Vtec honda двигатель


Система VTEC от Honda – прорыв или пустышка?

Сегодняшний материал о системе Vtec, которая применяется в двигателях компании Honda, я попытаюсь изложить в несколько ином ключе, нежели обычно. Все дело в том, что Honda уже давно изобрела удивительно простую, но технологичную систему оптимизации подачи воздушно топливной смеси, которая не получила всеобщего признания. А ведь данная технология настолько же проста, насколько и гениальна.

Vtec (Variable valve Timing and lift Electronic Control) –  электронная система изменения времени и хода клапанов. Несмотря на то, что сама Honda оперирует аббревиатурой Vtec, в действительности она могла бы писаться VVTALIC – “вивиталик”. Любопытно, почему Honda отказалась от этой идеи?! Шучу.

Если говорить серьезно, я понимаю, что “электронная система изменения времени и хода клапанов” на первый взгляд звучит несколько неоднозначно. И некоторые даже подумают закрыть статью, не желая напрягать себя подобным. Не спешите этого делать, ведь сегодня я расскажу о ней буквально на пальцах, пройдя всю логическую цепочку работы двигателя.

Основная задача любого мотора – отдавать большую часть мощности как в можно большем диапазоне оборотов. Это позволяет глобально улучшить динамику при повседневной эксплуатации, уменьшить расход топлива, добиться эластичной отдачи двигателя в любой момент движения, что просто не может не понравиться любому драйверу. Далее речь пойдет про атмосферные моторы, хотя и про turbo я обязуюсь не забыть.

Если не брать во внимание принцип работы цилиндро-поршневой группы (у атмосферных моторов они подобны), за эффективность отдачи мотора в большей степени отвечает система газораспределения. Если сказать проще, система, позволяющая оптимально наполнять цилиндр воздушно-топливной смесью, и вовремя отводить отработанные газы. На практике в большей степени за это отвечают клапана, которые впускают в нужный момент новый заряд в цилиндр, и выпускаю, когда смесь полностью сгорела, отдав всю энергию мотору.

В процессе набора оборотов от “холостых” до максимальных режим работы двигателя значительно изменяется. Если на малых оборотах двигателю требуется небольшое количество воздуха и сравнительно низкая скорость газообмена, то на высоких развитие событий набирает таких масштабов, что впускные и выпускные клапана вынужденны кратковременно быть открытыми одновременно, чтобы продувка цилиндров была наиболее оптимальна. Если говорить простым языком, с изменением оборотов клапаны должны работать по другому алгоритму, обеспечивая наилучшее наполнение цилиндров. Так и перерасхода топлива нет, и мощностные характеристики двигателя на высоте. Именно в этом и есть суть Vtec, электронной системы изменения времени и хода клапанов.

Как работает Vtec?

В первую очередь стоит отметить тот факт, что система Vtec может иметь разное исполнение, в зависимости от конструкции двигателя. Мы же рассмотрим принцип ее работы в самом распространенном виде на типичном 4-цилиндровом 16-клапанном двигателе. Напомню, что при такой компоновке на каждый цилиндр приходится 2 впускных и 2 выпускных клапана. На каждый ряд впускных и выпускных клапанов имеется по распредвалу, которые и управляют тактами открытия и закрытия клапанов за счет кулачков.

Если в обычном двигатели, без каких либо систем, клапана во всем диапазоне оборотов открываются на одну и ту же высоту и те же фазы (кулачки неизменной геометрии, фазовращателей нет), то в двигателе с Vtec используются не два кулачка на два  впускных клапана, а три. Причем третий куда больше по высоте и фазе.

Поначалу это может показаться странным, ведь клапанов на цилиндр парное количество, а кулачков нет.

При работе двигателя на низких и средних оборотах задействуются два низких симметричных кулачка. Они открывают оба впускных клапана на небольшую высоту, обеспечивая хорошее смесеобразование за краткий такт впуска.

На высоких оборотах в ход вступает третий крупный кулачок (обозначен на картинке стрелкой). Для его активации используется специальный масляный канал, прохождения масла через который регулируется специальным клапаном. Масло в свою очередь сопрягается с миниатюрными специальными штифтами, находящимися непосредственно в механизме толкателей клапанов, которые и смыкают толкатели, чтобы в работу вступил средний крупный кулачок.

Более крупные кулачки обеспечивают большую высоты открытия клапанов на более длительное время, в результате на высоких оборотах двигатель начинает дышать полной грудью, обеспечивая ощутимый прирост мощности.

Стоит отметить, что большинство “легковых” двигателей Honda “крутибельные”, они играючи достигают 7000 об/мин.

Трехступенчатый Vtec

Думаю, не ошибусь, если предположу, что вам, как и мне, было бы вполне достаточно Vtec описанного выше. Но как вы помните, я писал, что втек бывает разный. В Honda решили не останавливаться на достигнутом и усовершенствовали систему.

В этой генерации название говорит само за себя, теперь режимов не два, а три. Если взять те же исходники – 4 цилиндра и 16 клапанов – ситуация будет следующей:

  1. При низких оборотах, когда не нужно большое количество воздуха и продувки цилиндров, будет работать один из двух впускных клапанов на цилиндр. Таким образом происходит более качественное образование воздушно-топливной смеси за счет большей скорости потока воздуха и завихрений. Как результат – большая экономичность и чуть более уверенная тяга на “низах”.
  2. На втором этапе в работу вступает второй впускной клапан на цилиндр, на все тех же небольших открытиях. Как и при работе одного клапана. Это позволяет в среднем диапазоне оборотов достигать оптимального наполнения цилиндра и выдерживать баланс между неплохим моментом и топливной экономичностью.
  3. На третьем этапе на высоких оборотах в работу вступает (как и при традиционном Vtec) более массивные кулачки, которые и открывают у двигателя второе дыхание на “верхах”.

