VTEC sistem za avtomobilski motor

Avtomobilski motorji z notranjim izgorevanjem se nenehno izboljšujejo, inženirji poskušajo "iztisniti" največjo moč in navor, še posebej ne da bi se zatekli k povečanju prostornine jeklenk. Japonski avtomobilski inženirji so postali znani po tem, da so njihovi atmosferski motorji v 90. letih prejšnjega stoletja prejeli 1000 konjskih moči od 100 cm³ prostornine. Govorimo o avtomobilih Honda, ki so znani po motorjih za plin, še posebej zahvaljujoč sistemu VTEC.

V članku si bomo torej podrobneje ogledali, kaj je VTEC, kako deluje, načelo delovanja in oblikovne značilnosti.

Kaj je sistem VTEC

Elektronsko krmiljenje krmiljenja in dviganja ventilov, ki je prevedeno v ruščino, je elektronski sistem za nadzor časa odpiranja in dviga ventila mehanizma za distribucijo plina. Z enostavnimi besedami je to sistem za spreminjanje časa merjenja časa. Ta mehanizem je bil izumljen z razlogom.

Znano je, da ima atmosferski motor z notranjim zgorevanjem izjemno omejene zmogljivosti največje izhodne moči, tako imenovana „polica“ navora pa je tako kratka, da motor deluje učinkovito le v določenem območju vrtljajev. Seveda namestitev turbine v celoti reši ta problem, vendar nas zanima atmosferski motor, ki je cenejši za izdelavo in enostavnejši za uporabo.

Že v 80-ih letih prejšnjega stoletja so japonski inženirji v Hondi začeli razmišljati o tem, kako spodbuditi kompaktni motor, da učinkovito deluje v vseh načinih, odpraviti "sestanek" med ventili in valji in povečati hitrost delovanja na 8000-9000 vrt / min.

Danes so vozila Honda opremljena s sistemom VTEC serije 3, za katerega je značilna prisotnost izpopolnjene elektronike, odgovorne za količino časa dviganja in odpiranja ventila za tri načine delovanja (nizka, srednja in visoka hitrost).

V prostem teku in nizkih hitrostih sistem zagotavlja učinkovitost porabe goriva zaradi revne mešanice in doseganje srednjih in visokih hitrosti - največjo moč.

Mimogrede, nova generacija "VTECH" omogoča odpiranje enega od dveh dovodnih ventilov, kar omogoča znatno prihranek goriva v mestnem načinu.

Osnovna načela dela

Ko motor deluje pri nizkih in srednjih vrtljajih, elektronska krmilna enota motorja z notranjim zgorevanjem ohranja elektromagnetni ventil zaprt, v koleščkih ni tlaka olja, ventili pa normalno delujejo od vrtenja odmikov glavne odmične gredi.

Ko doseže določene vrtljaje, pri katerih je potreben največji povratek, pošlje ECU signal elektromagnetu, ki ob odprtju prenaša olje pod tlakom v votlino vrtljivih koles in premika zatiče, s čimer prisilijo iste odmikače, da spremenijo višino dviga ventila in njihov čas odpiranja. 

Hkrati ECM prilagodi razmerje med gorivom in zrakom tako, da v valje vbrizga bogato zmes za največji navor.

Takoj, ko število vrtljajev motorja pade, elektromagnet zapre oljni kanal, zatiči se vrnejo v prvotni položaj in ventili delujejo s stranskih odmikačev.

Tako delovanje sistema zagotavlja učinek majhne turbine.

Sorte VTEC

Že več kot 30 let uporabe sistema obstajajo štiri vrste VTEC:

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

Kljub raznolikosti sistemov za nadzor časa in hoda ventila je načelo delovanja enako, razlikujeta se le zasnova in krmilna shema.

DOHC VTEC sistem

Leta 1989 sta bili za domači japonski trg izdani dve modifikaciji Honda Integra - XSi in RSi. 1.6-litrski motor je bil opremljen z VTEC, največja moč pa je bila 160 KM. Omeniti velja, da je za motor pri nizkih vrtljajih značilen dober odziv na plin, učinkovitost porabe goriva in prijaznost do okolja. Mimogrede, ta motor se še vedno proizvaja, le v posodobljeni različici.

Konstruktivno je motor DOHC opremljen z dvema odmičnima gredema in štirimi ventili na valj. Vsak par ventilov je opremljen s tremi posebej oblikovanimi odmikami, od katerih dva delujeta pri nizki in srednji hitrosti, osrednji pa je "povezan" pri visokih hitrostih.

Zunanja dva odmikača se skozi kladivo komunicirata neposredno z ventili, medtem ko sredinski odmikalnik deluje v prostem teku, dokler ni dosežena določena hitrost.

Odmikači bočnih odmičnih gredi so izdelani v standardni elipsoidni obliki, vendar zagotavljajo učinkovitost porabe goriva le pri nizkih vrtljajih. Ko hitrost naraste, se srednji odmik pod vplivom tlaka olja aktivira in zaradi bolj zaobljene in večje oblike odpre ventil v zahtevanem trenutku in na večjo višino. Zaradi tega pride do boljšega polnjenja jeklenk, zagotovljeno je potrebno izpiranje in mešanica goriva in zraka gori z največjo učinkovitostjo.

SOHC VTEC sistem

Aplikacija VTEC je izpolnila pričakovanja japonskih inženirjev in odločili so se, da bodo inovacijo še naprej razvijali. Zdaj so takšni motorji neposredni tekmec agregatom s turbino, prvi pa je strukturno enostavnejši in cenejši za uporabo.

