מערכת VTEC למנוע רכב
מונחים אוטומטיים,  מכשיר מנוע

מערכת VTEC למנוע רכב

מנועי הבעירה הפנימית ברכב משתפרים כל הזמן, המהנדסים מנסים "לסחוט" את העוצמה והמומנט המרבי, במיוחד מבלי להיעזר בהגדלת נפח הצילינדרים. מהנדסי הרכב היפנים התפרסמו בכך שמנועי האטמוספירה שלהם, בשנות ה -90 של המאה הקודמת, קיבלו 1000 כוחות סוס מנפח של 100 סמ"ק. אנו מדברים על מכוניות הונדה, הידועות במנועי המצערת שלהן, במיוחד הודות למערכת VTEC.

לכן, במאמר נבחן מקרוב מה זה VTEC, איך זה עובד, עקרון הפעולה ותכונות העיצוב.

מערכת VTEC למנוע רכב

מהי מערכת VTEC

תזמון שסתום משתנה ובקרה אלקטרונית להרים, המתורגמת לרוסית, כמערכת אלקטרונית לבקרת זמן הפתיחה והרמת השסתום של מנגנון חלוקת הגז. במילים פשוטות, זו מערכת לשינוי עיתוי העיתוי. מנגנון זה הומצא מסיבה.

ידוע שלמנוע בעירה פנימית עם שאיפה טבעית יש יכולות תפוקת כוח מרביות מוגבלות ביותר, ומה שמכונה "מדף" המומנט קצר כל כך שהמנוע פועל ביעילות רק בטווח מהירויות מסוים. כמובן שהתקנת טורבינה פותרת את הבעיה הזו לחלוטין, אך אנו מעוניינים במנוע אטמוספרי, שהוא זול יותר לייצור וקל יותר לתפעול.

עוד בשנות ה -80 של המאה הקודמת, מהנדסים יפניים בהונדה החלו לחשוב כיצד לגרום למנוע קומפקטי תת-יעיל בכל המצבים, לבטל "מפגש" שסתום-גליל ולהעלות את מהירות ההפעלה ל-8000-9000 סל"ד.

כיום, רכבי הונדה מצוידים במערכת VTEC מסדרה 3 המאופיינת בנוכחות אלקטרוניקה מתוחכמת האחראית לכמות זמני פתיחת המעלית והשסתום לשלושה מצבי פעולה (מהירות נמוכה, בינונית וגבוהה).

במהירויות סרק ונמוכות המערכת מספקת יעילות בדלק הודות לתערובת רזה, והגעה למהירויות בינוניות וגבוהות - הספק מרבי.

אגב, הדור החדש "VTECH" מאפשר פתיחה של אחד משני שסתומי הכניסה, מה שמאפשר לחסוך משמעותית בדלק במצב עירוני.

מערכת VTEC למנוע רכב

עקרונות היסוד של העבודה

כאשר המנוע פועל במהירות נמוכה ובינונית, יחידת הבקרה האלקטרונית של מנוע הבעירה הפנימית שומרת על שסתום הסולנואיד סגור, אין לחץ שמן בנדנדים, והשסתומים פועלים כרגיל מסיבוב מצלמות גל הזיז הראשי.

עם הגעה לסיבובים מסוימים, שבהם נדרש החזרה מקסימאלית, ה- ECU שולח אות לסולנואיד, אשר כאשר הוא נפתח, מעביר שמן בלחץ לחלל הנדנדה, ומניע את הפינים, מכריח את אותן מצלמות לעבוד, המשנות את גובה הרמת השסתום ואת זמן פתיחתן. 

במקביל, ה- ECM מכוון את יחס הדלק לאוויר על ידי הזרקת תערובת עשירה לגלילים למומנט מרבי.

ברגע שמהירות המנוע יורדת, הסולנואיד סוגר את תעלת השמן, הפינים חוזרים למצבם המקורי, והשסתומים פועלים ממצלמות הצד.

לפיכך, הפעלת המערכת מספקת את ההשפעה של טורבינה קטנה.

זנים של VTEC

ביותר מ -30 שנה של שימוש במערכת, ישנם ארבעה סוגים של VTEC:

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

למרות מגוון מערכות בקרת שבץ המסתם, עקרון הפעולה זהה, רק ערכת התכנון והבקרה נבדלת.