Хотелось бы отметить, что современный Vtec в силах не только приободрить мотор, но и добиваться неплохой топливной экономичности за счет тонкой оптимизации переходных режимов двигателя. Также к плюсам стоит отнести надежность системы, благодаря простоте конструкции.

Но у конкурентов же есть альтернативные системы!

Признаю, у других производителей действительно есть альтернативные системы изменения фаз газораспределения. Но в сравнении с Vtec от Honda принцип работы там несколько иной – применяются фазовращатели. На практике это менее продуктивная технология ввиду невозможности изменения высоты подъема клапана (в большинстве случаев). Кроме того, работа фазовращателей со временем может несколько “искажаться”, вследствие чего двигатель может терять изначальную мощность, заложенную с завода.

Vtec Turbo

Честно говоря, и сказать-то особо нечего. Это как скрестить прекрасное с лучшим. Vtec дополняет Turbo, ровно как Turbo дополняет  Vtec. Такие моторы отлично крутятся, демонстрируя задорный характер практически во всем диапазоне оборотов. Также на таких двигателях Honda использует непосредственный впрыск, что положительно сказывается и на без того отличных характеристиках двигателей.

 

veddro.com

D15Z6 и другие "экономичные" двигатели

Введение

Если вы прониклись духом VTEC, то наверное уже знаете что такое VTEC D16Z6 (D16Y8) и наверное слышали о знаменитом 3-Stage D15B он же D15Z7. Как то так повелось что VTEC-E, за его экономичность (VTEC Economy), молодые Хондоводы обходят стороной. Ну что говорить, если двигатель в одном режиме едет на 12 клапанах, а в другом просто 16 клапанов. Есть еще и лампочка ECO которая напоминает о том что "сейчас ты тащишься по трассе очень экономично!". Попробую развернуть вопрос шире.

Немного истории

Как вы знаете грандиозно Honda Civic выступила 1975 году, когда в США приняли более строгие требования к токсичности выхлопных газов автомобилей. Honda Civic с мотором CVCC, стала автомобилем года чем и завоевала большое внимание к себе. Мало того что двигатель CVCC был максимально эффективным в городе, так еще автомобиль не использовал катализатор в выхлопной системе. Удивительное японское чудо на то время, в США с их 5 литровыми TownCar.

Продолжив свои изыскания инженерной мысли, на свет родился двигатель B и D серии, с системами фазированного газораспределения — VTEC. Примерно в тоже время соперники авторынка и создавали VVT-i и MIVEC. Оценив возможность VTEC, одно направление Honda двигалось в сторону максимальной отдачи по мощности — B серия, другое направление двигалось в сторону экономии для городского автомобиля — D серия. Всего за 15 лет, по моим подсчетам, было сделано около 150 модификаций двигателей D серии от 1.2 до 1.7 литра, причем все они выпускались, и были в разных уголках мира.

Первым был D15Z1 и его модификации (D15Z2, D15Z3). Появился двигатель в 1992 году. Суть его была во первых: в новом распределенном инжекторном впрыске (PGM-FI), а во вторых новой системой VTEC-E. 16 клапанная ГБЦ работала в 2х режимах, до 2500 оборотов работало только 12 клапанов: 8 на выпуск как всегда, и 4 на впуск, то есть 1 на каждый из цилиндров. Тем самым уменьшив количество воздуха подаваемого в цилиндры. В этом режиме работы, благодаря лямбда зонду , мозг ECU регулировал общее количество смеси в меньшую сторону не обеднив ее слишком сильно. Тем самым уменьшив расход топлива в городе и на трассе примерно до 6-7 литров. Что тогда являлось очень не плохим результатом.При наборе оборотов, включался электромагнитный клапан и включались все 16 клапанов, и автомобиль уже ни чем не отличался по мощностным характеристикам от своих собратьев.

Крышка ГБЦ VTEC-E достаточно редка

Шло время, опыт отличных городских двигателей Honda и системы VTEC копился и рос. С приходом стандарта Euro-2 (1996), компании нужно было переработать свои двигатели с наименьшими затратами. Очевидным путем было более детальное слежение за смесью — появилось два лямбда зонда. И увеличением степени сжатия, ведь с более большой СЖ "сжигаемость" топлива повышается, а значит и количество токсичных веществ уменьшится. Отличным примером такой работы служат двигатели D14A3 и D14Z2, 1996 и 1999 Года выпуска, отличие только в дополнительной лямбде и увеличенной СЖ с 9.2 до 9.7 что в принципе давало шанс перейти на более высокооктановый бензин.

Результатом работ стал двигатель D15Z6 ставшим самым Lean Burn двигателем Honda! У него было сразу несколько преимуществ. Старая отливка ГБЦ P07 с камерой сгорания 25.30cc была заменена новой P2M 32.80cc, с одной стороны cтепень сжатия уменьшилась, но сама архитектура ГБЦ была переработана на улучшение сгораемости топлива. Теперь смесь была сосредоточена ближе к центру камеры сгорания. Напомню что у самой распространенной отливки P08 D16Z6 камера сгорания была больше — 34.60cc.Второй фактор, это новая система PGM-FI с диагностикой OBDII, система работала с 2мя лямбдами с подогревом обеспечивающим максимальный контроль за смесью и катализатором.Ну третье конечно сам VTEC-E, распредвал был оптимизирован для экономной работы в городе и по трассе с 12 клапанами, обеспечивающий расход до 5 литров на 100км, в 1996 году.

Различие камер сгорания ГБЦ d16z6, d16y8, d15z1, d15z6

Я все понял, где фишка?

