Что такое система VTEC и как она работает

Система VTEC — что это

Автопроизводители по всему миру гордятся достижениями своих спортивных подразделений, будь то заводская конюшня в королевских гонках Формулы 1 или полностью переделанные машины для NASCAR. При этом многие наработки из этих сфер потом находят своё место под капотом серийных «гражданских» авто. Среднее звено между этими полюсами — спорткары, дорогие и редкие дорожные звери. Все шедевры инженерной мысли, построенные кропотливым трудом для взрывов адреналина на гоночных трассах, достойны восхищения. Находки и изобретения, созданные для них, толкают автоиндустрию вперёд. Казалось бы, все автомобильные открытия должны доставаться на их долю. И это отчасти правда.

Конструкторы постоянно находятся в состоянии выбора. Мощный двигатель, который отлично «ведёт» машину на больших скоростях, не очень удобен на малых, город диктует свои условия постоянными пробками и требованиями к расходу топлива в них. Найти равновесие, соблюсти баланс между такими крайностями очень непросто. У каждой именитой компании есть решение парадокса, и водители всегда находят в них как достоинства, так и недостатки. Впрочем, в этом ряду есть решение, стоящее особняком; двигатели с этой технологией производятся по сей день с 1989 года (с незначительными изменениями). Это система VTEC от Honda.

Краткая историческая справка

Строго говоря, это не один двигатель. VTEC (в переводе электронная система изменения времени и хода клапанов), по сути, представляет собой целое семейство систем управления газораспределением. Как уже было упомянуто выше, компания Honda разработала систему VTEC в 1989 году. Для того времени это была потрясающая инновация, позволившая построить атмосферный двигатель, с одного литра которого удалось «снять» ровно 100 лошадиных сил, при этом заставив его работать без провалов тяги как на низких, так и на высоких оборотах! Двигатель DOHC VTEC (с двумя распредвалами) стал мировой сенсацией.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания предполагает преобразование энергии посредством сгорания. Высвободившаяся при этом энергия толкает поршень в цилиндре. Это общеизвестно; инновация VTEC в том, что клапанами управляют не 2 «кулачка» на распредвале, как в обычных двигателях, а 3. На высоких оборотах третий кулачок оказывается задействован выдвигающимися под давлением масла штифтами. Таким образом, на низких оборотах двигатель работает как обычно, обеспечивая комфортную езду в спокойном темпе, а на высоких за счёт изменённой системы газораспределения, показывает характеристики спортивного мотора.

Такая технология принесла компании Honda славу производителей спортивных двигателей для гражданских машин. Достоинства технологии были значительны: это и компактные размеры двигателя, и «бюджетность» производственного цикла и т. д. За счёт итоговой простоты технологии ремонт двигателя Хонды не вызывал трудностей; многим покупателем пришлось по душе и то, что атмосферный двигатель лишён главного недостатка турбированных, а именно турбоямы при наборе оборотов. Момент между набором оборотов за счёт собственных ресурсов двигателя и включением турбины (раскруткой лопастей) занимает осязаемое время, которое характеризуется провалом тяги, так называемой турбоямой. Так вот, атмосферный двигатель выдаёт крутящий момент равномерно, не заставляя водителя переживать за включение турбины или интеркулера.

Спустя 2 года после выпуска DOHC Honda построила его «упрощённую» версию, SOHC. Она отличалась одним общим распредвалом вместо двух, и до 2009 года VTEC на этом движке работала только на впускных клапанах. Дело в том, что особенности конструкции не позволяли разместить кулачки на выпускных, им мешали расположенные там же свечи зажигания.

Помимо описанных двух вариаций, в разное время Honda выпускала VTEC двигатели SOHC VTEC E, i-VTEC, 3-stage SOHC VTEC. У каждого из них свой набор достоинств, они использовались как в спортивных, так и не в спортивных авто модельного ряда Honda, и надолго остались в производстве. Общая черта этих двигателей, которая заставляла покупателей раз за разом выбирать именно их надёжность. Мы уже упоминали об этом выше. Благодаря незамысловатости конструкции и своевременным (с каждым новым поколением) изменениям от инженеров Honda, двигатели VTEC всегда оставались на вершине по соотношению цена/качество. Двигатель получал в каждой фазе газораспределения настолько богатую или бедную смесь, насколько это требовалось. Из-за этого моторы отличались также экономичностью. Например, широко известно, что на одном из тестов Honda Civic с мотором SOHC VTEC E при движении со скоростью 60 км/ч потребляла всего 3,5 литра на 100 км. Помимо автомобилей, конструкторы Honda использовали эту технологию в мотоциклах.

