-ых, и не имеет ничего общего с вашим свапнутым civic-ом с двигателем K-серии. Все началось с мотоциклетного подразделения Хонды и технологии REV. Система позволяла переключать работу в мощностных режимах с двух на четыре клапана. Иными словами, когда не было необходимости вжаривать, два из четырех клапанов бездействовали. C 1984 года Honda запустила проект NCE (новый концепт двигателя) в котором компания продолжила развивать эти идеи, сфокусировавшись уже на распределительном вале.

На фото весь смысл VTEC. Средний кулачок с более агрессивным профилем действует на свое коромысло. Более спокойные кулачки справа и слева работают в спокойном режиме, давят на рокеры непосредственно связанные с клапанами. Средний рокер свободно движется до поры до времени. Специальный механический штырь в нужный момент под давлением масла фиксирует все три коромысла, и движение крайних коромысел теперь повторяет траекторию среднего рокера, на который давит более агрессивный кулачок. Т.о. на высоких оборотах клапана открываются сильнее, и находятся в открытом виде дольше.

В Америку Honda привезла технологию VTEC впервые с моделью NSX, но тогда ее должным образом не оценили. Признали систему vtec в 1992 году, когда она проявила себя во всей красе на автомобиле Acura Integra GS-R. В середине 90-ых Honda захватила сегмент компактных спортивных авто, выпустив VTEC-трио del Sol с B16A3, Integra с мотором B18C1 и Prelude на H22A1. Прошли годы, пока другие автопроизводители не предложили на массовый рынок свои системы изменения фаз газораспределения.

«i-VTEC»

Шильдик » i-VTEC» красуется на всех Хондах с этими моторами. Считается, что это круто, что двигатели с этой системой сочетают повышенную мощность и экономичность. Давайте разбираться.

«i-VTEC» — это по сути фирменный знак (вроде торговой марки) комплекса из двух систем:

— VTEC — Variable valve Timing and lift Electronic Control (Электронное управление длительностью и подъёмом клапана );

— VTC — Variable Timing Control (Управление изменяемой фазой).

Для чего всё это нужно? Для начала немного вспомним теорию, что такое мощность двигателя и от чего она зависит. В общем смысле мощность – это способность двигателя производить некую работу в единицу времени. Чем выше мощность, тем большую работу может он выполнить за одно и то же время. В двигателе внутреннего сгорания мощность складывается из силы давления на поршень во время такта рабочего хода, умноженной на количество этих тактов. Всё просто: один такт — одна «работа», три такта — в три раза больше. Таким образом, чем больше скорость вращения двигателя (и соответственно количество рабочих тактов), тем больше его мощность, т.е. мощность двигателя непостоянна. Но тогда как это соотносится с теми «лошадками», которые указаны в характеристиках двигателя? Смотрим внимательно: в характеристиках двигателя указывается МАКСИМАЛЬНАЯ МОЩНОСТЬ и в некоторых случаях указывается ещё скорость вращения (обороты) двигателя при которых эта мощность достигается. Казалось бы, в чём проблема? Делаем обороты выше и получаем мощность больше! Но не так всё просто, существует множество проблем ограничивающих скорость вращения ДВС и главная из них – ИНЕРЦИЯ. Например, поршень совершает возвратно-поступательные движения, во время которых двигается в одну сторону, останавливается, двигается в другую и всё это время тратится энергия на разгоны и остановки. Из-за инерции конструкторы двигателей ведут постоянную борьбу за уменьшение массы деталей двигателя. Но есть ещё одна субстанция, с чьей инерцией бороться сложнее — ВОЗДУХ. Тот самый воздух, которым питается двигатель. Несмотря на то, что воздух кажется таким лёгким и невесомым, он всё таки имеет массу. А если он имеет массу, то он имеет и инерцию. И на тех скоростях, с какими происходят процессы в двигателе, эта инерция является существенной, ведь при вращении двигателя со скоростью 1000 об/мин. время впуска составляет 15 микросекунд (0,015 с.). А на скорости в 5000 об. – всего 3 микросекунды! И за это время порцию воздуха объёмом в поллитра нужно переместить из коллектора в цилиндр. Задачка не легче, чем поймать, летящую в тебя гирю.

С одной стороны, чем выше скорость вращения двигателя тем больше рабочих тактов совершает он за единицу времени и тем больше создаваемая им мощность. Но с другой стороны, чем выше обороты, тем меньше времени отводится на заполнение цилиндра топливо-воздушной смесью, тем меньше её попадёт в цилиндр и сгорит там, а значит меньше будет работа выполненная цилиндром за один такт. Поэтому у стандартного современного бензинового шестнадцатиклапанного двигателя до скорости примерно 5000-6000 об/мин. мощность растёт, но с дальнейшим увеличением скорости начинается падение мощности, обусловленное ухудшением наполняемости цилиндров. Вот где ограничивается максимальная мощность!

Для её повышения конструкторам приходится изворачиваться и делать время открытия клапанов больше чем время одного такта (всем известно, что клапан начинает открываться до начала такта, а закрывается после окончания такта ). Как это возможно? Ведь если в цилиндре например начинается сжатие, а впускной клапан ещё открыт, то рабочая смесь будет выдавливаться обратно! На самом деле тут инерция выступает в роли союзника – во время впуска воздух движется из коллектора в цилиндр и мгновенно он остановиться не может, сжатие уже началось, а воздух по инерции ещё движется в сторону цилиндра и к тому моменту, когда он остановится и начнёт движение обратно клапан уже закроется. Но и тут засада: как далеко можно одному такту (например впуска) «заползать на территорию» другого такта (например сжатия)? Это зависит от скорости вращения коленчатого вала: на высоких скоростях можно сделать большее перекрытие тактов — за счёт инерции воздуха и малого времени такта впуска возникает эффект продувки, это позволяет двигателю «дышать» в полную силу и получить от него большую мощность. Но на малых оборотах всё будет наоборот – время перекрытия получается достаточно большим и инерция тут уже не поможет: сжатие с открытым впускным клапаном начнёт выгонять воздух обратно, или преждевременный выпуск не даст доделать свою работу рабочим газам, что снизит мощность двигателя и увеличит расход топлива. По этой причине конструкторы двигателей идут на компромисс и «настраивают» газораспределительный механизм на средние обороты, что в конечном итоге ограничивает максимальную мощность двигателя.

Для улучшения наполняемости цилиндров смесью применяются разные способы, например популярный сейчас турбонаддув. Система VTEC позволяет разрешить конфликт иным путём: газораспределительные валы имеют два набора кулачков разной формы – одни для низких оборотов, другие для высоких.

За счёт переключения кулачков обеспечивается оптимальные высота и время подъёма клапанов для экономичной езды на малых оборотах, и оптимальные параметры для получения максимальной мощности на высоких оборотах.

Правда и тут есть нюанс: параметры кулачков оптимизированы под крайние режимы. А что делать в промежуточных, ведь переключение параметров происходит скачкообразно? В интернете можно найти видео, где на двадцатилетних «заряженных» Цивиках демонстрируется резкий «подхват» с рывком. Но двигатели серии «K» работают гораздо эластичнее, т.к. систему VTEC разработчики дополнили системой изменения угла поворота одного распредвала относительно другого – VTC.