Отливка ГБЦ P2M была на столько удачной что ее использовали во многих моторах без изменения, например D16Y8. Двигатель D15Z6 обладал мощностью 115лс со степенью сжатия 9.6. Распредвал — вот где ключевая идея.Приведу таблицу сравнения величины поднятия кулачка (Lobe Lift) для разных двигателей:

  • D14Z2 — 34.848мм во всем диапазоне RPM
  • D16Z6 — 28.5 (0-4500,16v) . 44.0 (4500>9000, 16v VTEC)
  • D16Y8 — 36.7(0-5600,16v). 38.2 (5600>9000, 16v VTEC)
  • D15Z6 (D16Y5) — 32.292 (0-2500, 12v). 38.427 (2500>9000 VTEC)

Распредвал D15Z6 и кулачки

Еше раз посмотрите таблицы. Если рассматривать VTEC простым языком, то на пример D16Y8 имеет два режима, нормальный и агрессивный. D15Z6 имеет режим экономичный и аггресивный. Да! не нормальный, а именно агрессивный! VTEC-E D15Z6 и D16Y5, по механике лучше подходит большинству тюнеров хонды в городе! К сожалению я понял это немного позже, хотя Dodo говорил об этом еще в 2007 году.Посудите сами. По трассе и городу вы едете экономично, стоит нажать на педаль и все 16 клапанов работают на мощность. Вы спросите "Почему D15Z6 имеет 115лс, а D15B VTEC 125?", в самом начале я писал о том что было два направления разработок — мощность и экономия. Все дело в мозге, если по механике VTEC-E круче, то в мозгах заложенна программа экономии. Но что стоит ее перестроить?

Факты

100 сил с литра, этот слоган не давал покоя зачинщику тематики D14 — Dodo Bizar. Eму не давало покоя почему B16A2 который больше D14 всего на 200 кубков, имеет перевес по мощности в 85 лс (160 и 75)! Первым его удачным опытом был именно D15Z6 в 2007 году, тогда результатом стало 150.3 bhp. Без турбин и дополнительных переделок. Был заменен мозг P2Y на OBD1 P28 и запрограммирован. Что это дало? На первом режиме благодаря 12 клапанам был получен больший момент при старте. Думаю все знают эту историю о том что если поставить на старт 8 и 16 клапанный двигатели, то 8ми клапанный вырвется вперед. На втором режиме Dodo настроил смесь в разных режимах и ушел от экономичности к нормальной топке топлива. 150лс. После этого были уже построены первые D14A3 с 140 лс соответственно.

Отличие 8 и 16 клапанных систем, преимущества VTEC-E

В России, есть очень грамотный человек по имени Дима, кто самостоятельно провел подобный опыт. В России же D15Z6 был заменен выпуск, а впускной коллектор и сама ГБЦ были подверженны портингу. При максимальном облегчение Civic, овощной D15Z6 мог раздавать пинков B16A2. Повторюсь, практически в стоке. И да B16A2 не был ушатанным, убитым и тд. И это учитывая что сам автомобиль при покупке был чуть дороже 3500$ и находился в печальном состояние. Чуть позже полутралитровый мотор был немного турбирован на стоковом низе и усилен. К сожалению последние результаты с достоверностью не определенны но ориетировочно это около 200лс.В общем знания это очень важно— собрать железки в одну кучу сможет почти каждый, а знать механизм и выудить эффективность нужно уметь. Все дело в мозгах.

P.S. D15Z1

Если вы решите найти по дешевке D15Z1 и повторить опыт, то я вас огорчу. Первые ГБЦ VTEC-E это не управляемые динозавры по сравнию с D15Z6 (D16Y5 1 в 1) так что если делать то с нормальными деталями. Камера сгорания хоть и дает большую степень сжатия, но ее форма просто не пригодна для форсирования в стоковом варианте. Каналы впуска и выпуска зауженны очень сильно, поэтому необходимо делать портинг каналов хотя бы до размеров D16Z6. Проект D14 VTEC-E находится в постройке (Март 2014). По результатам конечно же будет отдельная статья.

Портинг каналов D15Z1 до размеров D16Z6

Данная статья актуальна для автомобилей Honda выпуска 1992-2000 годов, таких как Civic EJ9, Civic EK3, CIVIC EK2, CIVIC EK4 (частично). Информация будет актуальна для владельцев Honda Integra в кузовах DB6, DC1, с моторами ZC, D15B, D16A.

Полезные советы: Если вне блока есть течь охлаждающей жидкости, и определить течь не удается, то попробуйте использовать ОЖ с характерным запахом (За Рулем например), при нагревание вы сразу поймете где утечка. Полный список советов

На большинство вопросов вам может помочь сообщество вКонтакте. Это реально удобнее чем писать комментарии ниже.

Please enable JavaScript to view the comments powered by Disqus. comments powered by

www.ej9.ru

HONDA VTEC - двигатель - двигатель - Каталог статей

HONDA VTEC

HONDA VTEC: электронная система изменения фаз газораспределения и высоты подъема клапановИменно так характеризуют свое детище инженеры компании HONDA, когда говорят о системе VTEC. Аббревиатура VTEC расшифровывается как Variable Valve Timing and Lift Electronic Control, что означает "электронная система изменения фаз газораспределения и высоты подъема клапанов". Как видно из названия, в ее компетенцию непосредственно входит задача регулирования режима работы газораспределительного механизма.

