VTEC-System für Automotor
 

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Die Verbrennungsmotoren von Kraftfahrzeugen verbessern sich ständig, die Ingenieure versuchen, die maximale Leistung und das maximale Drehmoment zu "quetschen", insbesondere ohne das Volumen der Zylinder zu erhöhen. Japanische Autoingenieure wurden berühmt dafür, dass ihre atmosphärischen Motoren in den 90er Jahren des letzten Jahrhunderts 1000 PS bei einem Volumen von 100 cm³ erhielten. Es geht um Autos Honda, die vor allem dank des VTEC-Systems für ihre Drosselmotoren bekannt sind.

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

VTEC-System für Automotor

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 einen mageren Kraftstoffverbrauch und maximale Leistung bei mittleren und hohen Drehzahlen.

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

VTEC-System für Automotor

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.

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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.

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DOHC VTEC System

1989 wurden zwei Modifikationen des Honda Integra für den japanischen Inlandsmarkt freigegeben - der XSi und der RSi. Der 1.6-Liter-Motor war mit VTEC ausgestattet und die maximale Leistung betrug 160 PS. Es ist bemerkenswert, dass der Motor bei niedrigen Drehzahlen durch eine gute Gasannahme, Kraftstoffeffizienz und Umweltfreundlichkeit gekennzeichnet ist. Dieser Motor wird übrigens 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.

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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. 

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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.

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SOHC VTEC-E System

Die nächste Generation von "VTECH" konzentriert sich auf die Erzielung eines maximalen Kraftstoffverbrauchs. Um die Funktionsweise von VTEC-E zu verstehen, wenden wir uns der Theorie des Motorbetriebs mit dem Otto-Zyklus zu. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird also durch Mischen von Luft und Benzin im Ansaugkrümmer oder direkt im Zylinder erhalten. Ein wichtiger Faktor für die Effizienz der Verbrennung des Gemisches ist unter anderem seine Homogenität.

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.

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

Ein charakteristisches Merkmal von VTEC-E ist auch die Verwendung von Nocken unterschiedlicher Form, von denen eine eine Standardform und die andere eine ovale Form hat. Somit öffnet ein Einlassventil innerhalb des normalen Bereichs und das zweite öffnet sich kaum. Durch ein Ventil tritt das Kraftstoff-Luft-Gemisch vollständig ein, während das zweite Ventil aufgrund der geringen Durchflusskapazität einen Wirbeleffekt erzeugt, was bedeutet, dass das Gemisch mit voller Effizienz brennt. Nach 2500 U / min beginnt auch das zweite Ventil aufgrund des Schließens des Nockens auf die gleiche Weise wie bei den oben beschriebenen Systemen wie das erste zu arbeiten.

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.

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3-stufiges SOHC VTEC-System

Eine Besonderheit des 3-Stufen ist, dass das System darauf abzielt, VTEC in drei Modi zu betreiben, in einfachen Worten - Ingenieure haben drei Generationen von VTEC zu einem Ganzen zusammengefasst. 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.

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