Читайте также:  Автобус междугородний и пригородный от Неман Ивеко 420211-511 – средний класс

Принципы работы

В процессе работы двигателя внутреннего сгорания впускные и выпускные клапаны управляются кулачками на распредвале. Мы уже упоминали, что отличительная черта двигателя VTEC — это наличие третьего кулачка, которого нет в других системах. Суть в том, что для оптимальной работы двигателя на разных оборотах нужны разные настройки клапанов; чем больше обороты двигателя, тем длиннее должен быть промежуток «открытости» клапана. Датчик VTEC на высоких оборотах улавливает изменение давления масла и активирует выдвижные штифты, которые задействуют в работе двигателя третий кулачок, суть системы VTEC. За счёт этого клапаны открыты дольше, в цилиндр подаётся более богатая смесь и, соответственно, возрастает мощность. Если рассмотреть ДВС того времени без VTEC, то стандартный атмосферный двигатель был либо маломощным, и тогда он обеспечивал комфортную работу на низких оборотах, либо очень мощным, и тогда он был хорош на высоких. Это создавало жёсткую дифференциацию между спортивными машинами и всеми остальными. Благодаря VTEC (а также аналогам от других производителей) сейчас такой разрыв гораздо менее заметен.

В разные поколения двигателя использовались разные датчики VTEC. Самые «продвинутые» были задействованы в системах i-VTEC; здесь их задача осталась той же, но выросла точность измерения. Связано это с особенностью технологии: с 2001 года фазы газораспределения больше не были ограничены 3 положениями, они изменялись прямо по ходу работы. Сначала угол открытия клапана менялся от 25 до 50 градусов, потом с помощью анализа данных от датчика VTEC инженеры стали по необходимости отключать несколько клапанов. Это дало возможность вывести экономичность моторов на новый уровень при сохранении привычной надёжности и безупречности работы. Смещение угла стало возможным после замены шестерни распредвала на гидравлический механизм. Используя давление масла внутри шкива как данные для анализа, компьютер отдаёт контроллеру команду открыть клапан на столько-то градусов (или не открывать его вовсе). Мгновенная обработка данных с датчика стала отличным оправданием букве i («интеллектуальный») в названии, постоянное изменение фаз газораспределения устранило снижение крутящего момента на высоких оборотах, характерное для предыдущих поколений двигателей, ещё больше усовершенствовав «выдачу» крутящего момента на низких. За счёт этой системы автомобили Honda стали ещё более экономичными. Или, напротив, ещё более мощными. Это зависело от настроек компьютера; теперь один и тот же двигатель с разным набором опций устанавливался как на спортивные, так и на «семейные» автомобили марки.

Что дальше

Сейчас Honda вовсю работает над технологией AVTEC, развитием предыдущих инкарнаций. Теперь они хотят сделать постоянно изменяемыми не только время открытия и ход клапанов, но и сам профиль кулачков, который ранее был неизменным и тем самым ограничивал возможности двигателя. Так что, возможно, в ближайшее время мы получим ещё одно инженерное чудо от этой японской компании.

Читайте также:  Особенности и недостатки Lexus IS (XE2) с пробегом (Лексус ИС)

Как работает VTEC: Пример на реальном двигателе Honda

Вот наглядное объяснение об устройстве японских двигателей VTEC Honda.


Если вы автолюбитель вы вероятно слышали термин «VTEC», но возможно не знаете, что он означает в автопромышленности. Если это так, то для вас есть интересное объяснение об устройстве этого типа двигателей, которые производят компания Хонда.