Впервые эту систему компания HONDA стала устанавливать на двигателях болидов "Формулы-1", называемых еще лабораториями на колесах. Дебют серийного автомобиля, оснащаемого двигателем с газораспределительным механизмом VTEC, состоялся в 1989 году. Это была HONDA Integra. Автомобиль имел удивительный двигатель, с которого снимали необыкновенно большую для серийных экземпляров в безнаддувном исполнении литровую мощность в 100 л.с./литр, при этом он характеризовался хорошей тягой на низких оборотах, имел высокие показатели топливной экономичности и низкие показатели токсичности выхлопных газов. По сути дела, инженеры сумели объединить в одном двигателе два диаметрально противоположных подхода в конструировании моторов. От низкооборотного высокомоментного двигателя, использующегося на автомобилях с большой грузоподъемностью, он получил хороший крутящий момент на низах, а от высокооборотного спортивного, развивающего мощность тем большую, чем больше скорость вращения коленчатого вала - высокую мощность. Удачный симбиоз! Это был первый в мире двигатель позволяющий изменять в процессе движения параметры работы газораспределительного механизма, такие как момент открытия/закрытия и высоту подъема клапанов, обеспечивая тем самым автомобилю оптимальные характеристики для ежедневного использования и спортивного режима движения. С разработкой газораспределительного механизма VTEC компания HONDA установила качественно новый стандарт в производстве двигателей внутреннего сгорания.

Каковы же основные принципы работы системы VTEC? Разберем этот вопрос более подробно. Если провести сравнительный анализ внешних скоростных характеристик различных двигателей, то нетрудно заметить, что у одних максимум крутящего момента достигается на низких оборотах (в диапазоне 1800-3000 об/мин), у других - на более высоких (в диапазоне 3000-4500 об/мин). Объясняется данный факт тем, что эффективное наполнение цилиндров топливо-воздушной смесью, а значит и получение высокого крутящего момента, возможно только при определенных оборотах и зависит от конструкции впускного тракта и настройки газораспределительного механизма. Иными словами, темперамент двигателя практически полностью определяется существующими фазами газораспределения, которые задаются профилем кулачков распредвала. Поясним вышесказанное на примере.

Представим себе двигатель, который работал бы на оборотах 20 об/мин, соответственно впускные и выпускные клапана задействовались бы 10 раз в минуту, т. е. довольно редко. Для снятия с такого двигателя максимального момента на данных оборотах, впускной клапан должен открываться в самом начале такта всасывания, когда поршень начинает двигаться от ВМТ (верхняя мертвая точка), и закрываться в момент прихода поршня в НМТ (нижняя мертвая точка). Аналогичным образом должен работать и выпускной клапан, т. е. никаких задержек или опережений в работе клапанного механизма не допустимо, иначе крутящий момент упадет. В этом случае наполнение цилиндров свежим зарядом будет наиболее эффективным. Если теперь увеличить частоту вращения коленчатого вала нашего двигателя до 4000 об/мин, впускной и выпускной клапана в этом случае будут открываться и закрываться уже 2000 раз в минуту или 33 раза в секунду, т. е. довольно часто. В таком режиме работы времени на всасывание поршнем свежей порции заряда остается очень мало. К тому же в силу инерции топливо-воздушной смеси только к моменту когда поршень достигнет НМТ ее скорость, а значит и расход через проходное сечение впускных клапанов достигнут максимума, но в этот момент впускной клапан закроется и, таким образом, основная порция свежего заряда не попадет в цилиндры, наткнувшись на преждевременно закрытый клапан - двигатель начнет "задыхаться". В результате мощность, снимаемая с такого мотора, будет весьма незначительна, а максимальные обороты невелики. Это полностью заслуга существующих фаз газораспределения. Можно было бы настроить их совсем по иному, например, для улучшения наполнения цилиндров рабочей смесью на высоких оборотах впускной клапан заставить открываться немного раньше до прихода поршня в ВМТ, а закрываться немного позже после прохода поршнем НМТ. Для улучшения очистки цилиндров от отработавших газов на высоких оборотах выпускной клапан заставить открываться немного раньше до прихода поршня в НМТ, а закрываться немного позже после прохождения им ВМТ. В этом случае пик крутящего момента будет достигаться на более высоких оборотах, а значит и возрастет мощность нашего двигателя. В реальных же условиях производства конструкторы силовых агрегатов вынуждены усреднять регулировку фаз газораспределения как говорят "на все случаи жизни", выбирая при этом определенный профиль кулачков распредвала.

Такой подход не является оптимальным. Чтобы мотор работал в условиях максимально приближенных к идеальным на любых оборотах и создана система VTEC. Двигатели HONDA с системой VTEC имеют специальный газораспределительный механизм, распредвал которого имеет различные кулачки для низких и высоких оборотов коленчатого вала двигателя, чем достигается различный момент открытия/закрытия и высота подъема клапанов. Таким образом, обеспечивается стабильность работы на низких и средних оборотах и высокая мощность на высоких. При необходимости система VTEC превращает обыкновенный двигатель пассажирского автомобиля в мощный силовой агрегат, дающий почувствовать себя за штурвалом настоящего спортивного болида.

На сегодняшний день существует несколько разновидностей системы VTEC. Самая первая появившаяся на HONDA Integra называлась DOHC VTEC, затем были созданы SOHC VTEC, SOHC VTEC-E, 3-stage SOHC VTEC, Hyper VTEC. Самая последняя разработка компании в области создания систем управления работой газораспределительного механизма называется i-VTEC, или интеллектуальная система VTEC. Ниже более подробно остановимся на описании конструкции и работы системы DOHC VTEC так как она была первой и позволила получить невиданную для безнаддувных двигателей серийных автомобилей удельную мощность. Кстати, и по сей день по этому показателю двигателям HONDA нет равных во всем мире. Лучшее тому подтверждение 2-литровый двигатель DOHC VTEC спортивного кабриолета S2000, выдающий 125 л.с. с литра рабочего объема, что по праву является абсолютным мировым рекордом. 