מערכת VTEC למנוע רכב

מערכת VTEC DOHC

בשנת 1989, שני שינויים של הונדה אינטגרה שוחררו לשוק היפני המקומי - XSi ו-RSi. מנוע ה-1.6 ליטר צויד ב-VTEC, וההספק המרבי עמד על 160 כ"ס. ראוי לציין כי המנוע במהירויות נמוכות מאופיין בתגובת מצערת טובה, יעילות דלק וידידותיות לסביבה. אגב, המנוע הזה עדיין מיוצר, רק בגרסה מודרנית.

מבחינה מבנית, מנוע ה- DOHC מצויד בשני פסי זיזים וארבעה שסתומים לכל גליל. כל זוג שסתומים מצויד בשלוש מצלמות מעוצבות במיוחד, שתיים מהן פועלות במהירות נמוכה ובינונית, והמרכזית "מחוברת" במהירות גבוהה.

שתי המצלמות החיצוניות מתקשרות ישירות עם השסתומים דרך הנדנדה, ואילו המצלמה המרכזית עוברת סרק עד שמגיעה למהירות מסוימת.

מצלמות גל הזיזים הצדדיות מיוצרות בצורה אליפסואידית סטנדרטית, אך הן מספקות יעילות דלק רק בסל"ד נמוך. כאשר המהירות עולה, המצלמה האמצעית, בהשפעת לחץ שמן, מופעלת, ובשל צורתה המעוגלת והגדולה יותר, היא פותחת את השסתום ברגע הנדרש ולגובה רב יותר. בשל כך מתרחשת מילוי משופר של הגלילים, הניקוי הדרוש מסופק, ותערובת הדלק והאוויר נשרפת ביעילות מירבית.

מערכת VTEC למנוע רכב

מערכת SOHC VTEC

היישום של VTEC ענה על ציפיות המהנדסים היפנים, והם החליטו להמשיך ולפתח את החדשנות. כעת מנועים כאלה הם מתחרים ישירים ליחידות עם טורבינה, והראשון פשוט יותר מבנה וזול יותר להפעלה.

בשנת 1991 הותקנה VTEC גם על מנוע D15B עם מערכת חלוקת גז SOHC, ובנפח צנוע של 1,5 ליטר, המנוע "ייצר" 130 כ"ס. העיצוב של יחידת הכוח מספק גל זיזים יחיד. בהתאם לכך, המצלמות נמצאות על אותו ציר.

עקרון הפעולה של העיצוב הפשוט אינו שונה בהרבה מהאחרים: הוא משתמש גם בשלוש מצלמות לזוג שסתומים, והמערכת עובדת רק עבור שסתומי הכניסה, ואילו שסתומי הפליטה, ללא קשר למהירות, פועלים במצב הגיאומטרי והזמן הסטנדרטי.

לעיצוב הפשוט יתרונותיו בכך שמנוע כזה הוא קומפקטי וקל יותר, מה שחשוב לביצועים הדינמיים של המכונית ולפריסת המכונית כולה. 

מערכת VTEC למנוע רכב

מערכת I-VTEC

אתה בוודאי מכיר מכוניות כמו הונדה אקורד מהדור השביעי והשמיני, כמו גם את הקרוסאובר CR-V, שמצוידות במנועים עם מערכת i-VTEC. במקרה זה, האות "i" מייצגת את המילה אינטליגנטי, כלומר "חכם". בהשוואה לסדרה הקודמת, דור חדש, הודות להכנסת פונקציה נוספת VTC, הפועלת ללא הרף, ושולטת לחלוטין ברגע בו השסתומים מתחילים להיפתח.

כאן, שסתומי הכניסה נפתחים לא רק מוקדם יותר או מאוחר יותר ולגובה מסוים, אלא שניתן לסובב את גל הזיזים בזווית מסוימת הודות לאום ההילוכים של אותה גל זיזים. באופן כללי, המערכת אינה כוללת "מטבלים" מומנט, מספקת תאוצה טובה וצריכת דלק מתונה.