VTEC — это двигатель с регулируемой системой газораспределения. Например, эту систему использует компания Honda в своих двигателях. VTEC — это сокращенное название (аббревиатура) Variable valve Timing and lift Electronic Control.
В мире существует множество различных систем с изменяемой системой газораспределения (изменяется ход и времени движения клапанов).

По сути, VTEC — это технология, которая использует впускные и выпускные клапана двигателя, контролируя объем (и скорость) газов, которые входят в цилиндры и выходят из них. Латинская буква «V» в названии мотора Хонда означает Variable valve (изменяемые клапана).
В большинстве обычных двигателей ход клапанов как правило имеет стандартный размер. В двигателях VTEC клапана могут менять свой ход между различными уровнями.

Система VTEC изменяя давление масла позволяет переключаться между различными профилями кулачков, толкающие клапана силового агрегата. Например, при более высоких оборотах двигателя кулачковые профиль позволяет увеличить подъем клапанов. Это позволяет подавать в цилиндры двигателя больше кислорода, в результате чего генерируется больше лошадиных сил.

Двигатели VTEC появились в конце 1980-х годов. С тех пор компания Хонда использовала эти силовые агрегаты на многих своих автомобилях, включая NSX, Integra Type R, S2000 и Civic Type R.
Кстати, двигатели Хонда с изменяемой системой газораспределения отличается от таких же моторов других компаний.

Так, большинство других производителей для изменения фазы газораспределения используют повышенное давление масла и изменение угла распредвала относительно шкива, что позволяет выставлять системе определенное зажигание (раннее, позднее, среднее). Система VTEC от Хонда же использует совершенно другой принцип работы системы газораспределения.

Объяснение этого процесса одними словами недостаточно. Лучше всего, конечно, если посмотрите несколько роликов, объясняющих что же это за двигатели Хонда с системой VTEC.

VTEC (Variable valve Timing and lift Electronic Control)

VTEC (Variable valve Timing and lift Electronic Control) — система динамического изменения фаз газораспределения, фирменная разработка компании Honda, принесшая ей славу строителей спортивных двигателей в гражданских автомобилях.

принцип работы системы VTEC.

Первоначально, система VTEC позволила строить компактные, но очень мощные (в соотношении объем/л.с.) двигатели без применения дополнительных устройств (турбин, интеркулеров), при этом технология производства подобных двигателей остается недорогой, а автомобиль с установленной на нем системой VTEC не испытывает проблем, характерных для турбированных автомобилей.

Виды и версии VTEC.

DOHC VTEC

Принцип работы VTEC в классическом варианте, крайне прост, — на паре распредвалов (изначально VTEC появился на двухвальном двигателе B16A) располагается один полнительный кулачок больше размера на каждый цилиндр. В режиме обычной работы двигателя этот кулачок, во время вращения распредвала, попадает в специальный паз между клапанами и не влияет на работу двигателя. Но, при достижении определенного количества оборотов (от 4500 и выше), давлением масла выдвигаются особые штифты, которые блокируют паз, связывая два клапана вместе. С этого момента, большой кулачок начинает давить непосредственно на оба клапана сразу, вызывая, тем самым, их большее открытие. Как только обороты падают, падает и давление масла, — штифт уходит на изначальную позицию и большой кулачок снова попадает в свой паз, — работа системы VTEC заканчивается, и двигатель возвращается в стандартный режим работы. Благодаря этому простому механизму, Honda удалось «снять» с обычного нетурбованного двигателя невероятную до того момента мощность — более 100 л.с. на 1 литр объема!

Читайте также:  Рейды по тонировке повторное нарушение; Юрист ПетроКонсалт

SOHC VTEC

Вторая версия VTEC появилась вскоре после первой. Ее гениальность заключалась в том, что передовую систему увеличения мощности двигателя конструкторы Honda умудрились поставить в одновальный двигатель D15B, сделав его, возможно, самым передовым двигателем среди одноклассников в свое время. Разница с первой системой заключалась в том, что здесь большой кулачок работал только для впуска, — установить большой кулачок на одном распредвале еще и на выпуск оказалось технически неисполнимо, — начинала мешаться свеча зажигания. Тем не менее, даже увеличение хода впускных клапанов позволило значительно поднять мощность автомобиля со 105 до 130 л.с. на 1,5 литра объема!