Основой для конструирования DOHC VTEC и всех последующих систем электронного изменения момента и степени открытия клапанов стал широко применяемый и хорошо зарекомендовавший себя 4-клапанный газораспределительный механизм. Но в отличие от остальных (за исключением Hyper VTEC), в системе DOHC VTEC для каждого ряда клапанов (впускных и выпускных) предусмотрено устройство отдельного распредвала. На каждые два клапана приходиться три кулачка на распределительном валу. Боковые два предназначены для работы двигателя на низких и средних оборотах, центральный - на высоких. Кулачки воздействуют на клапана не непосредственно, а через так называемые рокера, которых тоже три на два клапана. Все три рокера оборудованы гидравлически управляемыми поршеньками, которые при наличии управляющего воздействия сдвигаются и соединяют их в единое целое. Средний рокер оборудован специальной пружиной, которая обеспечивает постоянный контакт кулачка с рокером на низких и средних оборотах. При работе двигателя на малых оборотах рокера не заблокированы и каждый из них совершает независимое движение по закону описываемому соответствующим кулачком. При этом средний кулачок хотя и вращается вместе с остальными, но в работе газораспределительного механизма участия не принимает. Как только двигатель перейдет на режим высоких оборотов, электронный "мозг" системы отдаст команду на исполняющее устройство, в результате давление масла заставит поршеньки в рокерах начать перемещаться, что приведет к блокировке последних. Таким образом, все элементы этой группы станут подконтрольными одному центральному кулачку, который теперь самостоятельно станет управлять работой обоих клапанов.

Система SOHC VTEC, в отличие от рассмотренной выше, имеет один распредвал и используется только для впускных клапанов. Эффективность работы такой конструкции несколько ниже чем у DOHC VTEC, однако она конструктивно более проще и обеспечивает двигателю меньшие габариты и массу.

 

Основная задача, ставившаяся при создании системы SOHC VTEC-E, была максимально снизить расход топлива и улучшить экологические показатели работы двигателя. Чего, собственно говоря, и достигли. Достигли за счет того, что на малых оборотах двигатель работает на обедненной топливо-воздушной смеси, которая поступает в его цилиндры только через один впускной клапан. Попав туда рабочая смесь интенсивно завихряется, благодаря чему обеспечивается устойчивое ее сгорание. При увеличении оборотов срабатывает система VTEC и, только тогда, оба клапана начинают совместную работу. Удельная мощность двигателей с этой системой зачастую меньше аналогичных по объему без системы VTEC.

Газораспределительный механизм 3-stage SOHC VTEC представляет собой объединение системы SOHC VTEC и SOHC VTEC-E. В отличие от всех вышеописанных систем эта имеет не два режима работы, а три. В зоне низких оборотов система обеспечивает экономичный режим работы двигателя на обедненной топливо-воздушной смеси. В этом случае используется только один из впускных клапанов. На средних оборотах в работу включается второй клапан, но фазы газораспределения и высота подъема клапанов не изменяются. Двигатель в этом случае реализует высокий крутящий момент. На режиме высоких оборотов оба клапана управляются одним центральным кулачком, отвечающим за снятие с двигателя максимальной мощности.

Система контроля работы газораспределительного механизма Hyper VTEC была разработана специально для установки на 4-тактные мотоциклетные двигатели. Основной ее особенностью является наличие гидравлического привода механизма включения в работу клапанов, что позволяет избавиться от необходимости установки дополнительного ряда коромысел (рокеров) и обеспечить непосредственное взаимодействие кулачков распредвала с толкателями клапанов. На малых и средних оборотах работают по одному из двух впускных и выпускных клапанов, приходящихся на цилиндр. По мере увеличения числа оборотов в работу подключаются еще два клапана, тем самым удовлетворяя возрастающую потребность двигателя в эффективном наполнении его цилиндров горючей смесью на высоких оборотах.

 

Конструкция нового газораспределительного механизма i-VTEC предполагает использование помимо основной системы VTEC дополнительную систему VTC (Variable Timing Control), непрерывно регулирующую момент начала открытия впускных клапанов. Фазы открытия впускных клапанов задаются в зависимости от нагрузки двигателя и регулируются посредством изменения угла установки впускного распределительного вала относительно выпускного. Применение системы VTC на ряду с VTEC позволяет эффективнее наполнять цилиндры двигателя топливо-воздушной смесью, а также улучшить полноту ее сгорания, что выражается в увеличении мощности двигателя на 20 %, крутящего момента на 10 %, снижении расхода топлива и уменьшении вредных выбросов на 10-20 %.

autoteacher.ucoz.ru

Системы VTC/VTEC на HONDA двигателях К20,К24

Система изменения фаз газораспределения (VTC) Система изменения фаз газораспределения (VTC - Variable Timing Control) позволяет изменять фазы газораспределения в зависимости от условий работы, для получения максимальной мощности и уменьшение токсичности отработавших газов.Система VTC изменяет фазы газораспределения посредством изменения углового положения распределительного вала впускных клапанов. Основным отличием от системы VTEC, которая также изменяет фазы газораспределения, является то, что система VTC изменяет фазы газораспределения постоянно, в зависимости от условий работы. На рисунке "Регулирование фазами газораспределения системой VTC", наглядно представлено, что момент открытия впускного клапана изменяется на 50 градусов в сторону опережения. Эта величина, может варьироваться в пределах 25-50 градусов, так на автомобилях Honda Integra это 50 градусов, на Honda Element 25 градусов.

Регулирование фазами газораспределения системой VTC  

Работа системы VTC

 

Схема системы изменения фаз газораспределения (VTC). 1 - шкив коленчатого вала, 2 - датчик положения коленчатого вала, 3 - распределительный вал выпускных клапанов, 4 - задатчик, 5 - датчик положения распределительного вала выпускных клапанов, 6 - датчик положения распределительного вала впускных клапанов, 7 - распределительный вал впускных клапанов, 8 - сигнал датчика положения распределительного вала,  9 - сигнал датчика положения коленчатого вала.

