Сістэма VTEC для рухавіка машыны

Аўтамабільныя рухавікі ўнутранага згарання ўвесь час удасканальваюцца, інжынеры спрабуюць выціснуць максімальную магутнасць і крутоўны момант, асабліва не звяртаючыся да павелічэння аб'ёму цыліндраў. Японскія аўтаінжынеры праславіліся тым, што іх атмасферныя маторы, яшчэ ў 90-х гадах мінулага стагоддзі, з аб'ёму 1000 гл³ атрымлівалі 100 конскіх сіл. Гаворка ідзе аб аўтамабілях Honda, якія вядомыя прыёмістымі маторамі, асабліва дзякуючы сістэме VTEC.

Такім чынам, у артыкуле падрабязна разбяромся з тым, што сабой уяўляе VTEC, як гэта працуе, прынцып працы і канструктыўныя асаблівасці.

Што такое сістэма VTEC

Variable Valve Timing and Lift Electronic Control, што ў перакладзе на рускую, як электронная сістэму кіраваннем часу адкрыцця і вышыні ўздыму клапана газаразмеркавальнага механізму. Простымі словамі, гэта сістэма змены фаз ГРМ. Дадзены механізм прыдуманы не проста так.

Вядома, што атмасферны рухавік унутранага згарання мае вельмі абмежаваныя здольнасці аддачы максімальнай магутнасці, а так званая паліца крутоўнага моманту настолькі кароткая, што рухавік працуе эфектыўна толькі ў вызначаным дыяпазоне абарачэнняў. Вядома, усталёўка турбіны вырашае гэтую праблему цалкам, аднак нас цікавіць атмасферны матор, які танней у вытворчасці і прасцей у эксплуатацыі.

Яшчэ ў 80-е гады мінулага стагоддзі, японскія інжынеры кампаніі Honda задумаліся над тым, як прымусіць малалітражны рухавік працаваць эфектыўна на ўсіх рэжымах, выключыць сустрэчу клапана з цыліндрам і павялічыць працоўныя абарачэнні да 8000-9000 у мін.

Сёння аўтамабілі Honda абсталёўваюцца 3 серыяй сістэмы VTEC, якая адрозніваецца наяўнасцю складанай электронікі, якая адказвае за велічыню ўздыму і час адкрыцця клапанаў для трох рэжымаў працы (нізкія, сярэднія і высокія абарачэнні).

На халастых і нізкіх абарачэннях сістэма забяспечвае паліўную эканамічнасць за кошт збедненай сумесі, а дасягаючы сярэднія і высокія абароты - максімальную магутнасць.

Дарэчы, новае пакаленне "УЦЕЧ" дазваляе з двух впускных клапанаў адчыняць адзін, што дазваляе ў гарадскім рэжыме значна эканоміць паліва.

Асноўныя прынцыпы працы

Калі рухавік працуе ў рэжыме малых і сярэдніх абарачэнняў, электронны блок кіравання ДВС трымае зачыненым саленоідны клапан, ціск алею ў рокерах адсутнічае, а клапана працуюць у штатным рэжыме ад кручэння асноўных кулачкоў распредвала.

Па дасягненні вызначаных абарачэнняў, пры якіх патрабуецца максімальная аддача, ЭБУ пасылае сігнал на саленоід, які пры адкрыцці прапускае пад ціскам масла ў паражніну рокераў, і рухае штыфты, прымушаючы працаваць тыя самыя кулачкі, якія змяняюць вышыню ўздыму клапанаў і час іх адкрыцця. 

Адначасова блок кіравання рухавіком карэктуе суадносіны паліва да паветра, падаючы ў цыліндры ўзбагачаную сумесь для атрымання максімальнага крутоўнага моманту.

Як толькі абарачэнні матора падаюць, саленоід перакрывае алейны канал, штыфты становяцца ў зыходнае становішча, а клапана працуюць ад бакавых кулачкоў.

Такім чынам, праца сістэмы забяспечвае эфект невялікай турбіны.

Разнавіднасці ВТЭК

За больш за 30 гадоў ужывання сістэмы, існуюць чатыры выгляду VTEC:

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

Нягледзячы на ​​разнавіднасці сістэмы кіравання часам і ходам клапанаў, прынцып працы ў іх аднолькавы, адрозніваецца толькі выкананне канструкцыі і схема кіравання.

