Systém VTEC pre motor automobilu

Automobilové spaľovacie motory sa neustále zlepšujú, inžinieri sa pokúšajú „vtesnať“ maximálny výkon a krútiaci moment, najmä bez toho, aby sa uchýlili k zvyšovaniu objemu valcov. Japonskí automobiloví inžinieri sa preslávili tým, že ich atmosférické motory, ešte v 90. rokoch minulého storočia, dostávali 1000 koní z objemu 100 XNUMX cm³. Reč je o automobiloch Honda, ktoré sú známe svojimi plynovými motormi, najmä vďaka systému VTEC.

V článku sa teda bližšie pozrieme na to, čo je VTEC, ako funguje, princíp fungovania a dizajnové vlastnosti.

Čo je to systém VTEC

Variabilné časovanie ventilov a elektronické zdvíhanie zdvihu, ktoré je preložené do ruštiny, ako elektronický systém na riadenie času otvárania a zdvihu ventilu mechanizmu distribúcie plynu. Jednoducho povedané, jedná sa o systém na zmenu načasovania načasovania. Tento mechanizmus bol vynájdený z nejakého dôvodu.

Je známe, že atmosférický spaľovací motor má extrémne obmedzené možnosti maximálneho výkonu a takzvaná „polica“ krútiaceho momentu je taká krátka, že motor pracuje efektívne iba v určitom rozsahu otáčok. Inštalácia turbíny tento problém samozrejme úplne rieši, ale zaujíma nás atmosférický motor, ktorý je lacnejší na výrobu a ľahšiu prevádzku.

Už v 80. rokoch minulého storočia začali japonskí inžinieri spoločnosti Honda uvažovať o tom, ako dosiahnuť, aby subkompaktný motor pracoval efektívne vo všetkých režimoch, eliminoval „stretávanie“ medzi valcami a zvýšil prevádzkové otáčky na 8000 - 9000 ot./min.

V súčasnosti sú vozidlá Honda vybavené systémom VTEC radu 3, ktorý sa vyznačuje prítomnosťou sofistikovanej elektroniky zodpovednej za dĺžku doby zdvihu a otvárania ventilov pre tri prevádzkové režimy (nízka, stredná a vysoká rýchlosť).

Pri voľnobehu a nízkych otáčkach systém poskytuje úsporu paliva vďaka chudobnej zmesi a dosahovanie stredných a vysokých otáčok - maximálny výkon.

Mimochodom, nová generácia „VTECH“ umožňuje otvorenie jedného z dvoch sacích ventilov, čo umožňuje výrazne šetriť palivo v mestskom režime.

Základné princípy práce

Keď motor pracuje pri nízkych a stredných otáčkach, elektronická riadiaca jednotka spaľovacieho motora udržuje elektromagnetický ventil zatvorený, v vahadlách nie je žiadny tlak oleja a ventily fungujú normálne z otáčania vačiek hlavného vačkového hriadeľa.

Po dosiahnutí určitých otáčok, pri ktorých je potrebný maximálny návrat, pošle ECU signál solenoidu, ktorý po otvorení prechádza olejom pod tlakom do dutiny vahadiel a pohybuje čapmi, čím núti pracovať rovnaké vačky, ktoré menia výšku zdvihu ventilu a čas ich otvárania. 

ECM zároveň upravuje pomer paliva a vzduchu vstrekovaním bohatej zmesi do valcov pre maximálny krútiaci moment.

Akonáhle poklesnú otáčky motora, solenoid uzavrie olejový kanál, čapy sa vrátia do svojej pôvodnej polohy a ventily fungujú z bočných vačiek.

Prevádzka systému teda poskytuje účinok malej turbíny.

Odrody VTEC

Pre viac ako 30 rokov používania systému existujú štyri typy VTEC:

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

Napriek rôznorodosti systémov riadenia času a zdvihu ventilov je princíp činnosti rovnaký, líši sa iba konštrukcia a schéma ovládania.