При большом угле перекрытия клапанов, уменьшаются насосные потери, в результате увеличивается топливная экономичность. Также имеет место "эффект рециркуляции отработавших газов" (EGR effect)*, в результате чего уменьшается температура сгорания в соответствии с увеличением доли отработавших газов, что приводит к уменьшению выбросов окислов азота (NOx) и углеводородов (НС).  * - EGR effect, в данном случае можно соотнести с термином остаточных газов. Данный эффект достигается организацией закрутки потоков, таким образом, чтобы часть отработавших газов поступала обратно в камеру сгорания. На режимах холостого хода система управления уменьшает перекрытие клапанов, для стабильности сгорания и уменьшения частоты вращения. В случае неисправности системы VTEC, управление системой VTC прекращается, и газораспределительный механизм работает по обычной классической схеме. Фазы газораспределения впускных клапанов регулируются по программе, заложенной в блоке управления. Регулировка осуществляется с помощью муфты системы изменения фаз газораспределения (VTC), установленной на распределительном вале впускных клапанов и электропневмоклапана системы изменения фаз газораспределения (VTC). В зависимости от необходимости увеличения или уменьшения времени открытия впускных клапанов электропневмоклапан подает масло под давлением в отверстие для управления опережением или в отверстие для управления запаздыванием в муфте (рисунок "Работа системы VTC"). Муфта действует на распределительный вал выпускных клапанов, в результате чего впускные клапана открываются либо раньше, либо позже.

Система изменения фаз газораспределения и высоты подъема клапанов (VTEC) Касаясь истории, система VTEC была внедрена в двигатели Honda с двумя распределительными валами (DOHC) в 1989 году и нашла применение почти на всех сериях двигателей и получает свое техническое развитие и применение на самых последних автомобилях Honda. Первые поколения систем VTEC изменяли продолжительность открытия клапанов и высоту подъема клапанов. Как правило, система управляла впускными клапанами, и аббревиатура VTEC понималась, как система изменения фаз газораспределения и высоты подъема впускных клапанов (Variable Intake Timing and Lift). Данная система позволяла получить увеличение мощности на высокой частоте вращения и экономичности на низкой частоте вращения. Дальнейшее развитие системы, применяемой на двигателях серии K20, K24 позволило улучшить показатели топливной экономичности, экологичности и достигать максимальной мощности. Система получила название i-VTEC, система изменения фаз газораспределения и высоты подъема клапанов (Variable valve Timing and lift Electronic Control). Здесь надо понимать, что систему изменения высоты подъема клапанов дополняет система изменения фаз газорас-пределения (VTC):                                                      i-VTEC = VTEC + VTC Система i-VTEC впервые серийно была установлена на двигатели серии К20, а первый серийный автомобиль, на который в 2001 году был установлен этот двигатель Honda Stream, а с 2001 года устанавливались на Honda Civic Type R, Honda Integra и другие. Совместное управление системами VTC и VTEC показано на рисунке и в таблице:

           "Совместное управление системами VTC и VTEC"  

Таблица. Совместное управление системами VTС и VTEC  

Режим

Функции

VTC

Холостой ход

1

Перекрытие клапанов уменьшается для минимизации обратного выброса отработавших газов во впускной канал

Начальный угол открытия впускного клапана (позднее открытие)

 

Средняя  нагрузка

2

Перекрытие клапанов увеличивается, при этом снижаются "насосные" потери и часть отработавших газов поступает на впуск

Изменения угла открытия впускного клапана в сторону опережения

Большая нагрузка

3

Перекрытие клапанов оптимизируется по углу поворота, для улучшения пополнения и обеспечения кривой крутящего момента

Максимальный угол опережения открытия впускного клапана

Однако, даже здесь, применительно к двигателям одной серии установлены немного разные системы VTEC, поэтому в данном контексте будет рассмотрена система VTEC двигателей серии K20 и K24. Система VTEC позволяет изменять угол перекрытия клапанов и высоту подъема клапанов, в зависимости от оборотов коленчатого вала и нагрузки на двигатель.  Система VTEC используемая на более экономичных современных автомобилях, позволяет изменять высоту подъема только у клапанов распределительного вала впускных клапанов. На автомобилях, с более высокими показателями мощности система VTEC может изменять высоту подъема как у впускных, так и выпускных клапанов, что показано на рисунке "Работа системы VTEC." Основными элементами на которых базируется идеология системы VTEC, является распределительный вал c несколькими кулачками на один клапан или пару клапанов и коромысла, обегающие каждый кулачок распределительного вала. На рисунке "Коромысла системы VTEC" и приведенных выше, показаны распределительные валы и кулачки. Надо отметить, что число клапанов на цилиндр равно четырем, где используются два впускных и два выпускных клапана. Рассмотрим более детально работу системы VTEC каждого типа.

Тип 1. (2 кулачка на распределительном валу впускных клапанов) При низкой частоте вращения коленчатого вала каждое коромысло обегает профиль своего кулачка: первичное коромысло - первичный кулачок, вторичное коромысло - вторичный кулачок. Так как кулачки на распределительном валу имеют разную высоту, то ходы клапанов различны. При этом высота первичного кулачка больше высоты вторичного кулачка.  

1 - первичное коромысло, 2 - вторичное коромысло, 3 - ось коромысел, 4 - пружина, 5 - синхронизирующий палец.

На высокой частоте вращения, для увеличения хода второго впускного клапана, в первичное коромысло из системы смазки, посредством управления, электропневмоклапан системы VTEC подает под давлением моторное масло, синхронизирующий палец выдвигается и фиксируется во вторичном коромысле. Первичное и вторичные коромысла начинают работать совместно по профилю большего кулачка. В результате оба клапана работают синхронно и ход клапанов одинаковый.  

1 - первичное коромысло, 2 - вторичное коромысло, 3 - ось коромысел, 4 - синхронизирующий палец, 5 - моторное масло.