Сістэма DOHC VTEC

У 1989 году, для ўнутранага японскага рынка выпусцілі дзве мадыфікацыі Honda Integra XSi і RSi. Рухавік, абёмам 1.6/160 літраў абсталёўваўся VTEC, а максімальная магутнасць складала XNUMX л.с. Характэрна тое, што матор на нізкіх абарачэннях адрозніваецца добрай прыёмістасцю, паліўнай эканамічнасцю і экалагічнасцю. Дарэчы, гэты рухавік выпускаецца да гэтага часу, толькі ў мадэрнізаваным варыянце.

Канструктыўна матор DOHC абсталяваны двума распредвалами і чатырма клапанамі на цыліндр. Кожная пара клапанаў абсталявана трыма кулачкамі спецыяльнай формы, два з якіх працуюць на нізкіх і сярэдніх абаротах, а цэнтральны "падключаецца" на высокіх.

Вонкавыя два кулачка непасрэдна, праз рокера, паведамляюцца з клапанамі, у той час як цэнтральны кулачок працуе ўхаластую да моманту дасягнення вызначаных абарачэнняў.

Бакавыя кулачкі распредвала выкананы стандартнай элліпсоідной формы, аднак забяспечваюць паліўную эканамічнасць толькі на малых абарачэннях. Пры падвышэнні абарачэнняў сярэдні кулачок, пад уздзеяннем ціску алею, актывізуецца, і дзякуючы больш круглявай і большай формай, адчыняе клапан у неабходны момант і на вялікую вышыню. За кошт гэтага адбываецца палепшанае напаўненне цыліндраў, забяспечваецца неабходная прадзьмух, а паліўна-паветраная сумесь згарае з максімальнай эфектыўнасцю.

Сістэма SOHC VTEC

Ужыванне VTEC апраўдала надзеі японскіх інжынераў, і яны вырашылі працягнуць развіваць інавацыю. Цяпер такія маторы з'яўляюцца непасрэднымі канкурэнтамі агрэгатам з турбінай, прычым першы канструктыўна прасцей і танней у эксплуатацыі.

У 1991 году на рухавік D15B з сістэмай газаразмеркаванне SOHC таксама ўсталявалі VTEC, і пры сціплым аб'ёме 1,5 літра матор выдаваў 130 л.з. Канструкцыя сілавога агрэгата прадугледжвае наяўнасць адзінага распредвала. Адпаведна кулачкі знаходзяцца на адной восі.

Прынцып працы спрошчанай канструкцыі мала чым адрозніваецца ад іншых: тут таксама выкарыстоўваецца тры кулачкі на пару клапанаў, а сістэма працуе толькі для впускных клапанаў, у той час як выпускныя клапана, па-за залежнасцю ад абарачэнняў, працуюць у штатным геаметрычным і часавым рэжыме.

Спрошчаная канструкцыя мае свае перавагі ў тым, што такі рухавік кампактней і лягчэй, а гэта немалаважна для дынамічных паказчыкаў аўтамабіля і кампаноўкі аўта ў цэлым. 

Сістэма i-VTEC

Напэўна вы ведаеце такія аўтамабілі, як Honda Accord 7 і 8 пакаленні, а таксама кросовер CR-V, якія абсталяваны маторамі з сістэмай i-VTEC. У дадзеным выпадку, літара "i" абазначае слова intelligent, гэта значыць "разумны". Адносна папярэдніх серый, новае пакаленне, дзякуючы ўкараненню дадатковай функцыі VTC, які працуе ўвесь час, цалкам кантралюючы момант пачатку адкрыцця клапанаў.

Тут впускные клапана не толькі адчыняюцца раней ці пазней і на вызначаную вышыню, але і распредвал можа даварочвацца на вызначаны кут дзякуючы гайцы-шасцярні мацавання таго самага размеркавальнага вала. У цэлым сістэма выключае правалы крутоўнага моманту, забяспечвае добры разгон, а таксама ўмераны выдатак паліва.

