VTEC-System für Automotor

Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen werden ständig verbessert, Ingenieure versuchen, die maximale Leistung und das maximale Drehmoment zu "quetschen", insbesondere ohne das Zylindervolumen zu erhöhen. Japanische Automobilingenieure wurden berühmt dafür, dass ihre atmosphärischen Motoren in den 90er Jahren des letzten Jahrhunderts 1000 PS aus einem Volumen von 100 cm³ erhielten. Die Rede ist von Honda-Autos, die für ihre Drosselklappenmotoren bekannt sind, insbesondere dank des VTEC-Systems.

In diesem Artikel werden wir uns daher genauer ansehen, was VTEC ist, wie es funktioniert, wie das Funktionsprinzip funktioniert und welche Konstruktionsmerkmale es gibt.

Was ist das VTEC-System?

Elektronische Steuerung mit variabler Ventilsteuerung und Hub, die ins Russische übersetzt wird, als elektronisches System zur Steuerung der Öffnungszeit und des Hubs des Ventils des Gasverteilungsmechanismus. Mit einfachen Worten, dies ist ein System zum Ändern des Timings des Timings. Dieser Mechanismus wurde aus einem bestimmten Grund erfunden.

Es ist bekannt, dass ein Verbrennungsmotor mit Saugmotor eine äußerst begrenzte maximale Leistungsabgabe aufweist und das sogenannte „Regal“ des Drehmoments so kurz ist, dass der Motor nur in einem bestimmten Drehzahlbereich effizient arbeitet. Natürlich löst der Einbau einer Turbine dieses Problem vollständig, aber wir sind an einem atmosphärischen Motor interessiert, der billiger herzustellen und einfacher zu bedienen ist.

In den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts begannen japanische Ingenieure bei Honda darüber nachzudenken, wie ein Kleinwagen in allen Modi effizient arbeiten, das „Treffen“ von Ventil zu Zylinder eliminieren und die Betriebsdrehzahl auf 8000-9000 U / min erhöhen kann.

Heute sind Honda-Fahrzeuge mit dem 3er VTEC-System ausgestattet, das sich durch eine hochentwickelte Elektronik auszeichnet, die für die Hub- und Ventilöffnungszeiten in drei Betriebsarten (niedrige, mittlere und hohe Geschwindigkeit) verantwortlich ist.

Im Leerlauf und bei niedrigen Drehzahlen bietet das System Kraftstoffeffizienz aufgrund eines mageren Gemischs und erreicht mittlere und hohe Drehzahlen - maximale Leistung.

Die neue Generation "VTECH" ermöglicht übrigens das Öffnen eines der beiden Einlassventile, wodurch im Stadtmodus erheblich Kraftstoff gespart werden kann.

Grundprinzipien der Arbeit

Wenn der Motor bei niedrigen und mittleren Drehzahlen läuft, hält das elektronische Steuergerät des Verbrennungsmotors das Magnetventil geschlossen, es gibt keinen Öldruck in den Kipphebeln und die Ventile arbeiten normal ab der Drehung der Hauptnockenwellen.

Bei Erreichen bestimmter Umdrehungen, bei denen eine maximale Rückführung erforderlich ist, sendet die ECU ein Signal an den Magneten, der beim Öffnen Öl unter Druck in den Hohlraum der Wippen leitet und die Stifte bewegt, wodurch dieselben Nocken zum Arbeiten gezwungen werden, wodurch sich die Höhe des Ventilhubs und ihre Öffnungszeit ändern. 

Gleichzeitig passt das ECM das Kraftstoff-Luft-Verhältnis an, indem es ein fettes Gemisch in die Zylinder einspritzt, um ein maximales Drehmoment zu erzielen.

Sobald die Motordrehzahl abfällt, schließt der Magnet den Ölkanal, die Stifte kehren in ihre ursprüngliche Position zurück und die Ventile arbeiten von den Seitennocken aus.

Somit liefert der Betrieb des Systems die Wirkung einer kleinen Turbine.

Sorten von VTEC

Seit mehr als 30 Jahren Anwendung des Systems gibt es vier Arten von VTEC:

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

Trotz der Vielfalt der Zeit- und Ventilhubsteuerungssysteme ist das Funktionsprinzip das gleiche, nur das Design und das Steuerungsschema unterscheiden sich.

