Что такое VTEC (как это работает, типы, конструкция)

Общая концепция

Чтобы понять, что такое VTEC, давайте рассмотрим различия между обычными и спортивными трансмиссиями. Конструктивно оба вала идентичны, но у последнего высота костяшек больше, чем у обычного, а геометрия их более плавная. Спортивные распредвалы благодаря такой форме кулачка обеспечивают лучшее наполнение цилиндров за счет увеличенного времени и высоты открытия клапана.

ВТЭК сочетает в себе конструктивные особенности простого и спортивного распредвалов, что позволяет автоматически регулировать фазу газораспределения в зависимости от условий работы мотора. На малых оборотах в системе используются кулачки с нормальной геометрией, поэтому топливо расходуется экономно, а на высоких — с увеличенной высотой, обеспечивающей максимальную отдачу мощности.

Варианты систем VTEC

ВТЭЦ следует рассматривать не с позиций изолированной системы, а целого семейства инженерных решений, реализованных в разные годы. В двигателях полноразмерных легковых автомобилей массой не менее 1000 кг имеется несколько типов ВТЭО (есть аналоги и для мотоциклов:

• DOHC VTEC (1989-2001) — система на самом мощном безнаддувном силовом агрегате Honda до 2001 года выпуска, известная под маркой B16A. На каждом из двух распределительных валов было установлено по 3 кулачка впускных и выпускных клапанов цилиндров. После достижения 5000 об/мин бензиновый двигатель заработал с повышенной мощностью, выдавая до 180 литров при объеме всего 1,6 литра с. Все это было возможно при атмосферном давлении без турбонаддува. Для сравнения, дизель 1J2 (TDI), которым оснащались автомобили немецкого производства с конца 1990-х годов, имеет турбонаддув, объем 1,9 л, но всего 110 л с.
• SOHC VTEC (с 1991 по 2001) – упрощенная версия VTEC. Поскольку в двигателях SOHC используется один вал с кулачками для впускных и выпускных клапанов, VTEC реализуется только на впуске.
• SOHC VTEC-E (1991-2001) — дальнейшее развитие технологии, но уже не для увеличения мощности, а для снижения расхода топлива или нагрузки на двигатель при умеренном стиле вождения. С помощью коромысла ручки обеспечивают большее открытие только одного из двух клапанов. Второй приоткрывается незначительно, благодаря чему в районе честной свечи образуется сильный завихрение. Это дает возможность использовать обедненную рабочую смесь. Если ДВС переходит в режим работы на высоких оборотах, VTEC осуществляет одинаковое открытие обоих впускных клапанов цилиндра, увеличивая тем самым мощность.
• 3-ступенчатый SOHC VTEC (1995–2001 гг.) — SOHC VTEC третьего поколения исключение двух опомяненных выше разноститей VTEC с возможностью работы в трех режимах. На малых оборотах открывается и закрывается только один клапан цилиндра, на средних оборотах — два, на высоких оборотах срабатывает кулачок со специальным профилем. В результате достигается экономичность при средней и малой нагрузке, а мощность при высокой.
• i-VTEC (с 2001 г.) – самая современная вариация VTEC. Как и прежде, используется трехкулачковый механизм управления клапаном. Важным отличием от других типов ВТЭО является то, что моменты открытия и закрытия впускных клапанов при одном и том же положении поршня могут регулироваться интеллектуальной системой ожидается, что это произойдет в стране наполница цилиндров программы мическою. На малых оборотах меньше, на повышенных – больше.

Читайте также: Инжектор: его преимущества, виды, конструктивные особенности

Конструктивные особенности

Что такое ВТЕК на Honda, рассмотрим на примере двигателя с системой ГРМ DOHC, так как на этом двигателе она применялась впервые и конструктивно является самой простой. Особенностью данного газораспределительного механизма является использование 4-х клапанов на цилиндр (пара впускных и выпускных клапанов, работающих синхронно) и двух распределительных валов, каждый из которых отвечает за открытие своих клапанов.

Принцип работы кулисного переключателя VTEC

Кулисный переключатель VTEC выключен

VTEC на этом двигателе имеет два режима работы и подразумевает использование трех кулачков на паре клапанов (и впускных, и выпускных), вместо двух. Третий кулачок – увеличенной высоты и сглаженной геометрии (повторяет форму спортивного кулачка распредвала) и располагается между двумя обычными.