На фото справа — звёздочка впускного распредвала с открытым актуатором VTC. Наружная и внутренняя часть актуатора разделены полостями, в которые нагнерается масло под давлением. Полости чередуются (условно чётные и нечётные), давление в чётных и нечётных полостях меняется при помощи клапана управления. В зависимости от разницы этих давлений внутренняя часть звёздочки поворачивается относительно внешней в ту или иную сторону.
Теперь появилась возможность плавно изменять перекрытие фаз и за счёт этого оптимизировать работу ГРМ во всём диапазоне оборотов двигателя. На сайте www.procivic.ru можно посмотреть очень красивые динамические картинки, илюстрирующие работу VTC:

С таким арсеналом инженеры Хонды смогли без применения наддува отодвинуть «планку» падения мощности на 1500-2000 об. выше и из «атмосферного» двигателя выжать бОльшую максимальную мощность так, что бы не страдала эффективность двигателя на малых и средних нагрузках. И это действительно сделало семейство этих двигателей неординарным: «табун в две сотни лошадей» из двухлитрового атмосферника – согласитесь, впечатляет!

А теперь от триумфа переходим к реальности. Двигателей, у которых полностью реализованы возможности i-VTEC, в линейке «K» меньшинство. Такими моторами могут похвастаться например владельцы Honda Accord с седьмого поколения (после 2002 г.в.) с двигателем K24A3:

У этого двигателя двойной набор кулачков и на впуске и на выпуске, переключение VTEC на 6000 об/мин., степень сжатия 10,5 : 1, и выдаёт он 190 л.с. на 7000 об/м. с крутящим моментом 223 Нм на 4500 об/м.

Другой вариант реализации i-VTEC у двигателя K20A (без цифры после буквы A) тоже с выдающимися характеристиками. У этого мотора переключение кулачков только на впуске, а выпускной распредвал имеет по одному кулачку на каждый цилиндр, и через сдвоенный рычаг он открывает два клапана сразу.

Эти двигатели выдают 220 л.с. на 8000 об/м. и крутящий момент 206 Нм на 7000 об/м. Японцы ставили их на машины «для себя»: праворульные Civic Type-R, Integra, Stream…

Ещё раз обратите внимание на характеристики K24A3 и K20A: двигатель бОльшего объёма имеет меньшую максимальную мощность — 190 л.с. против 220! Дьявол как обычно укрывается в деталях — у K20A максимальная мощность развивается на 8000 оборотов против 7000 у K24A3. Как часто Вы крутите мотор до «красной зоны»? Вот именно. Но зато максимальный крутящий момент у K24A3 выше — 223Нм и достигается он на вполне повседневных оборотах — 4500, а «двухлитровик» для его максимальных 206 Нютонов надо крутить до 7000 об. Почувствуйте разницу.

Что имеют остальные моторы этого знаменитого семейства? Большинство «гражданских» Хонд, которые катаются на просторах Американских континентов, Европы, в т.ч. России и СНГ, имеют незаурядные дефорсированные версии этого замечательного двигателя: K20A1 (европейский Stream 01-06 г.), K20A3 (американский Civic 02-05 г.), K20A4 (европейская CR-V 02-06 г.), K24A1 (американская CR-V 02-06 г.), K24A4 (Element 03-06 г.), K24Z1 (американская CR-V 07-11 г.), K24Z4 (европейская CR-V 07-12 г.) и т.д. Список довольно длинный.
Выпускные распредвалы этих двигателей имеют по одному кулачку на цилиндр. А впускные распредвалы формально по два кулачка, но фактически тоже по одному:

Смотрим ещё внимательнее на впускной вал:

Коромысло двойное (а не тройное), один (на фото справа) кулачок нормальный, а второй (левый) слегка выпуклый почти круглый! Когда VTEC выключен, работает только один клапан, а второму клапану круглый кулачок делает «лёгкий массаж». И только когда включается VTEC (тут это происходит на 3000 об.мин.), рокеры объединяются и оба клапана работают по одному стандартному кулачку.
Не верится? Вот в подтверждение сказанного, диаграмма из оригинального сервис-мануала без всяких купюр и редактирования:

Маленький бугорок на левой диаграмме – это работа второго клапана на низких оборотах.
Получается, что до 3000 об/мин. мотор придушен, а после трёх тысяч – это обычный «шестнадцатиклапанник».
Ну и какой толк от такого VTECа? Официально считается, что такое решение придаёт экономичности двигателю на малых нагрузках. Ерунда это! На малых оборотах в двигатель поступает небольшое количество смеси и совершенно неважно, через одну «дырку» она туда будет засасываться или через две. Тот же самый «экономический» эффект легко можно получить просто уменьшив угол открытия дроссельной заслонки и ECM (блок управления двигателем) автоматически уменьшит количество подаваемого в двигатель топлива.

Могу взять на себя смелость заявить, что малофорсированные двигатели из линейки «К» по своим базовым характеристикам несильно отличаются от своих предшественников того же объёма. Предлагаю сравнить основные параметры двухлитровых двигателей, которыми оснащались CR-V первых трёх поколений для европейского рынка (несмотря на множество различий, все они вписаны в одинаковые габариты и примерно одинаковы по массе):

CR-V 1 (с 1999 г.в.)CR-V 2CR-V 3
ДвигательB20ZK20A4R20A
Рабочий объём197319981997
Степень сжатия9,69,810,5
Макс. мощность147 л.с. (110кВт) при 6200 об/м150 л.с. (112 кВт) при 6500 об/м150 л.с. (112 кВт) при 6200 об/м
Крутящий момент180 Нм при 5500 об/м192 Нм при 4000 об/м189 Нм при 4200 об/м
Макс. обороты6800 об/мин.6800 об/мин.7100 об/мин.

Как видим K20 немного лучше своего предшественника B20 и даже своего последователя R20, прежде всего это касается крутящего момента, в чём лично я вижу заслугу системы VTC, в остальном различия незначительны или их нет.
Благодаря опять же VTC, двигатели «К» вписываются в более строгие экологические нормы «Евро 4» даже без применения дополнительной системы рециркуляции выпускных газов EGR (частичная рециркуляция видимо обеспечивается за счёт перекрытия фаз).
А что с расходом топлива? Тут конечно надо понимать, что расход зависит не только от двигателя, но и от других характеристик автомобиля, условий его эксплуатации, стиля вождения и даже времени года… Но анализируя информацию из интернета, общаясь с владельцами CR-V на работе, да и из личного опыта, могу сказать, что тут «революции» не произошло – у CR-V всех поколений средний расход примерно одинаковый: 9-11 л./100км. по трассе, и до 15 л. в городе.

Читать еще:  Видео краш- тестов Honda Accord (2003)

«Мораль сей басни такова»: в большинстве случаев шильдик «iVTEC»- не более чем рекламная фенька, и мало характеризует реальные способности двигателя. Такие двигатели легко отличить хотя бы по заявленной максимальной мощности — примерно 150 л.с. для 2.0 л.объёма, и 160 л.с. для 2.4л., что не очень то выделяет их на фоне обычных шестнадцатиклапанных моторов того же объёма. Хотя маретинговая уловка делает своё дело — я много раз слышал рассказы от владельцев Хонд с «недоВТЕКовыми» моторами про реальный подхват после 3000 тыс. оборотов. Магия убеждения!

Система VTEC SOHC, работа на пальцах

Как работает VTEC система: расположение и типы

Система VTEC — The Variable Valve Timing and Lift Electronic Control, электронно-управляемая система фазы клапанов, ее наличие обусловлено моделью двигателя, а именно моделью ГБЦ, соленоидами подачи масла и блока управления двигателям ECU с распределенным впрыском. На нижнем изображении показано место на ГБЦ, где находятся соленоиды VTEC, отвечающие за включение рокера с большим ходом. На втором изображении показано, где находится VTEC — бочонок соленоида говорит о том, что в двигателе установлен VTEC. Существуют разновидности одновальной SOHC системы VTEC, к сожалению, вторая система DOHC VTEC не устанавливалась на моторах серии D D14, D15, D16. Сопротивление клапана соленоида VTEC 14-30ом, при 12 Вольт.

