VTEC-systeem voor automotoren

Verbrandingsmotoren in auto's worden voortdurend verbeterd, ingenieurs proberen het maximale vermogen en koppel te "knijpen", vooral zonder toevlucht te nemen tot het vergroten van het cilindervolume. Japanse auto-ingenieurs werden beroemd vanwege het feit dat hun atmosferische motoren in de jaren 90 van de vorige eeuw 1000 pk kregen uit een volume van 100 cm³. We hebben het over Honda-auto's, die bekend staan ​​om hun gasmotoren, vooral dankzij het VTEC-systeem.

Dus in het artikel zullen we nader bekijken wat VTEC is, hoe het werkt, het werkingsprincipe en ontwerpkenmerken.

Wat is VTEC System

Variabele kleptiming en elektronische liftregeling, die in het Russisch is vertaald, als een elektronisch systeem voor het regelen van de openingstijd en het heffen van de klep van het gasdistributiemechanisme. In eenvoudige bewoordingen is dit een systeem om de timing van de timing te veranderen. Dit mechanisme is met een reden uitgevonden.

Het is bekend dat een verbrandingsmotor met natuurlijke aanzuiging extreem beperkte maximale vermogensafgiftecapaciteiten heeft, en het zogenaamde "schap" van koppel is zo kort dat de motor alleen efficiënt werkt in een bepaald toerentalbereik. Natuurlijk lost de installatie van een turbine dit probleem volledig op, maar we zijn geïnteresseerd in een atmosferische motor, die goedkoper te vervaardigen en gemakkelijker te bedienen is.

In de jaren '80 van de vorige eeuw begonnen Japanse ingenieurs bij Honda na te denken over hoe ze een subcompacte motor efficiënt konden laten werken in alle modi, de 'ontmoeting' tussen klep en cilinder konden elimineren en de werksnelheid konden verhogen tot 8000-9000 tpm.

Tegenwoordig zijn Honda-voertuigen uitgerust met het 3-serie VTEC-systeem, dat wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van geavanceerde elektronica die verantwoordelijk is voor de hoeveelheid lift- en klepopeningstijden voor drie bedrijfsmodi (laag, gemiddeld en hoog toerental).

Bij stationair toerental en lage snelheden zorgt het systeem voor brandstofzuinigheid dankzij een mager mengsel en het bereiken van gemiddelde en hoge snelheden - maximaal vermogen.

Overigens maakt de nieuwe generatie "VTECH" het mogelijk om een ​​van de twee inlaatkleppen te openen, waardoor aanzienlijk brandstof kan worden bespaard in de stadsmodus.

Basisprincipes van werk

Wanneer de motor op lage en gemiddelde snelheden draait, houdt de elektronische regeleenheid van de verbrandingsmotor de magneetklep gesloten, is er geen oliedruk in de tuimelaars en werken de kleppen normaal door de rotatie van de hoofdnokkenasnokken.

Bij het bereiken van bepaalde omwentelingen, waarbij maximale output vereist is, stuurt de ECU een signaal naar de solenoïde, die, wanneer geopend, olie onder druk in de holte van de tuimelaars laat stromen en de pennen beweegt, waardoor dezelfde nokken worden gedwongen om te werken, die de hefhoogte van de klep en hun openingstijd veranderen. 

Tegelijkertijd past de ECM de brandstof-luchtverhouding aan door een rijk mengsel in de cilinders te injecteren voor maximaal koppel.

Zodra het motortoerental daalt, sluit de solenoïde het oliekanaal, keren de pennen terug naar hun oorspronkelijke positie en werken de kleppen vanuit de zijnokken.

De werking van het systeem geeft dus het effect van een kleine turbine.

Soorten VTEC

Sinds meer dan 30 jaar toepassing van het systeem zijn er vier soorten VTEC:

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

Ondanks de variëteiten van het tijdregelsysteem en de klepslag, is het werkingsprincipe hetzelfde, alleen het ontwerp en het regelschema verschillen.