SOHC VTEC E

Дальнейшее развитие системы VTEC показало, что ее можно использовать не только для увеличения мощности. Так, вскоре после версии SOHC VTEC появилась SOHC VTEC E, где буква Е означала Econimy — экономичный режим. Экономичность возникала из-за новой схемы работы VTEC, — теперь, на низких оборотах открывался только один впускной клапан, и двигатель работал на бедной смеси. С увеличением оборотов и ростом давления масла, открывался второй клапан, и двигатель получал возможность дышать «второй ноздрей». Это позволяло ему на высоких оборотах работать…. как обычному двигателю! С падением оборотом, двигатель вновь переходил на работу с одним впускным клапаном. SOHC VTEC E не давал никаких преимуществ с точки зрения мощности, зато позволил существенно снизить расход топлива. Так, автомобиль Honda Civic, оснащенный системой SOHC VTEC E в экономичном режиме, расходовал всего 3,5 л/100км, и это задолго до появления гибридных автомобилей с такими же показателями, без применения каких либо сложных технологий.

3-stage SOHC VTEC

Логическим продолжением развития системы VTEC стало появление гибридной системы, объединяющей лучшие стороны SOHC VTEC и SOHC VTEC E. Теперь двигатель стал работать в трех режимах (что собственно и отразилось в названии системы), — на низких оборотах работал один впускной клапан, на средних, — оба, на максимальных, — оба клапана через большой кулачок, что давало отличные показатели на всех трех этапах работы. Двигатель получался очень экономичным на малых оборотах, и при этом очень мощным (для своего объема, конечно) на больших. В цифрах это выражалось примерно так, — на низких оборотах, в режиме работы только 12-ю клапанами расход автомобиля составлял все те же 3,5л/100км, но при нажатии на педаль акселератора, двигатель выдавал 130 л.с. с 1,5 литров объема

i-VTEC

С появлением двигателей серии K, компания Honda разработала последнюю на настоящий момент версию системы VTEC, получившая обозначение i-VTEC (где буква «i» означает «Intellegence» — «интеллектуальный»). Сама система вернулась к истокам, — она стала устанавливаться на двигатели с двумя распределительными валами, что значительно расширило конструкторские возможности. «Интеллектуальность» же данной системы заключалась в следующем, — отныне VTEC стала управляться компьютером, а изменение фаз газораспределения стало постоянным, за счет функции регулирования угла опережения, которую получил впускной распредвал. Система i-VTEC позволила двигателям Honda получить больший крутящий момент на низких оборотах, что было постоянной проблемой для двигателей компании, — при высокой мощности они отличались малым крутящим моментом, получаемым на высоких оборотах. Версия i-VTEC если не устранила, то существенно подкорректировала этот недостаток. Система i-VTEC получила два направления — одна версия i-VTEC получила больший уклон в мощность, и стала устанавливаться на мощные моторы серии K, например в автомобилях серии Type R, или Acura RSX. Другая версия, напротив, получила «экономичное» направление, и стала устанавливаться в гражданской серии двигателей (например на автомобилях CR-V, Accord, Element, Odyssey, и других).

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Ссылка на основную публикацию
Что такое объем двигателя и как рассчитать
Как узнать объем двигателя Автомобильные эксперты подчеркивают, что практически самой важной характеристикой любого двигателя является его объем. С момента разработки...
Что такое жесткий диск компьютера
Жёсткий диск, что это такое Из чего состоит и как работает жёсткий диск Новости Высоких Технологий Главная Новости железа, софта,...
Что такое и для чего нужны депрессорные и диспергирующие присадки 1
Какие есть присадки для дизельного топлива Вся информация о присадках для ДТ НефтьОпт Техника развивается, экологи регулярно митингуют, прогресс жаждет...
Что такое оловоотстос Зачем нужен оловоотсос и как им работать
Отсос припоя для демонтажа элементов микросхем и паяльные станции с функцией впитывания олова Потребность в отсосе припоя возникает при необходимости...
Adblock detector