Вид соленоида двустэйжевой системы VTEC

Место расположения соленоида на блоке ГБЦ Honda Civic

Что такое VTEC, как работает VTEC, смысл системы

По простому, электронно-управляемая система фазы клапанов, или просто VTEC. достаточно понять пару основ для чего она нужна и все встанет на своим места. Обычный 4х тактный двигатель, тянет воздух из атмосферы при давление в 1 бар, тоесть примерно 760ммрт (Так же это 1 атмосфера или 101кПа). С увеличением оборотов, возрастает и скрость движения поршня. На низких оборотах поршень засасывает воздух максимально чисто на сколько возможно, тоесть поршень медленно опускаясь засывает объем с давелнием в 1 атмосферу. С увеличением скорости поршня, давление снижается, тк уже не хватает времени чтобы воздух был при нормальных условиях. Вы наверное видели графики с диностенда, где пиковая мощность около 5000-6000 оборотов, а дальше линия мощности падает. Это потому что двигатель не может засосать воздуха больше, он на столько разрежен (тоесть молекул воздуха мало) что становиться трудно раскрутить мотор. Вариантов решения много, убрать сопротивление воздуха путем установки нулевого фильтра, холодного впуска, увеличением диаметра дроселя, портирование каналов впуска или нагнетать воздух под давелнием. Но, Honda придумала свой способ. При достижение критической точки достижения мотора мощности (примерно 5500 оборотов), включается система VTEC на впускных клапанах, которая держит клапана немного дольше открытыми чем обычно, что дает дополнительное время на «всос» воздуха. теперь мертвая точка смещается в диапазон 7000. Любая работа с впускной системой типа портинга дает прибавку к мощности на верхах но может отнять очки по тяге на низах, так как момент так же смещается на более выскокие обороты, до которых еще надо расскрутить двигатель, воздуха очень много. что делать? душить двигатель на низах, уменьшийть пропускаемость воздуха к примерну уменьшив диаметр дроссельной заслонки. Наверное вы слышали что 8 клапанный двигатель на низах имеет больший потенциал чем 16 клапанный. Вот это тоже самое. Инженеры Honda придумали систему ECO-VTEC, принцип работы которого не просто сохранить топливо а еще и «задушить» двигатель до 2500 оборотов (примерно) чтобы вытащить максимальную тягу, при работе всего 12 клапанов. В сумме получается, что при полном VTEC 3-Stage, низы задушенны и имеют хороший момент, далее работа в нормальном 16 клапанном режиме, и активация на высоких оборотах уже VTEC чтобы воздуха попало больше. Вот и все что нужно знать из азов по VTEC.

Принцип работы VTEC

Покажу на примере самого известного и простого анимационного изображения, объясняющего принцип работы VTEC. По достижению давления масла в двигателе, а также достижению оборотов, обычно 5500 RPM за счет соленоида открывается клапан VTEC, который подает масло в систему газораспределения.

Анимационная демонстрация части работы системы VTEC

Давления масла толкает «защелки» рокеров, которыми блокируется основные и средний рокер. Теперь клапаны открываются глубже — дольше. В этот же момент в блоке управления двигателем мозге ECU переключаются топливные карты и карты зажигания. За счет обогащенной смеси и более длительного открытия клапанов появляется более мощный импульс для толкания поршня.

Принцип действия включения рокера VTEC

Длительность открытия клапана VTEC

Как вы понимаете, длительность открытия клапана VTEC зависит от оборотов двигателя RPM. Примерно на 5500 оборотах VTEC включается, при 4600 (примерно) VTEC выключается. На автоматической коробке до 4 передачи включение VTEC составляет не более 5 секунд, система автоматизирована и при достижении оборотов и скорости переключает передачу, а значит, сбрасывает обороты RPM. По времени работы системы VTEC это всего несколько секунд, но именно они дают настоящий прирост. Втек не включается на нетралке, и режиме парковки в автомате и вараторе.

VTEC 3-Stage: что это такое

Наконец я расскажу о системе VTEC 3-Stage, (3 стейдж). Данная система установлена так же в ГБЦ, устанавливалась после 1996 года. Имеет 2 соленоида. Управляется 12вольтами, при подаче открывается клапан подачи масла, если есть конечно давление масла. Ставился на JDM моторе D15B, одновальной SOHC, и конечно не B серии. Вещь довольно интересная и пользуется спросом. Имеет 3 стадии, совмещает все режимы работы всех видов SOHC D серии. ECU были нескольких типов, но только OBD2 серии, ниже список всех ECU p2j 3-Stage

  • OBD2A 37820-P2J-J62 Вариатор
  • OBD2A 37820-P2J-J63 Вариатор
  • OBD2A 37820-P2J-J61 Вариатор​
  • OBD2A 37820-P2J-003 Механика
  • OBD2B 37820-P2J-J11 Механика
  • OBD2B 37820-P2J-J81 Вариатор от Vi-RS
  • OBD2B 37820-P2J-J71 Вариатор

VTEC 3-Stage: Автомат

В 6 поколление, с которого пошел 3-Stage VTEC, были комплектации только с механической и вариаторной коробкой передач. Но в 7 поколение с 2001 по 2003 год, на моторы 1.6 так-же устанавливалась голова P2J (PLL), и управлялась соответственно мозгом 37820-PLL-D52. Мотор 3-Stage VTEC назывался D16W9 и имел мощность 130лсю

VTEC 3-Stage: принцип работы

Как работает VTEC 3-Stage, первая стадия начинается от 0 RPM и заканчивается в 4000 RPM. в этой стадии ГБЦ работает как VTEC-E. Работает только 12 клапанов. в каждом цилиндре работает два выпускных клапана но только один впускной. Это позволяет делать экономичный и плавный разгон.
Следующая стадия, это работа всех 16 клапанов. Включается первый VTEC соленоид. Обычный режим, работает от 4000 до 6000
Последняя третья стадия, включается второй клапан, впускные клапана открываются на больший период, что позволяет дать больше топливной смеси. Работа от 6000 и до конечной точки работы
Отключается вся система в обратном порядке, сначала 2й соленоид, потом 1 соленоид.

Пора за работу

Теперь когда вы знаете как работает VTEC пора его ставить на свой D14A3 или D14A4, предлагаю воспользоваься переводом статьи DoDo Joris, которой пользовался я, либо воспользоваться моей статьей об установке VTEC. Тем неменее, удачи в ваших экспериментах.

Случайная статья узнай что то новое

Данная статья актуальна для автомобилей Honda выпуска 1992-2000 годов, таких как Civic EJ9, Civic EK3, CIVIC EK2, CIVIC EK4 и CIVIC FERIO (частично). Информация будет актуальна для владельцев Honda Integra в кузовах DB6, DC1, с моторами ZC, D15B, D16A.

  • Автоэкзотика — 1 мая
  • Jap Days — 22 Июня
  • JAP CAR FEST — 19-21 июля
  • Москва
  • Санкт-Петербург
  • Минск
  • Уфа

EJ9 и EK3 — записки инженера о Honda Civic 1998. 2010 – 2019 . Вся информация приводится для ознакомления, автор не несет ответственности за вред полученный в результате применения материалов сайта, находясь на сайте вы подтверждаете своё согласие с этим. Сделано Хондоводом для Хондоводов. Автор: Илья Серб Все изображения имеют авторство Карта сайта Honda Civic, всем VTEC!