Крайние кулачки (с обудительной формой) воздействуют на клапаны не напрямую, а через коромысла, коромысла, толкатели (в зависимости от конструкции ГРМ). Центральный кулачок тоже имеет коромысло (коромысло), но на клапана они не влияют. Для этого в них выполнен масляный канал и установлены выдвижные штифты, которые входят в специальные выемки крайних коромыслов (рокеров), соединяют коромысла между собой и обеспечивают их синхронное движение.

Масляный канал, выполненный в осях коромысла и центрального коромысла, снабжен клапаном-соленоидом, управляемым ЭБУ мотора, что позволяет регулировать подачу масла, подаваемого на ВТЭП.

Основные принципы работы

При работе двигателя в режиме малых и средних оборотов электронный блок управления ДВС держит электромагнитный клапан закрытым, давление масла в коромыслах отсутствует, а клапаны работают в штатном режиме от вращения главного распределительного вала кулачки.

При достижении определенных оборотов, при которых требуется максимальная отдача, ЭБУ подает сигнал на соленоид, который при открытии пропускает масло под давлением в полость коромысла, и перемещает штифты, заставляя работать те самые кулачки, которые изменяют высота подъема клапанов и время их открытия.

При этом блок управления двигателем корректирует соотношение топлива и воздуха, подавая в цилиндры обогащенную смесь для получения максимального крутящего момента.

При падении оборотов двигателя соленоид перекрывает масляный канал, штифты находятся в исходном положении, а клапан работает от боковых кулачков.

Таким образом, работа системы обеспечивает эффект небольшой турбины.

Принцип работы

Как работает ВТЭК

При работе двигателя на малых и средних оборотах ЭБУ «держит» закрытым соленоид клапана, давление масла в каналах коромысла отсутствует, а открытие клапанов осуществляется кулачками с обычной геометрией. Центральный кулачок воздействует на коромысла (коромысла), но так как они не связаны с крайними коромыслами, то работает «вхолостую».

При достижении определенных оборотов коленчатого вала ЭБУ открывает соленоид и масло под давлением подается в каналы, затем перетекает в полость центрального коромысла (коромысла) и выталкивает штифты из посадочных мест. Эти стифты выдвигаются, пападают в проточки крайних рокеров. Благодаря этому коромысла связаны и двигаются синхронно, как единая конструкция. В то же время, поскольку высота центрального кулачка больше, чем у боковых, он начинает «давать» движение коромыслам, что обеспечивает большее время и высоту открытия клапанов.

Одновременно с переходом на использование центрального кулачка распредвала ЭБУ корректирует работу впуска, подавая в цилиндры больше топлива, и как следствие увеличивает мощность.

После понижения оборотов до середины ЭБУ закрывает соленоид, коромысла расходятся, и открытие клапанов снова происходит с боковых кулачков с обычной геометрией.

Как работает система VTEC на двигателях HONDA

Однако в системе Honda i VTEC предусмотрены и группы-тройки, в каждой из которых имеется по одному специальному центральному кулачку. Простота конструкции заключается в том, что только впускные клапаны могут работать в двух режимах — на низких и высоких оборотах.

Промежуточный механизм с дополнительным кулачком и коромыслом, как и в случае с DOHC VTEC, перехватывает открытие и закрытие впускных клапанов, при этом выпускные клапаны всегда работают в постоянном режиме. Однако это не так: Но прежде чем рассматривать очередное изобретение Honda, необходимо разобраться в системе Honda i vtec.

Известно, что топливо предварительно смешивается с воздухом, а затем воспламеняется в цилиндрах.Есть и другой вариант — непосредственный впрыск, при котором воздух и топливо поступают в цилиндры раздельно. На мощность двигателя также влияет то, насколько однородна смесь.

Проблема в том, что на малых оборотах малая скорость потока при всасывании препятствует смешению топлива и воздуха. В результате на холостом ходу двигатель не может работать с системой Honda i VTEC. Для предотвращения этого в цилиндры подается обогащенная топливная смесь, что свидетельствует об экономичности.

Типы

Конструкторы Honda VTEC постоянно совершенствуются, поэтому, помимо DOHC VTEC, он включает в себя несколько типов с разными конструктивными особенностями.

SOHC VTEC

Конструкция VTEC на двигателях с газораспределительным механизмом SOHC отличается от DOHC. В этом ГРМ используется только один распределительный вал, который приводит в действие пары впускных и выпускных клапанов цилиндра. Из-за этого установка трех кулачков на пару привела бы к увеличению длины вала и, соответственно, головки блока. Кроме того, невозможность использования VTEC на выпускных клапанах связана с тем, что между ними находится свечной колодец. Поэтому конструкторы Honda применили VTEC только на двигателях SOHC.

