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

Двигатель втековский что это

Двигатель втековский что это

VTEC (англ. Variable valve Timing and lift Electronic Control ) — электронная система изменения времени и хода клапанов. Используется в двигателях внутреннего сгорания фирмы Honda. Система позволяет эффективно управлять наполнением топливно-воздушной смесью камер сгорания. Изначально создавалась для условий атмосферного давления, но позже стала применяться и в двигателях с наддувом. На низких оборотах двигателя система обеспечивает экономичный режим работы, на средних — максимальный крутящий момент, на максимальных оборотах — максимальную мощность.

Реализация VTEC разнообразна, поэтому это не одна технология, а целое «семейство» систем управляемого газораспределения фирмы Honda.

«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:

Читать еще:  Bmp двигатель как отличить

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.

«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!

Конструктивные особенности

Рассмотрим, что такое ВТЕК на Хонде на примере двигателя с системой ГРМ DOHC, поскольку на этом моторе она впервые начала использоваться и является конструктивно самой простой. Особенность этого газораспределительного механизма — применение 4 клапанов на каждый цилиндр (по паре впускных и выпускных, работающих синхронно) и двух распредвалов, каждый из которых отвечает за открытие своих клапанов.

Принцип действия включения рокера VTEC

Выключение рокера VTEC

VTEC на этом двигателе имеет два режима работы и подразумевает использование трех кулачков на пару клапанов (как впускных, так и выпускных), вместо двух. Третий кулачок – с увеличенной высотой и плавной геометрией (повторяет форму кулачка спортивного распредвала) и размещен он между двумя обычными.

Крайние кулачки (с обычной формой) воздействуют на клапаны не напрямую, а через рокеры, коромысла, толкатели (в зависимости от конструкции ГРМ). У центрального кулачка тоже есть рокер (коромысло), но они никакого воздействия на клапаны не имеют. Зато в них проделан масляный канал и установлены выдвигающиеся штифты, которые заходя в специальные углубления крайних рокеров (кромысел), соединяют между собой рокеры и обеспечивают их синхронное движение.

Масляный канал, проделанный в осях рокеров и центральном рокере, оснащен клапаном-соленоидом, управляемым ЭБУ мотора, что позволяет контролировать подачу масла, которое подаётся в VTEC.

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.

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.

Читать еще:  Pfi двигатель что это

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

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.

Читать еще:  Gdi двигатель для чего он нужен

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!

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.

Если вы подумываете о вышей первой хонде под проект, или размышляете о двигателе под своп, то данный список будет интересен

Куда ставили:1989-1993 JDM Integra XSi, RSi; 1989-1991 Civic CRX SiR

Мощность/Момент:160л.с./152Н.м.

Чем хорош: Первый DOHC VTEC, который вы можете себе позволить.

B16B Type R

Куда ставили:1997-2000 JDM Civic Type R

Мощность/Момент:185л.с./160Н.м.

Чем хорош:Версия B18C с уменьшенным ходом поршня, хорошо держит высокие обороты.

B18C1

Куда ставили:1994-2001 Integra GS-R

Мощность/Момент:170л.с./173Н.м.

Чем хорош:Первый 1.8 VTEC, с двухступенчатым впускным коллектором.

B18C Type R

Куда ставили:1995-2001 JDM Integra Type R

Мощность/Момент:200л.с./185Н.м.

Чем хорош:Самый мощный из B-серии

C32B Type R

Куда ставили:2002-2005 JDM NSX-R

Мощность/Момент:290л.с./303Н.м.

Чем хорош:Скурпулезно сбалансированная версия стандартного NSX двигателя. Нереально дорого, не найти.

F20C1

Куда ставили:2000-2005 S2000

Мощность/Момент:240л.с./207Н.м.

Чем хорош:Считается наиболее производительным четырехцилиндровым двигателем, отлично раскручивается, не в ущерб средним оборотам.

H22A1

Куда ставили:1993-1996 Prelude VTEC

Мощность/Момент:190л.с./214Н.м.

Чем хорош:Первый биг-блок Хонды. За ним рекорды в драге и история марки.

J37A4

Куда ставили:2009-2013 TL SH-AWD

Мощность/Момент:305л.с./370Н.м.

Чем хорош:Самый мощный на сегодня Хондовский мотор

K20A Type R

Куда ставили:01-05 Civic, Integra Type R

Мощность/Момент:212л.с./202Н.м.

Чем хорош:Топовый двигатель K-серии, вариант сваперам

K24A2

Куда ставили:04-08 TSX

Мощность/Момент:205л.с./222Н.м.

Чем хорош:Легко найти, много тюнинга.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector