سیستم VTEC برای موتور خودرو

موتورهای احتراق داخلی خودرو به طور مداوم در حال پیشرفت هستند ، مهندسان سعی می کنند حداکثر قدرت و گشتاور را "فشرده" کنند ، به ویژه بدون توسل به افزایش حجم سیلندر. مهندسان ژاپنی خودرو به این دلیل معروف شدند که موتورهای جوی آنها ، در دهه 90 قرن گذشته ، 1000 اسب بخار از حجم 100 سانتی متر مربع دریافت کردند. ما در مورد اتومبیل های هوندا صحبت می کنیم که به ویژه به لطف سیستم VTEC به موتورهای گازسوز معروف هستند.

بنابراین ، در مقاله نگاه دقیق تری خواهیم داشت به اینکه VTEC چیست ، چگونه کار می کند ، اصل عملکرد و ویژگی های طراحی چیست.

سیستم VTEC چیست؟

زمان بندی متغیر سوپاپ و کنترل الکترونیکی بالابر ، که به روسی ترجمه می شود ، به عنوان یک سیستم الکترونیکی برای کنترل زمان باز شدن و بالابردن شیر مکانیسم توزیع گاز است. به عبارت ساده ، این سیستمی برای تغییر زمان بندی زمان بندی است. این مکانیسم به یک دلیل ابداع شد.

شناخته شده است که یک موتور احتراق داخلی با تنفس طبیعی دارای حداکثر توان خروجی حداکثر قدرت بسیار محدود است و اصطلاحاً "قفسه" گشتاور آنقدر کوتاه است که موتور فقط در یک محدوده سرعت مشخص کارایی کارآیی دارد. البته ، نصب توربین این مشکل را به طور کامل حل می کند ، اما ما به یک موتور جوی علاقه مندیم که ساخت آن ارزان تر و کارکرد آن آسان تر است.

در دهه 80 قرن گذشته ، مهندسان ژاپنی در هوندا به این فکر افتادند که چگونه یک موتور ساب کامپکت را در همه حالت ها کارآمد کار کنند ، "جلسه" سوپاپ به سیلندر را از بین ببرند و سرعت کار را به 8000-9000 دور در دقیقه برسانند.

امروزه خودروهای هوندا به سیستم سری 3 VTEC مجهز شده اند که این ویژگی با حضور الکترونیک پیشرفته ای که مسئول میزان باز شدن بالابر و سوپاپ برای سه حالت عملیاتی (سرعت پایین ، متوسط ​​و زیاد) است ، مشخص می شود.

در سرعت های بیکار و پایین، سیستم بازده سوخت را به دلیل مخلوطی بدون چربی و رسیدن به سرعت های متوسط ​​و بالا - حداکثر توان، فراهم می کند.

به هر حال ، نسل جدید "VTECH" اجازه باز کردن یکی از دو سوپاپ ورودی را می دهد ، که باعث می شود در حالت شهری به میزان قابل توجهی صرفه جویی شود.

اصول پایه کار

هنگامی که موتور با سرعت کم و متوسط ​​کار می کند ، واحد کنترل الکترونیکی موتور احتراق داخلی شیر برقی را بسته نگه می دارد ، هیچ فشار روغن در راکرها وجود ندارد و سوپاپ ها از چرخش میل بادامک های اصلی به طور معمول کار می کنند.

با رسیدن به دورهای خاصی ، که در آن حداکثر بازگشت لازم است ، ECU سیگنال را به سلونوئید می فرستد ، که با باز شدن ، روغن را تحت فشار به حفره راکر منتقل می کند ، و پین ها را حرکت می دهد ، همان بادامک ها را مجبور به کار می کند ، که باعث تغییر ارتفاع بالابر سوپاپ و زمان باز شدن آنها می شود. 

در همان زمان ، ECM با تزریق مخلوط غنی در سیلندرها برای حداکثر گشتاور ، نسبت سوخت به هوا را تنظیم می کند.

به محض اینکه دور موتور پایین می آید ، سلونوئید کانال روغن را می بندد ، پایه ها به حالت اولیه خود برمی گردند و سوپاپ ها از طریق جعبه های کناری کار می کنند.

بنابراین ، عملکرد سیستم یک اثر توربین کوچک را فراهم می کند.

انواع VTEC

برای بیش از 30 سال استفاده از سیستم ، چهار نوع VTEC وجود دارد:

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

علی رغم تنوع در سیستم های کنترل زمان و دریچه ، اصل کار یکسان است ، فقط طرح و طرح کنترل متفاوت است.

سیستم DOHC VTEC

در سال 1989، دو تغییر هوندا اینتگرا برای بازار داخلی ژاپن منتشر شد - XSi و RSi. موتور 1.6 لیتری مجهز به VTEC بود و حداکثر قدرت آن 160 اسب بخار بود. قابل توجه است که موتور در سرعت های پایین با واکنش خوب دریچه گاز، راندمان سوخت و سازگاری با محیط زیست مشخص می شود. به هر حال، این موتور هنوز هم فقط در یک نسخه مدرن تولید می شود.

از نظر ساختاری ، موتور DOHC مجهز به دو میل بادامک و چهار سوپاپ در هر سیلندر است. هر جفت دریچه به سه بادامک مخصوص شکل مجهز شده است که دو تای آنها با سرعت کم و متوسط ​​کار می کنند و مرکزی با سرعت بالا "متصل" است.

دو بادامک خارجی مستقیماً از طریق راکر با دریچه ها ارتباط برقرار می کنند ، در حالی که بادامک مرکزی تا رسیدن به سرعت مشخص بیکار است.

میل بادامک های جانبی به شکل بیضی استاندارد ساخته می شوند ، اما صرفه جویی در مصرف سوخت را تنها در دورهای پایین فراهم می کنند. وقتی سرعت بالا می رود ، بادامک میانی تحت تأثیر فشار روغن فعال می شود و به دلیل شکل گردتر و بزرگتر ، شیر را در لحظه مورد نیاز و تا ارتفاع بیشتر باز می کند. به همین دلیل ، پر شدن سیلندرها بهبود می یابد ، تصفیه لازم انجام می شود و مخلوط سوخت و هوا با حداکثر بازده می سوزد.

سیستم SOHC VTEC

کاربرد VTEC انتظار مهندسان ژاپنی را برآورده کرد و آنها تصمیم گرفتند که به توسعه نوآوری ادامه دهند. اکنون چنین موتورهایی رقیب مستقیم واحدهایی هستند که دارای توربین هستند و کارکرد قبلی از نظر ساختاری ساده تر و ارزان تر است.

در سال 1991 ، VTEC همچنین بر روی موتور D15B با سیستم توزیع گاز SOHC نصب شد و با حجم متوسط ​​1,5 لیتر ، موتور "130 اسب بخار" تولید کرد. طراحی واحد قدرت یک میل بادامک منفرد را فراهم می کند. بر این اساس ، بادامک ها در یک محور قرار دارند.

اصل کار طراحی ساده تفاوت چندانی با موارد دیگر ندارد: همچنین از سه بادامک برای یک جفت دریچه استفاده می شود و سیستم فقط برای شیرهای ورودی کار می کند ، در حالی که دریچه های اگزوز ، صرف نظر از سرعت ، در حالت استاندارد هندسی و زمانی کار می کنند.

طراحی ساده از لحاظ جمع و جورتر و سبک تر بودن چنین موتوری دارای مزایایی است که برای عملکرد دینامیکی خودرو و چیدمان کل ماشین مهم است. 

سیستم I-VTEC

مطمئناً شما اتومبیل هایی مانند نسل 7 و 8 هوندا آکورد و همچنین کراس اوور CR-V را می شناسید که به موتورهای مجهز به سیستم i-VTEC مجهز هستند. در این حالت ، حرف "i" مخفف کلمه هوشمند ، یعنی "هوشمند" است. در مقایسه با سری های قبلی ، یک نسل جدید به لطف معرفی یک عملکرد اضافی VTC ، که به طور مداوم کار می کند ، لحظه شروع باز شدن سوپاپ ها را کاملا کنترل می کند.

در اینجا ، دریچه های ورودی نه تنها زود یا دیرتر و تا ارتفاع مشخصی باز می شوند ، بلکه می توان میل بادامک را به لطف مهره دنده همان میل بادامک با یک زاویه خاص چرخاند. به طور کلی ، سیستم "کاهش" گشتاور را از بین می برد ، شتاب خوب و مصرف متوسط ​​سوخت را فراهم می کند.

سیستم SOHC VTEC-E

نسل بعدی "VTECH" بر دستیابی به حداکثر مصرف سوخت تمرکز دارد. برای درک عملکرد VTEC-E، اجازه دهید به نظریه موتور با چرخه اتو بپردازیم. بنابراین، مخلوط هوا و سوخت از مخلوط کردن هوا و بنزین در منیفولد ورودی یا مستقیماً در سیلندر به دست می آید. از جمله عوامل مهم در راندمان احتراق مخلوط، یکنواختی آن است.

در سرعت های پایین ، درجه جذب هوا کم است ، به این معنی که مخلوط کردن سوخت با هوا بی اثر است ، به این معنی که ما با عملکرد ناپایدار موتور روبرو هستیم. برای اطمینان از عملکرد روان واحد نیرو ، مخلوط غنی شده ای وارد سیلندرها می شود.

سیستم VTEC-E در طراحی کمتری اضافی ندارد ، زیرا این سیستم منحصراً صرفه جویی در مصرف سوخت و انطباق با استانداردهای بالای محیطی است. 

همچنین ویژگی بارز VTEC-E استفاده از بادامک هایی با اشکال مختلف است که یکی از آنها به شکل استاندارد و دیگری بیضی است. بنابراین، یک دریچه ورودی در محدوده نرمال باز می شود و دومی به سختی باز می شود. از طریق یک سوپاپ، مخلوط سوخت و هوا به طور کامل وارد می شود، در حالی که شیر دوم، به دلیل توان کم، یک اثر چرخشی ایجاد می کند، به این معنی که مخلوط با راندمان کامل می سوزد. پس از 2500 دور در دقیقه، شیر دوم نیز مانند اولی با بستن بادامک به همان روشی که در سیستم های توضیح داده شده در بالا انجام می شود شروع به کار می کند.

به هر حال ، VTEC-E نه تنها به صرفه اقتصادی بلکه 6-10٪ قدرتمندتر از موتورهای ساده جوی است که به دلیل طیف گسترده ای از گشتاور است. بنابراین ، بیهوده نیست ، در یک زمان ، VTEC به یک رقیب جدی برای موتورهای توربوشارژ تبدیل شده است.

سیستم 3 مرحله ای SOHC VTEC

یکی از ویژگی های متمایز 3 مرحله این است که سیستم در سه حالت عملیات VTEC را هدف قرار می دهد، به عبارت ساده - مهندسان سه نسل از VTEC را در یک حالت ترکیب کردند. سه حالت کار به شرح زیر است:

• در دور موتور پایین ، عملکرد VTEC-E کاملاً کپی می شود ، جایی که فقط یکی از دو سوپاپ کاملا باز می شود.
• با سرعت متوسط ​​، دو سوپاپ کاملاً باز است.
• در دورهای بالا ، بادامک مرکزی درگیر می شود و دریچه را به حداکثر ارتفاع باز می کند.

یک شیر برقی اضافی برای عملکرد سه حالته طراحی شده است.

ثابت شده است که چنین موتوری ، با سرعت ثابت 60 کیلومتر در ساعت ، مصرف سوخت 3.6 لیتر در هر 100 کیلومتر را نشان می دهد.

بر اساس توصیف VTEC ، این سیستم در نظر گرفته شده است قابل اعتماد ، زیرا قطعات کمتری در طراحی استفاده می شود. درک این نکته مهم است که حفظ عملکرد کامل چنین موتوری باید از تعمیر و نگهداری به موقع و همچنین استفاده از روغن موتور با ویسکوزیته خاص و بسته افزودنی حاصل شود. همچنین ، برخی از دارندگان به این معنی نیستند که VTEC دارای فیلترهای مش خاص خود است که علاوه بر این از سلونوئیدها و بادامک ها در برابر روغن کثیف محافظت می کند و این صفحات باید هر 100 کیلومتر تغییر کنند.

سوالات و پاسخ ها:

i VTEC چیست و چگونه کار می کند؟ این یک سیستم الکترونیکی است که زمان و ارتفاع زمان بندی سوپاپ را تغییر می دهد. این تغییر سیستم VTEC مشابهی است که توسط هوندا توسعه یافته است.

ویژگی های طراحی چیست و سیستم VTEC چگونه کار می کند؟ دو سوپاپ توسط سه بادامک (نه دو) پشتیبانی می شوند. بسته به طراحی زمان بندی، بادامک های بیرونی از طریق راکرها، بازوهای راکر یا فشار دهنده ها با سوپاپ ها تماس می گیرند. در چنین سیستمی دو حالت عملکرد زمان بندی سوپاپ وجود دارد.