Варианты систем VTEC

Рассматривать VTEC следует не с позиций обособленной системы, а целое семейство инженерных решений, которые были реализованы в разные годы. Разновидностей VTEC в двигателях полноценных легковых автомобилей массой как минимум в 1000 кг (существует и аналоги для мотоциклов) несколько:

  • DOHC VTEC (1989-2001) – система на самом мощном безнаддувном силовом агрегате Honda до 2001 года, известном под маркой B16A. По 3 кулачка для впускных и выпускных клапанов цилиндров устанавливались на каждом из двух распределительных валов. По достижении 5000 об/мин бензиновый ДВС начинал работать с повышенной мощностью, выдавая при объеме всего 1,6 литра до 180 л. с. Все это было возможно на атмосферном давлении без турбонаддува. Для сравнения, дизельный двигатель 1J2 (TDI), которым оснащались автомобили немецкого производства с конца 1990-х годов, имеет турбонаддув, объем 1,9 л, но выдает только 110 л. с.
  • SOHC VTEC (с 1991 по 2001) – упрощенный вариант VTEC. Так как в двигателях SOHC используется единый вал с кулачками для впускных и выпускных клапанов, VTEC реализована только на впуске.
  • SOHC VTEC-E (1991-2001) – дальнейшее развитие технологии, но уже не для повышения мощности, а с целью снизить расход топлива либо нагрузку на двигатель при умеренном стиле езды. Посредством рокеров кулачки обеспечивают большее открытие только одного из двух клапанов. Второй открывается несущественно, благодаря чему образовывается сильное завихрение в районе искрения свечи. Это дает возможность применять обедненную рабочую смесь. Если ДВС переходит в режим работы на повышенных оборотах, VTEC осуществляет одинаковое открытие обоих впускных клапанов цилиндра, прибавляя таким образом мощности.
  • 3-stage SOHC VTEC (1995-2001) – третье поколение SOHC VTEC. Сочетание двух упомянутых выше разновидностей VTEC с возможностью работы в трех режимах. На малых оборотах открывается и закрывается только один клапан цилиндра, на средних – два, на высоких задействуется кулачок с особым профилем. В результате достигаются и экономичность при средней и малой нагрузке, и мощность при высокой.
  • i-VTEC (с 2001) – наиболее современная вариация VTEC. Как и прежде, используется трехкулачковый механизм управления клапанами. Важное отличие от других типов VTEC заключается в том, что моменты открытия и закрытия впускных клапанов при одном и том же положении поршня могут регулироваться интеллектуальной системой. Вследствие этого изменяется степень наполнения цилиндров рабочей смесью. На малых оборотах она меньше, на повышенных – больше.

Читайте также: Что такое ГРМ в автомобиле , для чего он нужен и как устроен.

Устройство системы DOHC i-VTEC ( втэк ) от Honda

На сегодняшний день DOHC i-VTEC – это вершина технологий, которые Honda применяет к дорожным автомобилям. Civic Type R, Civic Si, RSX Type S, Accord Euro-R, S2000 – все они связаны красным сердцем под названием DOHC i-VTEC.

DOHC i-VTEC — система управления газораспределением в двигателе. И чтобы приступить к объянениям самой сути системы не лишним было бы вспомнить, что такое газораспределение и основные ее составляющие.

Газораспределение – это ничто иное как процесс впуска в цилиндры двигателя свежего заряда топливно-воздушной смеси и выпуска отработавших газов. Мощность и крутящий момент, расход топлива и токсичность выхлопов напрямую зависят от эффективности газораспределения, т.е. на сколько эффективно цилиндры наполняются свежим топливом и насколько эффективно избавляются от продуктов ее сгорания.

Двигатель Honda с DOHC i-VTEC

Если капнуть глубже, то окажется, что непосредственное влияние на процесс газораспределения оказывают кулачки рапределительных валов. Вернее их профиль, высота и угловое положение кулачков впускных относительно выпускных.

Если бы существовала возможность создать кулачки с профилем и углом, обеспечивающие наилучшие мощностные, экономичные и токсичные показатели во всем диапазоне оборотов двигателя, появление таких систем как VTEC было бы необъяснимым. Разумеется, такие кулачки создать невозможно, поэтому VTEC существует.

Во время работы на высоких оборотах время, в течение которого клапаны открыты, сокращается. Для того, чтобы достигнуть оптимального наполнения цилиндра топливно-воздушной смесью, а после сгорания избавиться от отработавших газов, клапаны должны открываться раньше и закрываться позже, увеличивая тем самым время «открытости» клапанов. Подобрать кулачкам соответствующий профиль очень легко, однако на низких оборотах за такое газораспределение придется расплачиваться. Через преждевременно отрытый выпускной клапан из цилиндра в выпускной тракт попадут отработавшие газы, еще имевшие нерастраченную на полезную работу энергию, т.е. недогоревшее топливо.

По причине позднего закрытия того же выпускного клапана вслед за этим в выпускной коллектор до воспламенения может попасть часть свежей горючей смеси. Другая часть свежего заряда может оказаться также «за бортом» через неуспевший закрыться впускной клапан. Эта часть топливно-воздушной смеси попадет обратно во впускной коллектор. Понятно, что такая работа двигателя далеко не эффективна, а потери и по расходу топлива и по мощности очевидны.

DOHC i-VTEC позволяет избежать вышеописанных неприятностей на низких оборотах и обеспечить существенную отдачу на «верхах» и средних оборотах. В принципе, с этим не плохо справлялся DOHC VTEC предыдущего поколения, однако у DOHC i-VTEC больше тяги на низах, чем старый DOHC VTEC похвастаться не может. Возможно, это не единственное различие между старым и новым двухвальным VTEC. К сожалению, на красноголовых DOHC i-VTEC не ездил, поэтому проводить дальнейшее сравнение просто не имею права. Уверен, что у каждого из них найдутся свои плюсы и минусы. Однако новый DOHC i-VTEC производительней и этот факт стоит признать.

В ходе длинного вступления вы, наверное, подумали, что DOHC i-VTEC система не имеющая разновидностей. Впрочем, сама Honda позиционирует ее без деления, хотя на самом деле DOHC i-VTEC имеет два подвида, которые берут свои корни с предыдущего поколения VTEC.

Разновидности DOHC i-VTEC

DOHC i-VTEC DOHC VTEC + VTC

DOHC i-VTEC I SOHC VTEC-E + VTC + не втековый выпускной распредвал

СистемаТип VTECVTC
DOHC i-VTECVTEC на впуске и выпуске. Момент срабатывания VTEC — 5800 об.мин.на впускном распредвале
DOHC i-VTEC IVTEC-E на впуске, выпускной распредвал стандартный. Момент срабатывания VTEC — 2500 об.мин.на впускном распредвале

По большому счету префикс «i» в названиях системы подразумевает, что в паре с системой VTEC работает VTC. Но перед тем как разобраться, что такое VTC вспомним принцип работы традиционных VTEC и VTEC-E, так как DOHC i-VTEC в обоих его проявлениях основан именно на принципах работы VTEC первого поколения.

DOHC i-VTEC

Вспомним, что в стандартном двигателе на каждый клапан в цилиндре приходится свой кулачок на распредвале. Однако, в моторах с DOHC i-VTEC на каждые два клапана предусмотрено 3 кулачка на распредвале – два стандартных крайних и один центральный кулачок с более агрессивным профилем, который вступает в работу с момента включения системы VTEC. Т.е принцип действия нового DOHC VTEC (составляющую DOHC i-VTEC) абсолютно идентичен работе DOHC VTEC первого поколения

Читать еще:  Видео краш- тестов Honda Insight

Устройство и принцип работы VTEC, как составлющей системы DOHC i-VTEC

Два внешних кулачка отвечают за работу двигателя на низких оборотах, а центральный подключается на высоких оборотах. Обратите внимание, что кулачки воздействуют на клапана не непосредственно, а через так называемые коромысла/рокеры, которых тоже три на два клапана.