מערכת VTEC למנוע רכב

מערכת SOHC VTEC-E

הדור הבא של "VTECH" מתמקד בהשגת צריכת דלק מקסימלית. כדי להבין את פעולתו של VTEC-E, נפנה לתיאוריה של המנוע עם מחזור האוטו. אז, תערובת האוויר-דלק מתקבלת על ידי ערבוב אוויר ובנזין בסעפת היניקה או ישירות בצילינדר. בין היתר, גורם חשוב ביעילות הבעירה של התערובת הוא אחידותה.

במהירויות נמוכות, מידת צריכת האוויר נמוכה, מה שאומר שערבוב דלק עם אוויר אינו יעיל, כלומר אנו מתמודדים עם פעולת מנוע לא יציבה. כדי להבטיח פעולה חלקה של יחידת הכוח, תערובת מועשרת נכנסת לצילינדרים.

במערכת VTEC-E אין מצלמות נוספות בתכנון, מכיוון שהיא מכוונת אך ורק לחסכון בדלק ועמידה בסטנדרטים סביבתיים גבוהים. 

כמו כן, מאפיין ייחודי של VTEC-E הוא השימוש במצלמות בצורות שונות, אחת מהן היא צורה סטנדרטית, והשנייה היא אליפסה. לפיכך, שסתום כניסה אחד נפתח בטווח הרגיל, והשני בקושי נפתח. דרך שסתום אחד, תערובת הדלק-אוויר נכנסת במלואה, ואילו השסתום השני, בשל תפוקתו הנמוכה, נותן אפקט מתערבל, כלומר התערובת תישרף במלוא היעילות. לאחר 2500 סל"ד, גם השסתום השני מתחיל לעבוד, כמו הראשון, על ידי סגירת הפקה באותו אופן כמו במערכות שתוארו לעיל.

אגב, VTEC-E מכוונת לא רק לכלכלה, אלא גם ל-6-10% חזקים יותר ממנועי אטמוספירה פשוטים, בגלל מגוון רחב של מומנט. לכן, אין זה לשווא, בבת אחת הפכה VTEC למתחרה רציני במנועי טורבו.

מערכת VTEC למנוע רכב

מערכת SOHC VTEC בת 3 שלבים

מאפיין ייחודי של שלושת השלבים הוא שהמערכת מכוונת לפעולת VTEC בשלושה מצבים, במילים פשוטות - מהנדסים שילבו שלושה דורות של VTEC לאחד. שלושת מצבי הפעולה הם כדלקמן:

  • במהירויות מנוע נמוכות, העבודה של VTEC-E מועתקת לחלוטין, שם רק אחד משני השסתומים נפתח לחלוטין;
  • במהירות בינונית, שני שסתומים פתוחים לחלוטין;
  • בסיבובים גבוהים המצלמה המרכזית פועלת, ופותחת את השסתום לגובה המרבי שלו.

סולנואיד נוסף מיועד להפעלת שלושה מצבים.

הוכח שמנוע כזה, במהירות קבועה של 60 קמ"ש, הראה צריכת דלק של 3.6 ליטר ל -100 ק"מ.

בהתבסס על התיאור של VTEC, מערכת זו נועדה להיחשב אמינה, מכיוון שיש מעט חלקים קשורים בתכנון. חשוב להבין כי שמירה על פעולתו המלאה של מנוע כזה חייבת לעבור מתחזוקה בזמן, כמו גם שימוש בשמן מנוע עם צמיגות מסוימת וחבילה תוספת. כמו כן, ישנם בעלים שאינם מרמזים כי ל- VTEC יש מסנני רשת משלה, המגנים בנוסף על הסולנואידים והמצלמות מפני שמן מלוכלך, ויש להחליף מסכים אלה כל 100 ק"מ.

שאלות ותשובות:

מה זה i VTEC ואיך זה עובד? זוהי מערכת אלקטרונית המשנה את התזמון והגובה של תזמון השסתומים. מדובר בשינוי של מערכת VTEC דומה שפותחה על ידי הונדה.

מהן תכונות העיצוב וכיצד פועלת מערכת VTEC? שני שסתומים נתמכים על ידי שלוש מצלמות (לא שתיים). בהתאם לעיצוב רצועת התזמון, המצלמות החיצוניות מתקשרות עם השסתומים דרך נדנדות, זרועות נדנדה או דוחפים. במערכת כזו, ישנם שני מצבי פעולה של תזמון השסתום.

הוספת תגובה