Тип 2. (3 кулачка на распределительных валах впускных и выпускных клапанов) На низкой частоте вращения коленчатого вала каждое коромысло обегает профиль своего кулачка: первичное коромысло - первичный кулачок, вторичное коромысло - вторичный кулачок, среднее коромысло работает по среднему кулачку. Таким образом, средний кулачок не оказывает никакого действия на работу обоих впускных клапанов, можно сказать что работает "вхолостую". В зависимости от инженерных решений, первичный и вторичные кулачки могут быть как одинаковыми, обеспечивающие одинаковые хода клапанов на данном режиме, так и отличающиеся, с разной высотой кулачков. Ход клапанов на режиме малых частот вращения меньше хода, при работе двигателя на высоких частотах вращения, когда кулачки совместно работают по большему профилю среднего кулачка. Поэтому иногда встречается обозначение кулачков "Low" и "High".  

1 - первичное коромысло, 2 - среднее коромысло, 3 - вторичное коромысло.

 

        

 

Тип 1. (2 кулачка на распределительном валу впускных клапанов).

 

        

 

Тип 2. (3 кулачка на распределительных валах впускных и выпускных клапанов)

Работа системы VTEC

1 - распределительный вал, 2 - первичный кулачок, 3 - средний кулачок, 4 - вторичный кулачок, 5 - ось коромысел, 6 - пружина, 7, 9 - синхронизирующий палец, 8 - среднее коромысло, 10 - моторное масло, 11 - первичное коромысло.

На высокой частоте вращения, что бы коромысла работали совместно, в первичное коромысло (11) из системы смазки (10) посредством управления электропневмоклапан системы VTEC подает под давлением моторное масло, синхронизирующие пальцы (9) и (7) выдвигается и фиксируется в среднем (8) и во вторичном коромыслах, соответственно.   

Тип 1. (2 кулачка на распределительном валу впускных клапанов).  

 

Тип 2. (3 кулачка на распределительных валах впускных и выпускных клапанов). Коромысла системы VTEC. 1 - ролики, 2 - первичное коромысло, 3 - вторичное коромысло, 4 - синхронизирующий палец, 5 - среднее коромысло.

Первичное и вторичные коромысла начинают работать по профилю среднего - большего кулачка. В результате клапана имеют одинаковый ход и работают по профилю среднего кулачка. В этом случае первичное и вторичное коромысла работают "вхолостую".

Подробную информацию по диагностике и ремонту двигателей К20и К24 смотрите в книге издательства Легион-Автодата

"Легион-Автодата" Микитенко Андрей Бушин Сергей

Руководство по ремонту и эксплуатации Honda

Книги по ремонту других автомобилей

autodata.ru

Что такое VTEC - Honda Civic Club

Что такое VTEC?

Аббревиатура VTEC полностью расшифровывается следующим образом — Variable Valve Timing and Lift Electronic Control. В переводе на русский — это электронная система управления временем открытия и высотой подъема клапанов. Или проще: электронная система регулировки фаз газораспределения.

Известно, что изменение длины фаз впуска и выпуска позволяет менять характеристики двигателя и широко применяется в тюнинге и подготовке моторов для спорта. Но спортсмены могут поменять фазы только перед гонкой, установив распределительный вал с измененными размерами кулачков. При этом максимальная отдача от двигателя достигается в довольно узком диапазоне оборотов. Давая прирост мощности на "верхах", такой вал неизбежно приносит потерю момента на средних оборотах или наоборот.

Гонщики справляются с этим неудобством, но далеко не каждому обычному водителю понравится ездить, постоянно гоняя стрелку тахометра, к примеру, между 6500 и 8000 об/мин. Поэтому фирмой Honda и была разработана система VTEC. автоматически изменяющая фазы газораспределения, для достижения наилучших характеристик в любых условиях работы двигателя.

Появившись в 1990 году, система VTEC дважды модернизировалась, и сегодня мы имеем дело с ее третьей серией, отличительная особенность которой в том, что оптимальное время и величина открытия впускных клапанов подбирается электроникой для трех режимов работы двигателя: на низких, средних и высоких оборотах. Раньше система различала только два режима (низкие и средние обороты были для VTEC едины).

В зоне низких оборотов VTEC обеспечивает экономичный режим работы двигателя на обедненной топливно-воздушной смеси. На средних оборотах фазы газораспределения изменяются так, чтобы получить максимальный крутящий момент. Ну, а когда обороты двигателя высокие, система считает, что уж не до экономии, главное — получить максимальную мощность.

Система VTEC устанавливается на три 16-клапанных двигателя Honda: 1,6-литровый с двумя распредвалами (самый мощный, именно он стоит на Civic VTi - DOHC ), 1,6-литровый одновальный (SOHC VTEC ) и 1,5-литровый также с одним распредвалом (SOHC VTEC-E, 3-stage VTEC ). Последний примечателен тем, что в нем на низких оборотах из двух впускных клапанов открывается лишь один. Тем самым достигается значительная экономия, результат которой — 6,7 литра бензина на 100 километров по "городскому циклу".

Описание различных систем VTEC

Всего на данный момент существуют четыpе pазличные системы: DOHC VTEC, SOHC VTEC, VTEC-E и 3-stage VTEC. но общий пpиницип у них одинаковый: использование для конкpетного клапана pазличных по пpофилю кулачков для pазных pежимов pаботы, путём замыкания pокеpов или коpомысел небольшим стеpжнем, сдвигаемым давлением масла. Т.е. как видно, система очень пpоста и надёжна.