До тех пор пока система VTEC отдыхает, каждый рокер работает независимо друг от друга. Внешние кулачки обеспечивают открытие клапанов, а центральный кулачок, хотя и вращается вместе с остальными, но до поры до времени работает в холостую. Как только двигатель переходит в режим высоких оборотов система VTEC включается (5800 оборотов в минуту). Посредством давления масла система смещает специальные поршеньки (sinchronizing pin) внутри рокеров таким образом, что все три рокера превращаются в одну единую конструкцию. До этого работавший вхолостую центральный кулачок вступает в игру. Теперь два крайних рокера начинают работать по законам центрального кулачка, загоняя клапана глубже.

Таким образом, в режиме VTEC в цилиндры поступает больше топливно-воздушной смеси, и как следствие, значительное увеличение мощности.

DOHC i-VTEC I

Немного по другому работает VTEC-E – составляющая системы DOHC i-VTEC I. Если DOHC i-VTEC настроен на максимальную производительность, то главная задача для DOHC i-VTEC I — экономия топлива при «достойной тяге».

Устройство и принцип работы VTEC в DOHC i-VTEC I

Суть системы в том, что на малых оборотах двигатель работает на обедненной топливо-воздушной смеси, которая поступает в его цилиндры только через один впускной клапан. Да, да — именно один, тем самым превращая 16-клапанный 4-х цилиндровый двигатель в 12-ми клапанный. Если у DOHC i-VTEC применяется дополнительный третий кулачок, то в случае с DOHC i-VTEC I один из двух кулачков на низких оборотах попросту отключен. Попадая в цилиндр только через один клапан рабочая смесь начинает интенсивно завихряться, благодаря чему сгорание становится более эффективным и устойчивым. При увеличении оборотов (2500 оборотов и выше) срабатывает система VTEC и, только тогда, оба клапана начинают совместную работу.

Принцип действия DOHC i-VTEC I точно такой как и у VTEC-E первого поколения. Отличие лишь в том, что в DOHC i-VTEC I два распредвала — впускной с VTEC-E и стандартный выпускной.

VTC — это та дополнительная составляющая, которая превращает DOHC VTEC в новый «DOHC i-VTEC» и «VTEC-E» в «DOHC i-VTEC I». Это механизм, который доворачивает впускной распределительный вал относительно выпускного с помощью давления масла.

Аббревиатура VTC расшифровывается как Variable Timing Control, что в переводе означает «Система изменения фаз газораспределения». По сути, расшифровка названия имеет тот же смысл, что и VTEC. В принципе цель этих систем одна и та же, но каждая это делает по разному и в тоже время дополняет друг друга. Дополнительная система VTC установлена и воздействует только на впускной распредвал.

При высоких оборотах времени на открытие-закрытие клапанов значительно меньше, хотя топливо-воздушной смеси нужно подавать больше. Следовательно, необходимо увеличить фазу открытия и высоту подъема клапана чем и занимается VTEC, а система VTC «создает благоприятные условия» для эффективной работы VTEC.

Если система VTEC с помощью дополнительного кулачка позволяет вогнать клапаны глубже и незначительно увеличивает время открытого состояния, то VTC дает возможность довернуть распредвал таким образом, что клапаны откроются раньше, что способствует более эфективному продуванию цилиндров.
В отличие от основной системы VTEC, которая включается в определенном диапазоне оборотов, дополнительная система VTC работает постоянно и непрерывно, регулируя момент открытия впускных клапанов в зависимости от нагрузки на двигатель. Давайте разберемся, как она это делает.

Механизм работы VTC

Исполнительная часть системы VTC интегрирована в шкив впускного распредвала. Если обычный шкив это цельная конструкция, один кусок металла, то шкив VTC состоит из нескольких частей.

Одна из частей — корпус шкива VTC, который жестко закреплен цепью ГРМ со шкивами выпускного и коленчатого валов. Другая часть — лопатка шкива VTC — деталь которая имеет свободный ход внутри шкива VTC и которая жестко закреплена с впускным распредвалом. Полость внутри корпуса шкива VTC, в которой лопатка имеет свободный ход заполнена моторным маслом. Подвод масла в полость шкива организована с двух сторон от лопатки. Таким образом, подавая давление масла в одну из сторон мы крутим лопатку в другую сторону. А воздействуя на лопатку шкива VTC мы напрямую воздействуем на распредвал с кулачками и, как следствие, изменяем угол положения впускных кулачков относительно выпускных.

Роль управляющего в этом процессе играет соленоид VTC. Получая данные о нагрузке на двигатель с ECU соленоид направляет давление масла в одну из сторон.

Как это происходит. К соленоиду VTC подведено моторное масло, которое имеет определенное системное давление, которое передается соленоиду VTC. Внутри соленоида происходит разделение направления масла на два канала — назовем их условно красный канал и желтый канал. Оба из этих каналов ведут от соленоида к полости шкива VTC, в котором лопатка шкива VTC имеет свободный ход. Красный канал подведен с одной стороны лопатки шкива, а желтый — с другой.

Угол перекрытия (перекрытие клапанов) – это угол положения впускных клапанов относительно выпускных, при котором впускные и выпускные клапаны одновременно открыты. Проще говоря, это момент времени, когда впускные и выпускные клапаны одновременно открыты.

В зависимости от условий работы двигателя соленоид направляет давление масла либо в красный либо в желтый канал. И если давление направлено, например, в красный канал, то с желтого канала происходит слив — воздействуя на лопатку шкива с одной стороны, система заставляет лопатку выдавливеть масло с другой стороны.

На холостых оборотах и на низких оборотах при малой нагрузке двигателя система VTC доводит угол перекрытия клапанов до минимума, чтобы двигатель работал стабильно. При увеличении нагрузки система плавно увеличивает угол перекрытия. На высоких оборотах при большой нагрузке система доворачивает распредвал (увеличивает угол перекрытия) до максимально возможного уровня. Величина угла перекрытия клапанов зависит от модели двигателя и как правило находится в пределах 25 — 50 градусов.

Если не вдаваться в особенности конструкции моторов с DOHC i-VTEC можно утверждать, что суть темы в этой статье раскрыта. На самом деле, новый DOHC i-VTEC в обоих его проявлениях это старый добрый VTEC дополненный новой интеллектуальной «фишкой» VTC. И именно за счет VTC моторы с DOHC i-VTEC (оба подвида) стали работать гораздо эластичнее моторов с VTEC первого поколения и имеют больше тяги на низах.

Несомненно, новые моторы производительнее, технологичнее и лучше, однако новый VTEC кое-что утратил — за счет приобретенных качеств включение VTEC, которое так «заводило» стало, практически, незаметным. И все же DOHC i-VTEC впечатляет.. «вгоняет» и «доворачивает».

Принцип работы

Как работает VTEC

При работе двигателя на малых и средних оборотах ЭБУ «держит» закрытым клапан-соленоид, давление масла в каналах рокеров отсутствует, и открытие клапанов осуществляется от кулачков с обычной геометрией. Центральный же кулачок воздействует на рокер (коромысло), но поскольку они не связаны с крайними рокерами, то он работает «вхолостую».

При достижении определенных оборотов коленчатого вала, ЭБУ открывает соленоид и масло под давлением подается в каналы, затем поступает в полость центрального рокера (коромысла) и выталкивает из посадочных мест штифты. Эти штифты выдвигаясь, попадают в проточки крайних рокеров. Благодаря этому, рокеры получаются соединенными и двигаются синхронно, как единая конструкция. При этом, поскольку высота центрального кулачка больше, чем боковых, он начинает «задавать» движение рокерам, что и обеспечивает большее время и высоту открытия клапанов.