Принцип работы SOHC VTEC не отличается от DOHC VTEC.

VTEC-E

Следующим этапом развития стал VTEC-E на тех самых моторах SOHC. Конструкторы сделали ставку на максимальную экономичность двигателя. И сделано это было за счет уменьшения высоты профиля одного из боковых поворотных кулаков. В результате при малых нагрузках впускные клапаны открывались на разную высоту (один оставался почти закрытым), что позволяло использовать в этом режиме работы двигателя обедненную смесь. После срабатывания соленоида оба открывались на одинаковую высоту.

Вас также интересует:

• Двигатели DOHC — принцип работы, устройство и технические характеристики
• Замена ремня ГРМ: как правильно снимать, устанавливать и отображать метки
• Онлайн калькулятор расхода топлива на 100 км

SOHC VTEC 3-stage

SOHC VTEC 3-stage отличается наличием трех режимов работы, что позволило настроить работу ГРМ под условия работы мотора. Конструкторы таким образом объединили SOHC VTEC и VTEC-E, что позволило реализовать три режима работы:

1. Малые оборы коленвала. В таком режиме система копирует работу VTEC-E – из двух впусков открывается только один, что обеспечивает высокую экономичность мотора;
2. Средняя нагрузка. При таких условиях размещения в детской впускной.
3. Высокие ворота. В этом режиме центральный кулачок с высоким профилем начинает «открывать» клапана.

Трехрежимная работа ВТЭО реализована за счет установки дополнительного электромагнитного клапана. Открытием первого осуществляется подключение второго впускного клапана, а активацией второго — включение клапана высокопрофильным кулачком.

Современные разработки

Последующие модификации — i-VTEC серий «K», «R» и «J», AVTEC и VTEC Turbo реализованы на базе SOHC VTEC 3-ступенчатые, но дополнительно функционируют с другими системами — переменные фазы газораспределения, деактивация часть цилиндров, турбонаддув, непосредственный впрыск. Такое сочетание позволило конструкторам Honda добиться еще лучших показателей работы силовых установок.

VTEC 3-Stage: Автомат

В 6-м поколении, с которым пошел 3-Stage VTEC, он комплектовался только механической и вариаторной коробками передач. А вот в 7 поколении с 2001 по 2003 год на двигатель 1.6 тоже устанавливалась головка P2J (PLL), и управлялась она соответственно мозгом 37820-PLL-D52. Мотор 3-Stage VTEC назывался D16W9 и имел мощность 130 л.с.

Десятка отличных VTEC-моторов

Если вы подумываете о вышеописанной первой Хонде для проекта, или думаете о моторе под свап, то этот список будет интересен

B16A

Где устанавливался: 1989-1993 JDM Integra XSi, RSi; 1989-1991 Гражданский CRX SiR

Мощность/Момент:160л.с./152Н.м

Что хорошо: Первый DOHC VTEC, который можно себе позволить.

B16B Type R

Куда поставили:1997-2000 JDM Civic Type R

Мощность/Момент:185л.с./160Н.м

Чем хорош: Версия B18C с уменьшенным ходом поршня, хорошо держит высокие обороты.

B18C1

Куда поставили:1994-2001 Интегра GS-R

Мощность/Момент:170л.с./173Н.м

Чем хорош: Первый 1.8 VTEC, с двухступенчатым впускным коллектором.

B18C Type R

Куда поставили:1995-2001 JDM Integra Type R

Мощность/Момент:200л.с./185Н.м.

Чем хорош: Самый мощный из серии B

C32B Type R

Куда поставили:2002-2005 JDM NSX-R

Мощность/Момент:290л.с./303Н.м

Чем хорош: Скурпулезно сбалансированный вариант стандартного движка NSX. Неечно дорого, не найти.

F20C1

Куда поставили: 2000-2005 S2000

Мощность/Момент:240л.с./207Н.м.

Чем хорош: Считается самым производительным четырехцилиндровым двигателем, крутится отлично, не в ущерб средним оборотам.

H22A1

Где устанавливался: 1993-1996 Prelude VTEC

Мощность/Момент:190л.с./214Н.м.

Чем хорош:Первый биг-блок Хонды. За ним рекорды в дрэге и исторические отметки.

J37A4

Где установлено: 2009-2013 TL SH-AWD

Мощность/Момент:305л.с./370Н.м

Чем хорош: Самый мочный на сегодня Honda Motor

K20A Type R

Куда ставили:01-05 Civic, Integra Type R

Мощность/Момент:212л.с./202Н.м

Чем хорош: Топовый двигатель K-серии, вариант сваперам