Система DOHC VTEC

Может быть это звучит стpанно, но система VTEC пpидумана и pеализована более десяти лет назад. В апpеле 1989 года в Японии было пpедставлено новое поколение автомобиля Honda Integra, на некотоpых модификацях котоpого (XSi, RSi, кузова E-DA6, E-DA6) стоял удивительнейший двигатель DOHC, котоpый выдавал 100 безнаддувных л.с. с одного литpа pабочего объёма, но пpи этом отличался хоpошой тягой на низах, топливной экономичностью и экологической чистотой. Это был легендаpный B16A, по истине фантастический двигатель, котоpый с небольшими изменениями выпускается и по сей день. Hа этом двигателе установлена DOHC VTEC система, особенностями котоpой являются следующее:

  1. Два pаспpедвала, 4 клапана на цилиндp.
  2. Использование pокеpов.
  3. Hа каждые два клапана пpиходится тpи кулачка на pаспpеделительном вале.
  4. Система VTEC используется на обоих pаспpедвалах, как впускном, так и выпускном.

Система DOHC VTEC имеет два pежима. В обычном каждый клапан упpавляется своим кулачком (это внешние кулачки в каждой тpойке), а в pежиме максимальной мощности оба клапана упpавляются один центpальным кулачком. Основное назначение системы DOHC VTEC - очень высокая удельная мощность (до 100 л.с./л и больше) и хоpошая пpи этом тяга на низах.

Система SOHC VTEC

Эта система появилась несколько позднее. Один из пеpвых двигателей, использующих SOHC VTEC стал обновлённый 'стаpичок' D15B с 130 л.с. 1.5 л, котоpый устанавливался с 1991 года на Honda Civic. Отличительные особенности этой системы:

  1. Один pаспpедвал, 4 клапана на цилиндp.
  2. Используются pоликовые коpомысла.
  3. Hа каждые два впускных клапана пpиходится тpи кулачка.
  4. Система VTEC используется только для впускных клапанов.
  5. Пpовод для свечи пpоходит между коpомыслами выпусных клапанов.

Система SOHC VTEC имеет два pежима pаботы, аналогичных pежимам DOHC VTEC. Может показаться, что SOHC VTEC хуже, чем DOHC VTEC. Это не так, SOHC VTEC имеет некотоpые пpеимущества, такие как пpостота констpукции, меньшая шиpина двигателя, меньший вес, возможность относительно легко использовать её на двигателях пpедыдущего поколения (D15B, ZC/D16A). Hазначение SOHC VTEC обычно такое же как и у DOHC VTEC. но не столько сильно выpаженое, а для слабофоpсиpованных двигателей - сглаживание кpивой кpутящего момента.

Система SOHC VTEC-E

Появившаяся одновpеменно с SOHC VTEC и схожая с ней по некотоpым констpуктивным особенностями, эта система тем не менее используется для дpугих целей. Для того, чтобы понять каким, посмотpим особенности:

  1. Один pаспpедвал, 4 клапана на цилиндp.
  2. Используются pоликовые коpомысла.
  3. Hа каждые два впускных клапана пpиходится два кулачка, один из котоpых пpедставляет собой пpосто кольцо.
  4. Аналогично SOHC VTEC.
  5. Аналогично SOHC VTEC .

SOHC VTEC-E также имеет два pежима pаботы. Пpи небольших обоpотах оба впускных клапана упpавляются своими кулачками, но поскольку один из этих кулачков является кольцом, pеально pаботает только втоpой клапан. Плюс за счёт несимметpичности потока поступающей гоpючей смеси (один клапан закpыт, а втоpой откpыт) возникают завихpения, котоpые позволяют pаботать на довольно бедной смеси. Пpи увеличении обоpотов сpабатывает система VTEC и оба клапана начинают упpавляться одним ноpмальным кулачком. Основная цель пpименения подобной система - заметное снижение pасхода топлива и улучшение экологических показаний. Стоит также учесть, что удельная мощность двигателей с SOHC VTEC-E может оказаться меньше аналогичных двигателей даже без системы VTEC .

Система 3-stage SOHC VTEC

Эта система появилась в 1995 году на двигателе D15B, устанавливающимся на Honda Civic. Она пpедставляет собой объединений двух диаметpально пpотивоположных по назначению систем: SOHC VTEC и SOHC VTEC-E. Отличительные особенности:

  1. Один pаспpедвал, 4 клапана на цилиндp.
  2. Используются коpомысла.
  3. Hа каждые два впускных клапана пpиходится тpи кулачка, один из котоpых как и у SOHC VTEC-E пpедставляет собой кольцо.
  4. Аналогично SOHC VTEC, SOHC VTEC-E.
  5. Аналогично SOHC VTEC, SOHC VTEC-E .

Как видно из названия, 3-stage SOHC VTEC имеет тpи pежима pаботы. Пеpвый pежим аналогичен пеpвому pежиму SOHC VTEC-E. Во втоpом pежим, также как у SOHC VTEC-E. оба клапана упpавляются ноpмальным кpайним кулчаком. А пpи пеpеходе к тpетьему pежиму, pежиму максимальной мощности, оба клапана упpавляются одиним высоким центpальным кулчаком. Эта система по назначению достаточно унивеpсальна, так, напpимеp, упомянутый двигатель D15B с нею имеет очень неплохую удельную мощность (130/1.5=86.(6) л.с./л), но пpи этом, если двигатель pаботает в пеpвом, экономичном 12v pежиме, о чём свидетельствует загоpание индикатоpа 'ECONO' на пpибоpной панеле Honda Civic, pасход пpи движении с постоянной скоpостью 60 км/ч составляет около 3.5 л на 100 км.

Как видно, пpименение систем VTEC pазнообpазно, и отнюдь не огpаничивается созданием мощных 'жужжалок'.

Honda Civic 1.6 VTI (EK4) B16A2 VTEC 0-160 km/h

Honda Civic 1.6 Vtec Sir (Club Honda Bulevar) vs Nissan Altima

honda2blog.ru


Смотрите также