Одновременно с переходом на использование центрального кулачка распредвала ЭБУ корректирует работу впуска, подавая в цилиндры больше топлива, и как итог повышая мощность.

После снижения оборотов до средних ЭБУ закрывает соленоид, рокеры разъединяются и открытие клапанов снова происходит от боковых кулачков с обычной геометрией.

VTEC конструкторами Хонда постоянно совершенствуется, поэтому помимо DOHC VTEC она включает в себя несколько видов с разными конструктивными особенностями.

SOHC VTEC

Конструкция VTEC на двигателях с газораспределительным механизмом SOHC отличается от DOHC. В этом ГРМ используется только один распредвал, который приводит в действие впускные пары клапанов цилиндра и выпускные. Из-за этого установка по три кулачка на каждую пару привела бы к увеличению длины вала, а соответственно и головки блока. Дополнительно невозможность использования VTEC на выпускных клапанах обусловлена тем, что между ними проходит свечной колодец. Поэтому конструкторы Хонда на двигателях SOHC применили VTEC только на впускных.

Что касается функционирования, то у SOHC VTEC принцип работы не отличается от DOHC VTEC.

VTEC-E

Следующим этапом развития стала VTEC-E на тех же моторах SOHC. Конструкторы сделали ставку на максимальную экономичность двигателя. И сделано это было путем уменьшения высоты профиля одного из боковых кулачков. В результате, при малых нагрузках впускные клапаны открывались на разную высоту (один оставался почти закрытым), что позволило использовать на этом режиме функционирования мотора обедненную смесь. После же задействования соленоида оба открывались на одинаковую высоту.

Вас также заинтересует:

SOHC VTEC 3-stage

SOHC VTEC 3-stage отличается наличием трех режимов работы, что позволило подстраивать функционирование ГРМ под рабочие условия мотора. Конструкторы в этом виде совместили SOHC VTEC и VTEC-E, что и позволило получить три режима работы:

  1. Малые обороты коленвала. При таком режиме система копирует работу VTEC-E – из двух впускных открывается только один, который обеспечивает высокую экономичность мотора;
  2. Средняя нагрузка. При достижении таких рабочих условий включается в действие второй впускной.
  3. Высокие обороты. На этом режиме открытием клапанов начинает «заведовать» центральный кулачок с высоким профилем.

Трехрежимная работа VTEC реализована путем установки дополнительного клапана-соленоида. В результате открытием первого осуществляется подключение второго впускного клапана, а задействованием второго – переход на работу клапанов с высокопрофильным кулачком.

Тепловые зазоры клапанов

Тепловые зазоры клапанов рекомендуется проверять каждые 40000 – 50000 км и регулировать при необходимости. Регулировка, по традиции Honda, предельно простая: с помощью щупа и нехитрого инструмента, которые есть в каждом гараже. Холодные зазоры впускных клапанов – 0,2 мм, выпускных – 0,25 мм, ±0,02 мм. Практика показывает, что каждую третью регулировку клапанов стоит менять прокладку клапанной крышки.

Аббревиатура VTEC полностью расшифровывается следующим образом — Variable Valve Timing and Lift Electronic Control. В переводе на русский язык означает «электронная система управления временем открытия и высотой подъема клапанов» или, если говорить языком специалистов, электронная система регулировки фаз газораспределения. Этот механизм предназначен для того, чтобы оптимизировать прохождение воздушно-топливной смеси в камеры сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания преобразует химическую энергию, накопленную в топливе, в тепловую. Такое преобразование происходит во время сгорания горючей смеси. При этом возрастает температура и давление в цилиндре. Под давлением поршни двигателя опускаются вниз и, толкая коленчатый вал, приводят его в движение. Так химическая энергия преобразуется в механическое движение. Механическая сила определяется величиной крутящего момента. Способность двигателя поддерживать некоторую величину крутящего момента при некотором числе оборотов в минуту определяется как мощность. Мощность определяет, какую работу может производить двигатель. Весь процесс, осуществляемый двигателем внутреннего сгорания, не эффективен на 100%. На самом деле всего около 30% энергии, содержащейся в топливе, преобразуются в механическую энергию.

Теоретическая физика говорит о том, что при данном КПД для достижения высокой отдачи от мотора необходимо использовать больше топлива: в результате существенно возрастет мощность. Очевидно, что в этом случае нужно использовать двигатель с огромным рабочим объемом и поступиться принципами экономичности. Другой метод диктует необходимость предварительно сжимать топливную смесь посредством турбины и затем сжигать ее в цилиндрах небольшого размера. Однако и в этом случае расход топлива будет пугающим. В свое время концерн Honda пошел по иному пути, начав исследования с целью оптимизации работы двигателя внутреннего сгорания. В результате появилась технология VTEC, наделяющая мотор отменной экономичностью на низких оборотах и высокой мощностью при его «раскручивании».

Если сравнить скоростные характеристики различных двигателей, то нетрудно заметить, что у одних максимум крутящего момента достигается на низких оборотах (в диапазоне 1800-3000 об/мин), у других — на более высоких (в диапазоне 3000-4500 об/мин). Оказывается, есть зависимость между тем, каким образом на распределительном валу установлены кулачки, открывающие клапаны, и тем, какую мощность развивает мотор на различных оборотах коленчатого вала. Чтобы понять, чем это вызвано, представьте себе двигатель, работающий крайне медленно. Например, при 10-20 оборотах в минуту рабочий цикл в одном цилиндре занимает 1 секунду. При опускании поршня впускной клапан открывается, позволяя горючей смеси наполнить цилиндр, и закрывается, когда поршень достигает нижней мертвой точки. После завершения цикла сгорания поршень начнет движение вверх. При этом откроется выпускной клапан, позволив отработавшим газам покинуть рабочий объем цилиндра и закроется, когда поршень достигнет верхней мертвой точки. Такой алгоритм был бы идеален, если бы мотор работал на минимуме оборотов. Однако в реальной жизни двигатель куда энергичней.

С ростом ритма работы мотора описанный алгоритм просто не выдерживает критики. Если число оборотов коленвала достигает 4000 в минуту, клапаны открываются и закрываются 2000 раз ежеминутно, или 30-40 раз каждую секунду. На такой скорости поршню чрезвычайно сложно всосать в цилиндр необходимый объем горючей смеси. То есть в результате впускного сопротивления возникают насосные потери, и это главная причина, по которой уменьшается эффективность работы двигателя. Для облегчения участи мотора при работе на больших оборотах приходится, например, шире открывать впускной клапан. Разумеется, это упрощенное описание работы, но оно дает общее представление. Однако на малых оборотах такой алгоритм не годится: настройка распредвала «на скорость» лишь увеличит расход топлива. Следовательно, для лучшей эффективности нужно сочетать оба алгоритма работы, которые воплощены в механизме VTEC.

Появившись в 1989 году, система VTEC дважды модернизировалась, и сегодня мы имеем дело с ее третьей серией. Система VTEC использует возможности электроники и механики и позволяет двигателю эффективно распоряжаться возможностями сразу двух распредвалов, или, в упрощенных версиях, одного. Контролируя число оборотов и диапазоны работы силового агрегата, его компьютер может активизировать дополнительные кулачки с тем, чтобы подобрать наилучший режим работы.

В 1989 году на внутренний японский рынок поступили две модификации Honda Integra — RSi и XSi, использовавшие первый двигатель с системой DOHC VTEC. Ее силовой агрегат модели B16A при объеме 1,6 литра достигал мощности в 160 л.с., но при этом отличался хорошей тягой на низах, топливной экономичностью и экологической чистотой. Поклонники марки Honda до сих пор помнят и ценят этот великолепный мотор, тем более что его многократно усовершенствованный вариант и по сей день используется на моделях Civic.