DOHC VTEC System

1989 wurden zwei Modifikationen des Honda Integra für den japanischen Inlandsmarkt herausgebracht - XSi und RSi. Der 1.6-Liter-Motor war mit VTEC ausgestattet und die maximale Leistung betrug 160 PS. Bemerkenswert ist, dass sich der Motor bei niedrigen Drehzahlen durch gute Gasannahme, Kraftstoffeffizienz und Umweltfreundlichkeit auszeichnet. Übrigens wird dieser Motor immer noch produziert, nur in einer modernisierten Version.

Strukturell ist der DOHC-Motor mit zwei Nockenwellen und vier Ventilen pro Zylinder ausgestattet. Jedes Ventilpaar ist mit drei speziell geformten Nocken ausgestattet, von denen zwei bei niedrigen und mittleren Geschwindigkeiten arbeiten und der zentrale bei hohen Geschwindigkeiten „angeschlossen“ ist.

Die beiden äußeren Nocken kommunizieren über die Wippe direkt mit den Ventilen, während der mittlere Nocken im Leerlauf läuft, bis eine bestimmte Geschwindigkeit erreicht ist.

Die seitlichen Nockenwellennocken sind in einer Standard-Ellipsoidform hergestellt, bieten jedoch nur bei niedrigen Drehzahlen Kraftstoffeffizienz. Wenn die Geschwindigkeit steigt, wird der mittlere Nocken unter dem Einfluss des Öldrucks aktiviert und öffnet aufgrund seiner abgerundeten und größeren Form das Ventil im erforderlichen Moment und in größerer Höhe. Aufgrund dessen tritt eine verbesserte Befüllung der Zylinder auf, die notwendige Spülung wird bereitgestellt und das Kraftstoff-Luft-Gemisch verbrennt mit maximaler Effizienz.

SOHC VTEC-System

Die Anwendung von VTEC entsprach den Erwartungen der japanischen Ingenieure und sie beschlossen, die Innovation weiterzuentwickeln. Jetzt sind solche Motoren direkte Konkurrenten zu Einheiten mit einer Turbine, und die ersteren sind strukturell einfacher und billiger zu betreiben.

1991 wurde VTEC auch in den D15B-Motor mit einem SOHC-Gasverteilungssystem eingebaut, und mit einem bescheidenen Volumen von 1,5 Litern „leistete“ der Motor 130 PS. Das Design des Aggregats sieht eine einzige Nockenwelle vor. Dementsprechend befinden sich die Nocken auf derselben Achse.

Das Funktionsprinzip des vereinfachten Designs unterscheidet sich nicht wesentlich von den anderen: Es werden auch drei Nocken pro Ventilpaar verwendet, und das System arbeitet nur für die Einlassventile, während die Auslassventile unabhängig von der Geschwindigkeit im geometrischen und zeitlichen Standardmodus arbeiten.

Das vereinfachte Design hat den Vorteil, dass ein solcher Motor kompakter und leichter ist, und dies ist wichtig für die dynamische Leistung des Fahrzeugs und das Layout des gesamten Fahrzeugs. 

I-VTEC-System

Sicher kennen Sie Autos wie den Honda Accord der 7. und 8. Generation sowie den CR-V Crossover, die mit Motoren mit dem i-VTEC-System ausgestattet sind. In diesem Fall steht der Buchstabe „i“ für das Wort intelligent, dh „intelligent“. Im Vergleich zur Vorgängerserie eine neue Generation dank der Einführung einer zusätzlichen Funktion VTC, die ständig arbeitet und den Moment, in dem die Ventile zu öffnen beginnen, vollständig steuert.

Hier öffnen die Einlassventile nicht nur früher oder später und bis zu einer bestimmten Höhe, sondern die Nockenwelle kann dank der Getriebemutter derselben Nockenwelle auch in einem bestimmten Winkel gedreht werden. Im Allgemeinen eliminiert das System Drehmomenteinbrüche, bietet eine gute Beschleunigung sowie einen moderaten Kraftstoffverbrauch.

SOHC VTEC-E System

Die nächste Generation von "VTECH" konzentriert sich auf das Erreichen maximaler Kraftstoffeinsparungen. Um den Betrieb von VTEC-E zu verstehen, wenden wir uns der Theorie des Motors mit dem Otto-Zyklus zu. Das Luft-Kraftstoff-Gemisch wird also durch Mischen von Luft und Benzin im Ansaugkrümmer oder direkt im Zylinder erhalten. Ein wichtiger Faktor für die Verbrennungseffizienz des Gemisches ist unter anderem seine Gleichmäßigkeit.

