Systém VTEC pro motor automobilu

Automobilové spalovací motory se neustále zlepšují, inženýři se snaží „vymáčknout“ maximální výkon a točivý moment, zejména aniž by se uchýlili ke zvětšování objemu válců. Japonští automobiloví inženýři se proslavili tím, že jejich atmosférické motory, v 90. letech minulého století, dostaly 1000 koní z objemu 100 cm³. Řeč je o vozech Honda, které jsou známé svými škrticími motory, zejména díky systému VTEC.

V tomto článku se tedy podrobněji podíváme na to, co je VTEC, jak funguje, princip činnosti a konstrukční vlastnosti.

Co je to systém VTEC

Variabilní časování ventilů a elektronické ovládání zdvihu, což je přeloženo do ruštiny, jako elektronický systém pro řízení doby otevření a zdvihu ventilu mechanismu rozvodu plynu. Jednoduše řečeno, jedná se o systém pro změnu načasování načasování. Tento mechanismus byl vynalezen z nějakého důvodu.

Je známo, že přirozeně nasávaný spalovací motor má extrémně omezené možnosti maximálního výkonu a takzvaná „police“ točivého momentu je tak krátká, že motor pracuje efektivně pouze v určitém rozsahu otáček. Instalace turbíny samozřejmě tento problém zcela řeší, ale zajímá nás atmosférický motor, jehož výroba je levnější a snadnější na provoz.

V 80. letech minulého století začali japonští inženýři společnosti Honda přemýšlet o tom, jak zajistit, aby subkompaktní motor pracoval efektivně ve všech režimech, eliminoval „setkání“ mezi válcem a válcem a zvýšil provozní rychlost na 8000–9000 ot / min.

V současné době jsou vozidla Honda vybavena systémem VTEC řady 3, který se vyznačuje přítomností sofistikované elektroniky odpovědné za délku doby zdvihu a otevírání ventilů pro tři provozní režimy (nízká, střední a vysoká rychlost).

Při volnoběhu a nízkých otáčkách systém poskytuje úsporu paliva díky chudé směsi a dosažení středních a vysokých otáček - maximální výkon.

Mimochodem, nová generace „VTECH“ umožňuje otevřít jeden ze dvou sacích ventilů, což umožňuje výrazně ušetřit palivo v městském režimu.

Základní principy práce

Když motor pracuje při nízkých a středních otáčkách, udržuje elektronická řídicí jednotka spalovacího motoru elektromagnetický ventil zavřený, v vahadlech není tlak oleje a ventily pracují normálně od otáčení vaček hlavního vačkového hřídele.

Po dosažení určitých otáček, při kterých je vyžadován maximální návrat, odešle ECU signál solenoidu, který při otevření předává pod tlakem olej do dutiny vahadel a pohybuje čepy, čímž nutí stejné vačky, aby změnily výšku zdvihu ventilu a dobu jejich otevření. 

ECM současně upravuje poměr paliva a vzduchu vstřikováním bohaté směsi do válců pro maximální točivý moment.

Jakmile poklesnou otáčky motoru, solenoid uzavře olejový kanál, kolíky se vrátí do své původní polohy a ventily pracují z bočních vaček.

Provoz systému tedy zajišťuje účinek malé turbíny.

Odrůdy VTEC

Pro více než 30 let používání systému existují čtyři typy VTEC:

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

Navzdory rozmanitosti systémů řízení času a zdvihu ventilu je princip činnosti stejný, liší se pouze design a schéma ovládání.

Systém DOHC VTEC

V roce 1989 byly pro domácí japonský trh uvedeny dvě modifikace Honda Integra - XSi a RSi. Motor o objemu 1.6 litru byl vybaven systémem VTEC a maximální výkon byl 160 koní. Je pozoruhodné, že motor při nízkých otáčkách se vyznačuje dobrou odezvou na plyn, hospodárností a šetrností k životnímu prostředí. Mimochodem, tento motor se vyrábí dodnes, pouze v modernizované verzi.

Konstrukčně je motor DOHC vybaven dvěma vačkovými hřídeli a čtyřmi ventily na válec. Každá dvojice ventilů je vybavena třemi speciálně tvarovanými vačkami, z nichž dva pracují při nízkých a středních rychlostech a centrální je „připojen“ při vysokých rychlostech.

Vnější dvě vačky komunikují přímo s ventily přes vahadlo, zatímco středová vačka běží naprázdno, dokud není dosaženo určité rychlosti.

Vačky bočního vačkového hřídele jsou standardně elipsoidní, ale zajišťují palivovou účinnost pouze při nízkých otáčkách. Když se rychlost zvýší, pod tlakem oleje se aktivuje střední vačka a díky svému zaoblenějšímu a většímu tvaru otevře ventil v požadovaném okamžiku a do větší výšky. Díky tomu dochází k lepšímu plnění válců, je zajištěno potřebné proplachování a směs paliva a vzduchu hoří s maximální účinností.

Systém SOHC VTEC

Aplikace VTEC splnila očekávání japonských inženýrů a rozhodli se pokračovat v rozvoji inovace. Nyní jsou tyto motory přímými konkurenty jednotek s turbínou a jejich provoz je konstrukčně jednodušší a levnější.