DOHC VTEC-systeem

In 1989 werden twee modificaties van de Honda Integra uitgebracht voor de binnenlandse Japanse markt: XSi en RSi. De 1.6-liter motor was voorzien van VTEC en het maximale vermogen bedroeg 160 pk. Het is opmerkelijk dat de motor bij lage snelheden wordt gekenmerkt door een goede gasrespons, brandstofzuinigheid en milieuvriendelijkheid. Overigens wordt deze motor nog steeds geproduceerd, alleen in een gemoderniseerde versie.

Structureel is de DOHC-motor uitgerust met twee nokkenassen en vier kleppen per cilinder. Elk paar kleppen is uitgerust met drie speciaal gevormde nokken, waarvan er twee op lage en gemiddelde snelheden werken, en de middelste is met hoge snelheden "verbonden".

De buitenste twee nokken staan ​​rechtstreeks in verbinding met de kleppen via de tuimelaar, terwijl de middelste nok stationair draait totdat een bepaalde snelheid is bereikt.

De nokkenasnokken aan de zijkant zijn standaard ellipsvormig, maar bieden alleen brandstofefficiëntie bij lage toerentallen. Als de snelheid toeneemt, wordt de middelste nok onder invloed van oliedruk geactiveerd, en door zijn meer afgeronde en grotere vorm opent hij de klep op het gewenste moment en naar een grotere hoogte. Hierdoor wordt de cilindervulling verbeterd, wordt voor de nodige ontluchting gezorgd en wordt het brandstof-luchtmengsel met maximale efficiëntie verbrand.

SOHC VTEC-systeem

De toepassing van VTEC voldeed aan de verwachtingen van de Japanse ingenieurs, en ze besloten de innovatie verder te ontwikkelen. Dergelijke motoren zijn nu directe concurrenten van eenheden met een turbine, en de eerste is structureel eenvoudiger en goedkoper te bedienen.

In 1991 werd VTEC ook geïnstalleerd op de D15B-motor met een SOHC-gasdistributiesysteem, en met een bescheiden volume van 1,5 liter 'produceerde' de motor 130 pk. Het ontwerp van de krachtbron zorgt voor een enkele nokkenas. Dienovereenkomstig bevinden de nokken zich op dezelfde as.

Het werkingsprincipe van het vereenvoudigde ontwerp verschilt niet veel van de andere: het gebruikt ook drie nokken voor een paar kleppen en het systeem werkt alleen voor de inlaatkleppen, terwijl de uitlaatkleppen, ongeacht de snelheid, werken in de standaard geometrische en tijdmodus.

Het vereenvoudigde ontwerp heeft zo zijn voordelen doordat een dergelijke motor compacter en lichter is, en dit is belangrijk voor de dynamische prestaties van de auto en de indeling van de auto als geheel. 

I-VTEC-systeem

U kent vast wel auto's zoals de 7e en 8e generatie Honda Accord, evenals de CR-V-crossover, die zijn uitgerust met motoren met het i-VTEC-systeem. In dit geval staat de letter "i" voor het woord intelligent, dat wil zeggen "slim". In vergelijking met de vorige serie, een nieuwe generatie, dankzij de introductie van een extra functie VTC, die constant werkt en het moment waarop de kleppen beginnen te openen volledig controleert.

Hier openen de inlaatkleppen niet alleen eerder of later en tot een bepaalde hoogte, maar kan de nokkenas ook een bepaalde hoek verdraaien dankzij de tandwielmoer van dezelfde nokkenas. Over het algemeen elimineert het systeem "dips" van het koppel, zorgt het voor een goede acceleratie en een matig brandstofverbruik.