Systém DOHC VTEC

V roku 1989 boli pre domáci japonský trh vydané dve modifikácie Honda Integra - XSi a RSi. 1.6-litrový motor bol vybavený VTEC a maximálny výkon bol 160 koní. Je pozoruhodné, že motor pri nízkych otáčkach sa vyznačuje dobrou odozvou plynu, palivovou účinnosťou a šetrnosťou k životnému prostrediu. Mimochodom, tento motor sa stále vyrába, len v modernizovanej verzii.

Konštrukčne je motor DOHC vybavený dvoma vačkovými hriadeľmi a štyrmi ventilmi na valec. Každý pár ventilov je vybavený tromi špeciálne tvarovanými vačkami, z ktorých dva pracujú pri nízkych a stredných rýchlostiach a centrálny je „pripojený“ pri vysokých rýchlostiach.

Vonkajšie dve vačky komunikujú priamo s ventilmi vahadlom, zatiaľ čo stredová vačka beží na voľnobežných otáčkach, kým sa nedosiahne určitá rýchlosť.

Vačky bočného vačkového hriadeľa sú štandardne elipsoidné, ale poskytujú palivovú účinnosť iba pri nízkych otáčkach. Pri zvýšení rýchlosti sa prostredná vačka pod tlakom oleja aktivuje a vďaka zaoblenejšiemu a väčšiemu tvaru otvorí ventil v požadovanom okamihu a do väčšej výšky. Vďaka tomu dochádza k zlepšenému plneniu valcov, je zabezpečené potrebné preplachovanie a zmes paliva a vzduchu horí s maximálnou účinnosťou.

Systém SOHC VTEC

Aplikácia VTEC splnila očakávania japonských inžinierov a tí sa rozhodli v inovácii pokračovať. Teraz sú také motory priamymi konkurentmi jednotkám s turbínou a ich prevádzka je konštrukčne jednoduchšia a lacnejšia na prevádzku.

V roku 1991 bol VTEC inštalovaný aj na motore D15B so systémom rozvodu plynu SOHC a pri skromnom objeme 1,5 litra „vyprodukoval“ 130 koní. Konštrukcia pohonnej jednotky umožňuje jediný vačkový hriadeľ. Vačky sú v súlade s tým.

Princíp činnosti zjednodušenej konštrukcie sa veľmi nelíši od ostatných: používa tiež tri vačky na pár ventilov a systém funguje iba pre sacie ventily, zatiaľ čo výfukové ventily bez ohľadu na rýchlosť fungujú v štandardnom geometrickom a časovom režime.

Zjednodušený dizajn má svoje výhody v tom, že takýto motor je kompaktnejší a ľahší, čo je dôležité pre dynamický výkon automobilu a usporiadanie automobilu ako celku. 

Systém I-VTEC

Určite poznáte automobily ako Honda Accord 7. a 8. generácie, ako aj crossover CR-V, ktoré sú vybavené motormi so systémom i-VTEC. V tomto prípade písmeno „i“ znamená slovo inteligentný, to znamená „inteligentný“. V porovnaní s predchádzajúcou sériou nová generácia vďaka zavedeniu doplnkovej funkcie VTC, ktorá pracuje neustále a plne ovláda okamih, keď sa ventily začnú otvárať.

Tu sa sacie ventily otvárajú nielen skôr alebo neskôr a do určitej výšky, ale vačkový hriadeľ sa dá vďaka matici prevodu toho istého vačkového hriadeľa tiež otočiť o určitý uhol. Systém vo všeobecnosti eliminuje poklesy krútiaceho momentu, poskytuje dobrú akceleráciu a miernu spotrebu paliva.