V roce 1991 byl VTEC instalován také na motor D15B se systémem distribuce plynu SOHC a při skromném objemu 1,5 litru motor „vyrobil“ 130 koní. Konstrukce pohonné jednotky umožňuje jediný vačkový hřídel. Vačky jsou tedy na stejné ose.

Princip fungování zjednodušené konstrukce se příliš neliší od ostatních: používá také tři vačky na pár ventilů a systém funguje pouze pro sací ventily, zatímco výfukové ventily, bez ohledu na rychlost, pracují ve standardním geometrickém a časovém režimu.

Zjednodušený design má své výhody v tom, že takový motor je kompaktnější a lehčí, což je důležité pro dynamický výkon automobilu a jeho uspořádání jako celek. 

Systém I-VTEC

Určitě znáte automobily, jako je Honda Accord 7. a 8. generace, stejně jako crossover CR-V, které jsou vybaveny motory se systémem i-VTEC. V tomto případě písmeno „i“ znamená slovo inteligentní, tj. „Inteligentní“. Ve srovnání s předchozí řadou je nová generace díky zavedení další funkce VTC, která pracuje neustále a plně řídí okamžik, kdy se ventily začnou otevírat.

Zde se sací ventily nejen otevírají dříve nebo později a do určité výšky, ale vačkový hřídel lze také otočit o určitý úhel díky převlečné matici stejného vačkového hřídele. Systém obecně eliminuje „poklesy“ točivého momentu, poskytuje dobrou akceleraci a mírnou spotřebu paliva.

Systém SOHC VTEC-E

Nová generace „VTECH“ se zaměřuje na dosažení maximální úspory paliva. Abychom porozuměli fungování VTEC-E, přejděme k teorii motoru s Ottovým cyklem. Směs vzduchu a paliva se tedy získává smícháním vzduchu a benzínu v sacím potrubí nebo přímo ve válci. Důležitým faktorem účinnosti spalování směsi je mimo jiné její rovnoměrnost.

Při nízkých otáčkách je stupeň sání vzduchu nízký, což znamená, že míchání paliva se vzduchem je neúčinné, což znamená, že máme co do činění s nestabilním provozem motoru. Pro zajištění plynulého provozu pohonné jednotky vstupuje do válců obohacená směs.

Systém VTEC-E nemá v konstrukci další vačky, protože je zaměřen výhradně na úsporu paliva a dodržování vysokých ekologických norem. 

Charakteristickým rysem VTEC-E je také použití vaček různých tvarů, z nichž jedna je standardního tvaru a druhá je oválná. Jeden vstupní ventil se tedy otevře v normálním rozsahu a druhý se sotva otevře. Přes jeden ventil vstupuje směs paliva a vzduchu celá, zatímco druhý ventil díky svému nízkému průtoku poskytuje vířivý efekt, což znamená, že směs vyhoří s plnou účinností. Po 2500 otáčkách za minutu začne fungovat i druhý ventil, stejně jako ten první, uzavřením vačky stejným způsobem jako u výše popsaných systémů.

Mimochodem, VTEC-E je zaměřen nejen na ekonomiku, ale také o 6-10% výkonnější než jednoduché atmosférické motory, a to díky širokému rozsahu točivého momentu. Není tedy nadarmo, najednou se VTEC stal vážným konkurentem přeplňovaných motorů.

3stupňový systém SOHC VTEC

Charakteristickým rysem 3-stupně je, že systém je zaměřen na provoz VTEC ve třech režimech, jednoduše řečeno - inženýři spojili tři generace VTEC do jedné. Tři provozní režimy jsou následující:

• při nízkých otáčkách motoru je provoz VTEC-E zcela kopírován, kdy se plně otevírá pouze jeden ze dvou ventilů;
• při střední rychlosti se dva ventily plně otevřou;
• při vysokých otáčkách středová vačka zapadne a otevře ventil do maximální výšky.

Pro třírežimový provoz je navržen přídavný solenoid.

Bylo prokázáno, že takový motor vykazoval při konstantní rychlosti 60 km / h spotřebu paliva 3.6 litru na 100 km.

Na základě popisu VTEC má být tento systém považován za spolehlivý, protože v konstrukci je použito několik doprovodných dílů. Je důležité si uvědomit, že udržování plného provozu takového motoru by mělo vycházet z včasné údržby a použití motorového oleje s určitou viskozitou a aditivním balíčkem. Někteří majitelé také nenaznačují, že VTEC má vlastní síťové filtry, které navíc chrání solenoidy a vačky před znečištěným olejem, a tato síta musí být měněna každých 100 000 km.

Otázky a odpovědi:

Co je i VTEC a jak funguje? Jde o elektronický systém, který mění časování a výšku rozvodu ventilů. Jde o modifikaci podobného systému VTEC vyvinutého Hondou.

Jaké jsou konstrukční vlastnosti a jak systém VTEC funguje? Dva ventily jsou podporovány třemi vačkami (ne dvěma). V závislosti na konstrukci rozvodového řemene se vnější vačky dotýkají ventilů prostřednictvím vahadel, vahadel nebo tlačných prvků. V takovém systému existují dva režimy činnosti časování ventilů.