SOHC VTEC-E-systeem

De volgende generatie van "VTECH" richt zich op het bereiken van een maximaal brandstofverbruik. Laten we, om de werking van VTEC-E te begrijpen, kijken naar de theorie van de motor met de Otto-cyclus. Het lucht-brandstofmengsel wordt dus verkregen door lucht en benzine te mengen in het inlaatspruitstuk of rechtstreeks in de cilinder. Een belangrijke factor in de verbrandingsefficiëntie van het mengsel is onder andere de uniformiteit ervan.

Bij lage snelheden is de mate van luchtinlaat laag, wat betekent dat het mengen van brandstof met lucht niet effectief is, wat betekent dat we te maken hebben met een onstabiele motorwerking. Om een ​​soepele werking van de aandrijfeenheid te garanderen, komt een verrijkt mengsel de cilinders binnen.

Het VTEC-E-systeem heeft geen extra nokken in het ontwerp, omdat het uitsluitend gericht is op brandstofbesparing en naleving van hoge milieunormen. 

Een onderscheidend kenmerk van VTEC-E is ook het gebruik van nokken met verschillende vormen, waarvan er één een standaardvorm heeft en de tweede ovaal. Zo opent één inlaatklep in het normale bereik en de tweede gaat nauwelijks open. Via één klep komt het brandstof-luchtmengsel volledig naar binnen, terwijl de tweede klep door zijn lage doorvoer een wervelend effect geeft, waardoor het mengsel met volle efficiëntie zal opbranden. Na 2500 tpm begint ook de tweede klep te werken, net als de eerste, door de nok op dezelfde manier te sluiten als bij de hierboven beschreven systemen.

Overigens is VTEC-E niet alleen gericht op zuinigheid, maar ook 6-10% krachtiger dan eenvoudige atmosferische motoren, dankzij een breed koppelbereik. Daarom is het niet voor niets ooit VTEC een serieuze concurrent van turbomotoren geworden.

3-traps SOHC VTEC-systeem

Een onderscheidend kenmerk van de 3-traps is dat het systeem is gericht op VTEC-werking in drie modi, in eenvoudige woorden - ingenieurs hebben drie generaties VTEC gecombineerd tot één. De drie werkingsmodi zijn als volgt:

• bij lage motortoerentallen wordt de werking van VTEC-E volledig gekopieerd, waarbij slechts één van de twee kleppen volledig opengaat;
• bij gemiddelde snelheid gaan twee kleppen volledig open;
• bij hoge toerentallen grijpt de middelste nok in en opent de klep tot zijn maximale hoogte.

Een extra solenoïde is ontworpen voor gebruik in drie modi.

Het is bewezen dat een dergelijke motor bij een constante snelheid van 60 km / u een brandstofverbruik van 3.6 liter per 100 km liet zien.

Op basis van de beschrijving van VTEC is dit systeem bedoeld om als betrouwbaar te worden beschouwd, aangezien er bij het ontwerp weinig bijbehorende onderdelen zijn gebruikt. Het is belangrijk om te begrijpen dat het handhaven van de volledige werking van een dergelijke motor moet uitgaan van tijdig onderhoud, evenals het gebruik van motorolie met een bepaalde viscositeit en een additievenpakket. Sommige eigenaren impliceren ook niet dat VTEC zijn eigen gaasfilters heeft, die de solenoïdes en nokken extra beschermen tegen vuile olie, en deze gaas moet elke 100 km worden vervangen.

Vragen en antwoorden:

Wat is i VTEC en hoe werkt het? Het is een elektronisch systeem dat de timing en hoogte van de kleptiming verandert. Het is een wijziging van een soortgelijk VTEC-systeem ontwikkeld door Honda.

Wat zijn de ontwerpkenmerken en hoe werkt het VTEC-systeem? Twee kleppen worden ondersteund door drie nokken (niet twee). Afhankelijk van het ontwerp van de distributieriem, maken de buitenste nokken contact met de kleppen via tuimelaars, tuimelaars of duwers. In een dergelijk systeem zijn er twee werkingsmodi van de kleptiming.