Leta 1991 je bil VTEC nameščen tudi na motor D15B s sistemom za distribucijo plina SOHC in s skromno prostornino 1,5 litra je motor "proizvedel" 130 KM. Zasnova pogonske enote predvideva eno odmično gred. Skladno s tem so odmiki na isti osi.

Načelo delovanja poenostavljene zasnove se ne razlikuje veliko od ostalih: uporablja tudi tri odmike za par ventilov, sistem pa deluje le za sesalne ventile, medtem ko izpušni ventili, ne glede na hitrost, delujejo v običajnem geometričnem in časovnem načinu.

Poenostavljena zasnova ima svoje prednosti, ker je tak motor bolj kompakten in lažji, kar je pomembno za dinamične lastnosti avtomobila in postavitev avtomobila kot celote. 

Sistem I-VTEC

Zagotovo poznate avtomobile, kot sta Honda Accord 7. in 8. generacije, pa tudi križanec CR-V, ki so opremljeni z motorji s sistemom i-VTEC. V tem primeru črka "i" pomeni besedo inteligenten, torej "pameten". V primerjavi s prejšnjo serijo nova generacija, zahvaljujoč uvedbi dodatne funkcije VTC, ki deluje nenehno in v celoti nadzira trenutek, ko se ventili začnejo odpirati.

Tu se sesalni ventili ne odprejo prej ali slej in na določeno višino, temveč je odmično gred mogoče tudi zasukati pod določenim kotom zaradi zobniške matice iste odmične gredi. Na splošno sistem odpravlja "padce" navora, zagotavlja dober pospešek in zmerno porabo goriva.

SOHC VTEC-E sistem

Naslednja generacija "VTECH" se osredotoča na doseganje največje porabe goriva. Da bi razumeli delovanje VTEC-E, se obrnemo na teorijo motorja z Ottovim ciklom. Mešanico zraka in goriva torej dobimo z mešanjem zraka in bencina v sesalnem kolektorju ali neposredno v valju. Med drugim je pomemben dejavnik učinkovitosti zgorevanja mešanice njena enakomernost.

Pri nizkih hitrostih je stopnja vstopa zraka nizka, kar pomeni, da je mešanje goriva z zrakom neučinkovito, kar pomeni, da imamo opravka z nestabilnim delovanjem motorja. Za zagotovitev nemotenega delovanja pogonske enote v valje vstopi obogatena mešanica.

Sistem VTEC-E v zasnovi nima dodatnih odmikačev, ker je namenjen izključno ekonomičnosti porabe goriva in skladnosti z visokimi okoljskimi standardi. 

Posebnost VTEC-E je tudi uporaba odmikačev različnih oblik, od katerih je ena standardna oblika, druga pa ovalna. Tako se en vstopni ventil odpre v normalnem območju, drugi pa se komaj odpre. Skozi en ventil vstopi mešanica goriva in zraka v celoti, drugi ventil pa zaradi nizkega pretoka daje vrtinčni učinek, kar pomeni, da bo mešanica izgorela s polno učinkovitostjo. Po 2500 obratih začne delovati tudi drugi ventil, tako kot prvi, tako da zapre odmikač na enak način kot pri zgoraj opisanih sistemih.

Mimogrede, VTEC-E zaradi širokega spektra navora ni namenjen le varčnosti, temveč tudi 6-10% močnejšim od preprostih atmosferskih motorjev. Zato ni zaman VTEC nekoč postal resen konkurent turbinskim motorjem.

3-stopenjski sistem SOHC VTEC

Posebnost 3-stopenjskega je, da je sistem namenjen delovanju VTEC v treh načinih, preprosto povedano - inženirji so združili tri generacije VTEC v eno. Trije načini delovanja so naslednji:

• pri nizkih vrtljajih motorja je delovanje VTEC-E popolnoma kopirano, kjer se v celoti odpre le eden od dveh ventilov;
• pri srednji hitrosti sta dva ventila popolnoma odprta;
• pri visokih vrtljajih se sredinski odmik zaskoči in odpre ventil do največje višine.

Dodatni elektromagnet je zasnovan za tri-način delovanja.

Dokazano je, da je tak motor pri stalni hitrosti 60 km / h pokazal porabo goriva 3.6 litra na 100 km.

Na podlagi opisa VTEC naj bi ta sistem veljal za zanesljivega, saj je v zasnovi malo povezanih delov. Pomembno je razumeti, da je treba za popolno delovanje takšnega motorja izhajati iz pravočasnega vzdrževanja, pa tudi uporabe motornega olja z določeno viskoznostjo in paketom dodatkov. Nekateri lastniki tudi ne mislijo, da ima VTEC lastne mrežaste filtre, ki dodatno ščitijo elektromagnete in odmike pred umazanim oljem, zato je treba te zaslone zamenjati na vsakih 100 km.

Vprašanja in odgovori:

Kaj je i VTEC in kako deluje? Gre za elektronski sistem, ki spreminja čas in višino krmiljenja ventilov. Gre za modifikacijo podobnega sistema VTEC, ki ga je razvila Honda.

Kakšne so oblikovne značilnosti in kako deluje sistem VTEC? Dva ventila podpirajo trije odmikači (ne dve). Odvisno od zasnove zobatega jermena se zunanji odmikači dotikajo ventilov preko nihalcev, nihajnih ročic ali potisnikov. V takem sistemu obstajata dva načina delovanja krmiljenja ventilov.