Сістэма SOHC VTEC-E

Чарговае пакаленне "УЦЕЧ" робіць акцэнт на дасягненне максімальнай эканоміі паліва. Для разумення праца VTEC-E, звернемся да тэорыі працы рухавіка з цыклам Ота. Такім чынам, паліўна паветраная сумесь атрымліваецца ў выніку змешвання паветра і бензіну ва впускным калектары ці непасрэдна ў цыліндры. Апроч іншага, немалаважны фактар ​​эфектыўнасці гарэння сумесі - яе аднастайнасць.

На малых абарачэннях ступень усмоктвання паветра малая, а значыць змешванне паліва з паветрам малаэфектыўна, а значыць мы маем справу з нестабільнай працай матора. Для забеспячэння роўнай працы сілавога агрэгата, у цыліндры паступае ўзбагачаная сумесь.

Сістэма VTEC-E не мае ў канструкцыі дадатковых кулачкоў, таму як яна накіравана выключна на эканомію паліва і адпаведнасць высокім экалагічным нормам. 

Таксама, адметная асаблівасць VTEC-E складаецца ва ўжыванні кулачкоў рознай формы, адзін з якіх стандартнай формы, а другі - авальнай. Такім чынам, адзін впускной клапан адчыняецца ў штатным дыяпазоне, а другі ледзь прыадчыняецца. Праз адзін клапан паліўна-паветраная сумесь паступае ў поўным аб'ёме, у той час як другі клапан, з-за нізкай прапускной здольнасці дае эфект завіхрэнні, а значыць сумесь згарыць з поўнай эфектыўнасцю. Пасля 2500 аб/мін другі клапан таксама пачынае працаваць, як і першы за рахунак замыкання кулачка па такім жа прынцыпу, як і ў вышэйапісаных сістэм.

Дарэчы, VTEC-E накіраваны не толькі на эканомію, але і на 6-10% магутней простых атмасферных матораў, за рахунак шырокага дыяпазону крутоўнага моманту. Таму нездарма, у свой час, VTEC стаў сур'ёзным канкурэнтам турбіраваным рухавікам.

3-ступеністая сістэма SOHC VTEC

Адметная асаблівасць 3-stage складаецца ў тым, што сістэма накіравана на працу VTEC у трох рэжымах, простымі словамі інжынеры аб'ядналі тры пакаленні VTEC у адно цэлае. Тры рэжыму працы выглядаюць наступным чынам:

• на малых абарачэннях рухавіка цалкам капіюецца праца VTEC-E, дзе паўнавартасна адчыняецца толькі адзін клапан з двух;
• на сярэдніх абарачэннях паўнавартасна адчыняюцца два клапана;
• на высокіх абарачэннях у працу ўступае цэнтральны кулачок, адчыняючы клапан на максімальную вышыню.

Для трохрэжымнай працы канструктыўна прадугледжаны дадатковы саленоід.

Даказана, што такі матор, пры сталай хуткасці 60 км/ч паказаў выдатак паліва 3.6 л на 100 км.

Зыходзячы з апісання VTEC, гэтая сістэма заклікана лічыцца надзейнай, бо ў канструкцыі ўжываецца трохі спадарожных дэталяў. Важна разумець, што падтрыманне паўнавартаснай працы такога матора, павінна зыходзіць з своечасовага абслугоўвання, а таксама выкарыстанні маторнага масла з вызначанай глейкасцю і пакетам асадак. Таксама некаторыя ўладальнікі не маюць на ўвазе, што VTEC мае свае фільтра-сетачкі, якія дадаткова абараняюць саленоіды і кулачкі ад бруднага алею, і змяняць гэтыя сеткі неабходна кожныя 100 000 км.

Пытанні і адказы:

Што такое i VTEC і як ен працуе? Гэта электронная сістэма, якая змяняе час і вышыню адкрыцця клапанаў газаразмеркавальнага механізма. Гэта мадыфікацыя аналагічнай сістэмы VTEC, распрацаванай кампаніяй Honda.

У чым асаблівасці канструкцыі і прынцып працы сістэмы VTEC? На два клапана належыць па тры кулачкі (не два). У залежнасці ад канструкцыі ГРМ крайнія кулачкі кантактуюць з клапанамі праз рокеры, каромысла ці штурхачы. У такой сістэме ёсць два рэжыму працы фаз газаразмеркавання.