Читать еще:  Honda Accord (1999 - 2003)

Двигатель с системой DOHC VTEC имеет два pаспpедвала (один для впускных, другой для выпускных клапанов) и 4 клапана на цилиндр. Для каждой пары клапанов предусмотрена особая конструкция — группа из трех кулачков. Следовательно, если мы имеем дело с 4-цилиндровым 16-клапанным мотором с двумя распредвалами, то таких групп будет 8. Каждая группа занимается отдельной парой клапанов. Два кулачка расположены на внешних сторонах группы и отвечают за действие клапанов на низких оборотах, а средний подключается на высоких оборотах. Внешние кулачки непосредственно контактируют с клапанами: опускают их при помощи коромысел (рокеров). Отдельный средний кулачок до поры до времени вращается и вхолостую нажимает на свое коромысло, которое активируется при достижении определенного высокого числа оборотов коленвала. В дальнейшем эта центральная часть отвечает за открытие и закрытие клапанов, хотя и действует как специальный промежуточный механизм.

Когда двигатель работает на малом ходу, пары впускных и выпускных клапанов открываются соответствующими кулачками. Их форма, как и у большинства аналогичных моторов, выполнена в виде эллипса. Однако эти кулачки способны обеспечивать лишь экономичный режим работы двигателя и только на малых оборотах. При достижении высокой скорости вращения распредвала задействуется специальный механизм. «Незанятый» до этого работой средний кулачок вращался и без какого-либо эффекта нажимал на среднее коромысло, никак не связанное с клапанами. Однако во всех трех коромыслах предусмотрены отверстия, в которые под высоким давлением масла загоняется металлический пруток. Таким образом, группа жестко фиксируется и в дальнейшем работает как одно целое. Тут в работу вступает отдыхавший до этого средний кулачок. Он имеет более продолговатую форму и поэтому при его нажатии все три коромысла, а значит и клапана, опускаются гораздо ниже и на больший промежуток времени остаются открытыми. В этом случае двигатель может «дышать» свободнее, развивать и поддерживать высокий крутящий момент и хорошую мощность.

После успеха системы DOHC VTEC компания Honda с еще большим рвением подошла к развитию и использованию своей новации. Моторы с VTEC проявили себя как надежные и экономичные, стали реальной альтернативой увеличению рабочего объема или использованию турбин. Поэтому несколько позднее была представлена система SOHC VTEC. Подобно своему «коллеге» DOHC новинка также предназначалась для оптимизации работы двигателя в разных режимах. Но из-за простоты своей конструкции и более скромных показателей мощности двигатели с SOHC VTEC выпускались меньшими объемами. Одним из первых двигателей, использующих упрощенную систему, стал обновленный агрегат D15B, выдававший 130 л.с. при объеме в 1,5 л. Этот мотор с 1991 устанавливался года на Honda Civic.

В моторе SOHC предусмотрен один-единственный распредвал на весь блок цилиндров. Поэтому кулачки впускных и выпускных клапанов располагаются на одной оси. Однако здесь также предусмотрены группы-тройки, в каждой из которых есть один специальный центральный кулачок. Простота конструкции заключается в том, что в двух режимах — для низких и для высоких оборотов — могут работать только впускные клапана. Промежуточный механизм с дополнительным кулачком и коромыслом также как и в случае с DOHC VTEC перехватывает на себя открытие и закрытие впускных клапанов, в то время как выпускные всегда работают в постоянном режиме.

Может создаться впечатление, что SOHC VTEC в чем-то хуже, чем DOHC VTEC. Однако это не так: эта система имеет ряд преимуществ, среди которых простота конструкции, компактность двигателя за счет его незначительной ширины, меньший вес. Кроме того SOHC VTEC возможно вполне легко использовать на двигателях пpедыдущего поколения, тем самым модернизируя их. В итоге силовые агрегаты с SOHC VTEC достигают тех же результатов, пусть и не столь ярких и удивительных.

Если назначение описанных выше систем VTEC состоит в сочетании максимальной мощности на предельных оборотах и довольно уверенной, но экономичной работе на «низах», то VTEC-E призвана помочь двигателю в достижении предельной экономии.

Но прежде чем рассмотреть очередное изобретение Honda необходимо разобраться с теорией. Известно, что топливо предварительно смешивается с воздухом и затем воспламеняется в цилиндрах (есть еще иной вариант — непосредственный впрыск, при котором воздух и топливо поступают в цилиндры отдельно). На мощность двигателя также влияет и то, насколько однородна такая смесь. Дело в том, что на малых оборотах невысокая скорость потока при всасывании препятствует смешению топлива и воздуха. В результате на холостом ходу двигатель может работать неуверенно. Чтобы предотвратить это, в цилиндры поступает обогащенная топливом смесь, что сказывается на экономичности. Система VTEC-E способна обеспечить уверенную работу двигателя на малых оборотах на обедненной топливом горючей смеси. При этом также достигается существенная экономия. В отличие от других механизмов, в системе VTEC-E нет никаких дополнительных кулачков. Так как эта технология нацелена на снижение потребления топлива на малых оборотах, то и затрагивает она действие впускных клапанов. VTEC-E применяется только в SOHC-двигателях (с одним распредвалом) с четырьмя клапанами на цилиндp из-за его «склонности» к низкому расходу топлива.

В отличие от других VTEC-моторов, где кулачки имеют приблизительно одинаковый профиль, в силовых агрегатах с VTEC-E используются две конфигурации. Таким образом, впускные клапана приводятся в движение кулачками различной формы. Профиль одного из них имеет традиционную форму, а другой практически круглый — слегка овальный. Поэтому один из клапанов опускается в нормальном режиме, а другой едва приоткрывается. Горючая смесь проходит через нормальный клапан легко, а через приоткрытый — весьма скудно. Из-за несимметричности потоков поступающей смеси в цилиндре возникают причудливые завихpения, в которых воздух и топливо смешиваются должным образом. В результате двигатель может pаботать на бедной смеси. С увеличением оборотов концентрация топлива растет, но режим, при котором реально работает лишь один клапан, становится помехой. Поэтому, приблизительно при достижении 2500 об/мин коромысла замыкаются и приводятся в движение нормальным кулачком. Замыкание происходит точно так же как и в других системах VTEC.

Систему VTEC-E часто незаслуженно считают изобретением, нацеленным исключительно на экономию. Тем не менее, по сравнению с простыми моторами, агрегаты с таким механизмом не только экономичнее, но и мощнее. За экономию отвечает первый режим, в котором работает один клапан, а за показатели мощности — «чистокровный» VTEC, подразумевающий широкое открытие впускных клапанов. Если сравнить два аналогичных мотора, один из которых оборудован механизмом VTEC-E, то простой агрегат окажется на 6-9% слабее и прожорливей.

Трехрежимный SOHC VTEC

Этот механизм представляет собой объединение системы SOHC VTEC и SOHC VTEC-E. В отличие от всех описанных выше систем эта имеет не два режима работы, а три. В зоне низких оборотов система обеспечивает экономичный режим работы двигателя на обедненной топливовоздушной смеси (как VTEC-E). В этом случае используется только один из впускных клапанов. На средних оборотах в работу включается второй клапан, но фазы газораспределения и высота подъема клапанов не изменяются. Двигатель в этом случае реализует высокий крутящий момент. На режиме высоких оборотов оба клапана управляются одним центральным кулачком, отвечающим за снятие с двигателя максимальной мощности. Эта система достаточно универсальна. Так, например, двигатель объемом 1,5 литра с таким газораспределительным механизмом проявляет неплохую удельную мощность: 86 л.с. на 1 л. рабочего объема. Одновременно с этим, если двигатель работает в первом, экономичном 12-клапанном режиме, расход при движении с постоянной скоростью 60 км/ч на автомобиле Honda Civic составляет около 3,5 л на 100 км.