Bei niedrigen Drehzahlen ist der Lufteinlass gering, was bedeutet, dass das Mischen von Kraftstoff mit Luft unwirksam ist, was bedeutet, dass es sich um einen instabilen Motorbetrieb handelt. Um einen reibungslosen Betrieb des Aggregats zu gewährleisten, tritt eine angereicherte Mischung in die Zylinder ein.

Das VTEC-E-System hat keine zusätzlichen Nocken im Design, da es ausschließlich auf Kraftstoffverbrauch und die Einhaltung hoher Umweltstandards abzielt. 

Eine Besonderheit von VTEC-E ist auch die Verwendung von Nocken mit verschiedenen Formen, von denen eine eine Standardform und die zweite oval ist. Somit öffnet ein Einlassventil im normalen Bereich und das zweite öffnet kaum. Durch ein Ventil tritt das Kraftstoff-Luft-Gemisch vollständig ein, während das zweite Ventil aufgrund seines geringen Durchsatzes einen Dralleffekt erzeugt, wodurch das Gemisch mit voller Effizienz ausbrennt. Nach 2500 U/min beginnt auch das zweite Ventil wie das erste zu arbeiten, indem es den Nocken auf die gleiche Weise wie bei den oben beschriebenen Systemen schließt.

VTEC-E zielt übrigens nicht nur auf Wirtschaftlichkeit ab, sondern ist aufgrund seines breiten Drehmomentbereichs auch 6 bis 10% leistungsstärker als einfache atmosphärische Motoren. Daher ist es nicht umsonst, dass VTEC zu einem ernsthaften Konkurrenten für Turbomotoren geworden ist.

3-stufiges SOHC VTEC-System

Eine Besonderheit des 3-Stufen-Systems besteht darin, dass das System auf den VTEC-Betrieb in drei Modi abzielt, mit einfachen Worten - die Ingenieure haben drei VTEC-Generationen zu einem kombiniert. Die drei Betriebsarten sind wie folgt:

• Bei niedrigen Motordrehzahlen wird der Betrieb von VTEC-E vollständig kopiert, wobei nur eines der beiden Ventile vollständig geöffnet ist.
• bei mittlerer Geschwindigkeit zwei Ventile vollständig geöffnet;
• Bei hohen Drehzahlen rastet der mittlere Nocken ein und öffnet das Ventil auf seine maximale Höhe.

Ein zusätzlicher Magnet ist für den Drei-Modus-Betrieb ausgelegt.

Es wurde nachgewiesen, dass ein solcher Motor bei einer konstanten Geschwindigkeit von 60 km / h einen Kraftstoffverbrauch von 3.6 Litern pro 100 km aufwies.

Basierend auf der Beschreibung von VTEC soll dieses System als zuverlässig angesehen werden, da das Design nur wenige zugehörige Teile enthält. Es ist wichtig zu verstehen, dass die Aufrechterhaltung des vollen Betriebs eines solchen Motors von einer rechtzeitigen Wartung sowie der Verwendung von Motoröl mit einer bestimmten Viskosität und einem Additivpaket ausgehen muss. Einige Eigentümer implizieren auch nicht, dass VTEC über eigene Netzfilter verfügt, die die Magnetspulen und Nocken zusätzlich vor schmutzigem Öl schützen. Diese Siebe müssen alle 100 km gewechselt werden.

Fragen und Antworten:

Was ist i VTEC und wie funktioniert es? Es ist ein elektronisches System, das die Steuerzeiten und die Höhe der Ventilsteuerzeiten ändert. Es ist eine Modifikation eines ähnlichen VTEC-Systems, das von Honda entwickelt wurde.

Was sind die Konstruktionsmerkmale und wie funktioniert das VTEC-System? Zwei Ventile werden von drei Nocken (nicht zwei) unterstützt. Je nach Ausführung des Zahnriemens kontaktieren die äußeren Nocken die Ventile über Kipphebel, Kipphebel oder Stößel. In einem solchen System gibt es zwei Betriebsmodi der Ventilsteuerung.