Systém SOHC VTEC-E

Ďalšia generácia „VTECH“ sa zameriava na dosiahnutie maximálnej spotreby paliva. Aby sme pochopili fungovanie VTEC-E, obráťme sa na teóriu motora s Ottovým cyklom. Zmes vzduchu a paliva sa teda získava zmiešaním vzduchu a benzínu v sacom potrubí alebo priamo vo valci. Okrem iného je dôležitým faktorom účinnosti spaľovania zmesi jej rovnomernosť.

Pri nízkych otáčkach je stupeň nasávania vzduchu malý, čo znamená, že miešanie paliva so vzduchom je neúčinné, čo znamená, že máme do činenia s nestabilnou prevádzkou motora. Aby sa zabezpečila plynulá prevádzka pohonnej jednotky, do valcov vstupuje obohatená zmes.

Systém VTEC-E nemá v dizajne ďalšie vačky, pretože je zameraný výhradne na úsporu paliva a dodržiavanie vysokých environmentálnych štandardov. 

Charakteristickým znakom VTEC-E je tiež použitie vačiek rôznych tvarov, z ktorých jedna je štandardného tvaru a druhá je oválna. Jeden vstupný ventil sa teda otvára v normálnom rozsahu a druhý sa sotva otvára. Cez jeden ventil vstupuje zmes paliva a vzduchu v plnom rozsahu, zatiaľ čo druhý ventil vďaka svojej nízkej priepustnosti poskytuje vírivý efekt, čo znamená, že zmes vyhorí s plnou účinnosťou. Po 2500 otáčkach za minútu začne pracovať aj druhý ventil, rovnako ako prvý, a to zatvorením vačky rovnakým spôsobom ako vo vyššie popísaných systémoch.

Mimochodom, VTEC-E je zameraný nielen na ekonomiku, ale vďaka širokému rozsahu krútiaceho momentu aj o 6–10% výkonnejší ako jednoduché atmosférické motory. Preto nie je márne, svojho času sa VTEC stal vážnym konkurentom preplňovaným motorom.

3-stupňový systém SOHC VTEC

Charakteristickým rysom 3-stupňového je, že systém je zameraný na prevádzku VTEC v troch režimoch, jednoducho povedané - inžinieri spojili tri generácie VTEC do jednej. Tri režimy prevádzky sú nasledovné:

• pri nízkych otáčkach motora je práca VTEC-E úplne kopírovaná, kde sa úplne otvorí iba jeden z dvoch ventilov;
• pri strednej rýchlosti sú dva ventily úplne otvorené;
• pri vysokých otáčkach zapadne stredová vačka a ventil sa otvorí do maximálnej výšky.

Pre prevádzku v troch režimoch je určený prídavný solenoid.

Je dokázané, že takýto motor pri konštantnej rýchlosti 60 km / h vykazoval spotrebu paliva 3.6 litra na 100 km.

Na základe popisu VTEC sa má tento systém považovať za spoľahlivý, pretože v dizajne je len málo sprievodných častí. Je dôležité si uvedomiť, že udržanie plnej prevádzky takého motora musí vychádzať z včasnej údržby, ako aj z použitia motorového oleja s určitou viskozitou a balíka aditív. Niektorí majitelia tiež naznačujú, že VTEC nemá vlastné sieťové filtre, ktoré dodatočne chránia solenoidy a vačky pred znečistením olejom. Tieto sitá sa musia meniť každých 100 000 km.

Otázky a odpovede:

Čo je i VTEC a ako funguje? Ide o elektronický systém, ktorý mení časovanie a výšku časovania ventilov. Ide o modifikáciu podobného systému VTEC vyvinutého Hondou.

Aké sú konštrukčné prvky a ako systém VTEC funguje? Dva ventily sú podopreté tromi vačkami (nie dvoma). V závislosti od konštrukcie rozvodového remeňa sa vonkajšie vačky dotýkajú ventilov prostredníctvom vahadiel, vahadiel alebo tlačných kolies. V takomto systéme existujú dva režimy činnosti časovania ventilov.