Буква «i» в названии означает intelligent, то есть «умный». Прежние версии VTEC способны регулировать степень открытия клапанов лишь в 2-3 режимах. Конструкция нового газораспределительного механизма i-VTEC предполагает использование помимо основной системы VTEC дополнительную систему VTC (Variable Timing Control), непрерывно регулирующую момент начала открытия впускных клапанов. Открытие впускных клапанов задается в зависимости от нагрузки двигателя и регулируется посредством изменения угла установки впускного распределительного вала относительно выпускного. В двигателях с i-VTEC распредвал крепится к приводному шкиву через специальную гайку-шестерню, которая способная «доворачивать» его на угол до 60°

Применение системы VTC на ряду с VTEC позволяет эффективнее наполнять цилиндры двигателя топливо-воздушной смесью, а также улучшить полноту ее сгорания. Использование механизма i-VTEC позволяет достичь приемистости эквивалентной двигателям с рабочим объемом 2 литра, при этом топливная экономичность даже лучше чем у 1,6 литрового двигателя.

Семейство газораспределительных механизмов VTEC не представляет собой ничего волшебного, но дает просто поразительный эффект. Моторы Honda прямо-таки умеют подстраиваться под нагрузку, предоставляя удивительную мощность при скромном рабочем объеме. И в то же время на холостом и малом ходах японские моторы поражают выдающейся экономичностью. Вполне возможно, что следующим этапом в развитии систем VTEC станет механизм с отдельными соленоидами на каждый клапан, что позволит с хирургической точностью регулировать открытие клапанов.

Последний раз редактировалось Like Angel; 09.04.2007 в 05:30 . Причина: По просьбам трудящихся исправлен градус с 600 на 60

Механизм работы VTC

Исполнительная часть системы VTC интегрирована в шкив впускного распредвала. Если обычный шкив — это цельная конструкция, один кусок металла, то шкив VTC состоит из нескольких частей.

Одна из частей – корпус шкива VTC, который жестко закреплен цепью ГРМ со шкивами выпускного и коленчатого валов. Другая часть – лопатка шкива VTC – деталь которая имеет свободный ход внутри шкива VTC и которая жестко закреплена с впускным распредвалом. Полость внутри корпуса шкива VTC, в которой лопатка имеет свободный ход заполнена моторным маслом. Подвод масла в полость шкива организована с двух сторон от лопатки. Таким образом, подавая давление масла в одну из сторон мы крутим лопатку в другую сторону. А воздействуя на лопатку шкива VTC мы напрямую воздействуем на распредвал с кулачками и, как следствие, изменяем угол положения впускных кулачков относительно выпускных.

Роль управляющего в этом процессе играет соленоид VTC. Получая данные о нагрузке на двигатель с ECU соленоид направляет давление масла в одну из сторон.

Как это происходит. К соленоиду VTC подведено моторное масло, которое имеет определенное системное давление, которое передается соленоиду VTC. Внутри соленоида происходит разделение направления масла на два канала – назовем их условно красный канал и желтый канал. Оба из этих каналов ведут от соленоида к полости шкива VTC, в котором лопатка шкива VTC имеет свободный ход. Красный канал подведен с одной стороны лопатки шкива, а желтый – с другой.

Угол перекрытия (перекрытие клапанов) – это угол положения впускных клапанов относительно выпускных, при котором впускные и выпускные клапаны одновременно открыты. Проще говоря, это момент времени, когда впускные и выпускные клапаны одновременно открыты.

В зависимости от условий работы двигателя соленоид направляет давление масла либо в красный либо в желтый канал. И если давление направлено, например, в красный канал, то с желтого канала происходит слив – воздействуя на лопатку шкива с одной стороны, система заставляет лопатку выдавливеть масло, с другой стороны.

На холостых оборотах и на низких оборотах при малой нагрузке двигателя система VTC доводит угол перекрытия клапанов до минимума, чтобы двигатель работал стабильно. При увеличении нагрузки система плавно увеличивает угол перекрытия. На высоких оборотах при большой нагрузке система доворачивает распредвал (увеличивает угол перекрытия) до максимально возможного уровня. Величина угла перекрытия клапанов зависит от модели двигателя и как правило находится в пределах 25 – 50 градусов.

Особенности двигателей Хонда

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания был придуман давно, но его технологическое усовершенствование и доработка никогда не прекращаются. Повышение мощности и надежности, снижение расхода топлива и уменьшение себестоимости – основные направления, в которых работают ведущие мировые производители автомобилей. Компания Honda (Хонда) заняла лидирующие позиции по всем этим показателям благодаря выдающимся инженерным и творческим способностям своих сотрудников и в первую очередь – своего основателя Соитиро Хонды. Двигатели производства японского концерна имеют как минимум три ключевые особенности, отличающие их от остальных.

Направление вращения

Если рассмотреть семейства моторов B, D, F, H, J и ZC и обратить внимание на направление вращения коленчатого вала, то становится видно, что он крутится против часовой стрелки. Эта особенность характерна только для двигателей Хонда. Существует ряд вариантов ее объяснения. Согласно одному из них, Соитиро Хонда просто хотел сделать что-то, что бы отличало его продукцию от других. По другой версии, таким образом он обеспечил своим авто способность работать на запредельных скоростях вращения. Также возможно, Хонда не захотел переделывать проект подкапотного пространства, однажды расположив мотор не справа от коробки передач, как это делали другие производители, а слева. И, скорее всего, вызвано такое решение было маленькими габаритами капота ранних автомобилей компании.

Система VTEC

VTEC – это уникальная система газораспределения, позволяющая двигателю Хонда работать на оборотах, недоступных конкурирующим моделям. Суть ее работы сводится к тому, что при достижении скорости вращения порядка 5000 об/мин впускные клапаны начинают открываться на большее расстояние, благодаря чему двигатель получает больше топлива и происходит изменение движения потоков смеси внутри камеры сгорания. Реализуется такая схема работы особенностями конструкции впускного распредвала с кулачками разных размеров.

В последних моделях двигателей используется система i-VTEC, оснащенная еще одним изобретением – шкивом VTC, изменяющим фазы газораспределения в зависимости от оборотов коленвала. Эта система вывела двигатели компании на первое место по соотношению мощности к объему цилиндра.

Результат работы VTEC – это экономичность на низких оборотах и хорошая мощность на высоких. При этом стоимость такой системы позволяет применять ее в обычных легковых автомобилях.

Надежность на высоких оборотах

У большинства гражданских автомобилей других производителей 6000 об/мин на тахометре уже находятся в красном секторе. Это означает, что дальше необходимо переходить на повышенную передачу или сбрасывать газ, поскольку повышение оборотов выведет двигатель из строя. Оптимальный режим работы для них достигается при выходе на показания от 2500 до 4000 об/мин. Для моторов Хонда значение 5000 об/мин является частотой срабатывания системы VTEC, после включения которой двигатель способен набирать еще больший разгон.

Естественно, частые изменения режимов нагрузок не могут не сказаться на требованиях к техническому обслуживанию и к качеству применяемых расходных материалов. Поэтому необходимо тщательно следить за сроками проведения ТО и выполнять все необходимые мероприятия. Особенно критично двигатель относится к качеству, чистоте и вязкости масла. Несоблюдение сроков его замены или отсутствие внимания к его уровню могут вывести из строя даже самый надежный мотор.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector