Aklaypart.ru

Авто Журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В чем сила двигателя vtec

VTEC — что это? Система изменения фаз газораспределения

VTEC расшифровывается как — электронная система изменения фаз газораспределения и высоты подъема клапанов. Расскажем о системе VTEC, рассмотрим принцип работы и разновидности.

Основные принципы работы системы VTEC

Если сравнить характеристики различных двигателей, нетрудно заметить, что у одних максимум крутящего момента достигается на низких оборотах (1800-3000 об/мин), у других — на более высоких (3000-4500 об/мин).

Объясняется тем, что эффективное наполнение цилиндров топливо-воздушной смесью и получение высокого крутящего момента, возможно только при определенных оборотах и зависит от конструкции впускного тракта и настройки газораспределительного механизма. Иными словами, темперамент двигателя полностью определяется фазами газораспределения, которые задаются профилем кулачков распредвала.

Представим двигатель, который работал бы на оборотах 20 об/мин, соответственно впускные и выпускные клапана задействовались бы 10 раз в минуту, т. е. редко. Для снятия 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). Аналогично 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 эффективным.

Если увеличить частоту вращения 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. часто.

В таком режиме времени на всасывание поршнем свежей порции заряда остается мало. 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 основная порция свежего заряда не попадет в цилиндры, наткнувшись на преждевременно закрытый клапан — двигатель начнет «задыхаться». В результате мощность будет незначительна, а максимальные обороты невелики. Это заслуга существующих фаз газораспределения.

Можно настроить 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 высоких оборотах и возрастет мощность.

Чтобы мотор работал в условиях максимально приближенных к идеальным на любых оборотах — создана система VTEC. Двигатели с 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.

Двигатели семейства DOHC VTEC

Основой для конструирования DOHC VTEC стал широко применяемый 4-клапанный газораспределительный механизм. 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 через 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» 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.

Двигатели семейства SOHC VTEC

SOHC VTEC имеет один распредвал и используется только для впускных клапанов. Эффективность работы несколько ниже чем у DOHC VTEC, однако она конструктивно проще и обеспечивает двигателю меньшие габариты и массу.

Основная задача SOHC VTEC-E — максимально снизить расход топлива и улучшить экологические показатели. 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 тогда оба клапана начинают совместную работу.

Газораспределительный механизм 3-stage SOHC VTEC. Она 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 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.

Двигатели семейства i-VTEC

Конструкция i-VTEC предполагает использование дополнительную систему VTC, 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.

Читать еще:  Renault logan тюнинг двигателя

B20Z1

B20Z1 объемом 2.0 литра, с мощностью до 147 л.с. (при 6300 об/мин) и максимальным крутящим моментом – 182 Нм (при 4500 об/мин), устанавливался на Honda CR-V.

Мощность двигателя B20Z1 увеличили до 147 л. c., а все остальное, в том числе и крутящий момент, при этом не изменились.

Характеристики B20Z1:

Объем двигателя, куб.см1972
Мощность, л.с.147
Максимальный крутящий момент, Н·м (кг·м) при об/мин182 (19)/4500
Тип двигателяРядный, 4-цилиндровый, горизонтальное расположение, DOHC
Диаметр цилиндра, мм84
Максимальная мощность, л.с. (кВт)/об/мин147 (108)/6300
Степень сжатия9.6
Ход поршня, мм89
МоделиHonda CR-V
Ресурс, тыс. км300+

Особенности двигателей Хонда

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания был придуман давно, но его технологическое усовершенствование и доработка никогда не прекращаются. Повышение мощности и надежности, снижение расхода топлива и уменьшение себестоимости – основные направления, в которых работают ведущие мировые производители автомобилей. Компания Honda (Хонда) заняла лидирующие позиции по всем этим показателям благодаря выдающимся инженерным и творческим способностям своих сотрудников и в первую очередь – своего основателя Соитиро Хонды. Двигатели производства японского концерна имеют как минимум три ключевые особенности, отличающие их от остальных.

Направление вращения

Если рассмотреть семейства моторов B, D, F, H, J и ZC и обратить внимание на направление вращения коленчатого вала, то становится видно, что он крутится против часовой стрелки. Эта особенность характерна только для двигателей Хонда. Существует ряд вариантов ее объяснения. Согласно одному из них, Соитиро Хонда просто хотел сделать что-то, что бы отличало его продукцию от других. По другой версии, таким образом он обеспечил своим авто способность работать на запредельных скоростях вращения. Также возможно, Хонда не захотел переделывать проект подкапотного пространства, однажды расположив мотор не справа от коробки передач, как это делали другие производители, а слева. И, скорее всего, вызвано такое решение было маленькими габаритами капота ранних автомобилей компании.

Система VTEC

VTEC – это уникальная система газораспределения, позволяющая двигателю Хонда работать на оборотах, недоступных конкурирующим моделям. Суть ее работы сводится к тому, что при достижении скорости вращения порядка 5000 об/мин впускные клапаны начинают открываться на большее расстояние, благодаря чему двигатель получает больше топлива и происходит изменение движения потоков смеси внутри камеры сгорания. Реализуется такая схема работы особенностями конструкции впускного распредвала с кулачками разных размеров.

В последних моделях двигателей используется система i-VTEC, оснащенная еще одним изобретением – шкивом VTC, изменяющим фазы газораспределения в зависимости от оборотов коленвала. Эта система вывела двигатели компании на первое место по соотношению мощности к объему цилиндра.

Результат работы VTEC – это экономичность на низких оборотах и хорошая мощность на высоких. При этом стоимость такой системы позволяет применять ее в обычных легковых автомобилях.

Надежность на высоких оборотах

У большинства гражданских автомобилей других производителей 6000 об/мин на тахометре уже находятся в красном секторе. Это означает, что дальше необходимо переходить на повышенную передачу или сбрасывать газ, поскольку повышение оборотов выведет двигатель из строя. Оптимальный режим работы для них достигается при выходе на показания от 2500 до 4000 об/мин. Для моторов Хонда значение 5000 об/мин является частотой срабатывания системы VTEC, после включения которой двигатель способен набирать еще больший разгон.

Естественно, частые изменения режимов нагрузок не могут не сказаться на требованиях к техническому обслуживанию и к качеству применяемых расходных материалов. Поэтому необходимо тщательно следить за сроками проведения ТО и выполнять все необходимые мероприятия. Особенно критично двигатель относится к качеству, чистоте и вязкости масла. Несоблюдение сроков его замены или отсутствие внимания к его уровню могут вывести из строя даже самый надежный мотор.

Конструктивные особенности

Рассмотрим, что такое ВТЕК на Хонде на примере двигателя с системой ГРМ DOHC, поскольку на этом моторе она впервые начала использоваться и является конструктивно самой простой. Особенность этого газораспределительного механизма — применение 4 клапанов на каждый цилиндр (по паре впускных и выпускных, работающих синхронно) и двух распредвалов, каждый из которых отвечает за открытие своих клапанов.

Принцип действия включения рокера VTEC

Выключение рокера VTEC

VTEC на этом двигателе имеет два режима работы и подразумевает использование трех кулачков на пару клапанов (как впускных, так и выпускных), вместо двух. Третий кулачок – с увеличенной высотой и плавной геометрией (повторяет форму кулачка спортивного распредвала) и размещен он между двумя обычными.

Крайние кулачки (с обычной формой) воздействуют на клапаны не напрямую, а через рокеры, коромысла, толкатели (в зависимости от конструкции ГРМ). У центрального кулачка тоже есть рокер (коромысло), но они никакого воздействия на клапаны не имеют. Зато в них проделан масляный канал и установлены выдвигающиеся штифты, которые заходя в специальные углубления крайних рокеров (кромысел), соединяют между собой рокеры и обеспечивают их синхронное движение.

Масляный канал, проделанный в осях рокеров и центральном рокере, оснащен клапаном-соленоидом, управляемым ЭБУ мотора, что позволяет контролировать подачу масла, которое подаётся в VTEC.

Когда оправдана покупка контрактного двигателя

Обычно капремонт позволяет продлить ресурс двигателя Honda Civic. Но бывает, что мотор сильно изношен, уже не в первый раз подвергается переборке. Менять нужно слишком много деталей, к тому же велика вероятность того, что вскоре после очередного ремонта вновь возникнут неполадки в работе. В этом случае силовой агрегат лучше заменить. Но купить новый двигатель непросто, в отечественных онлайн-каталогах в основном представлены либо комплектующие, либо б/у двигатели в сборе – контрактные, с российских разборок, восстановленные. Конечно, кто ищет, тот всегда найдет, и заказать новый ДВС можно, но стоит ли? Придется долго ждать доставки и выложить кругленькую сумму. А дешевых неоригинальных аналогов у автомобильных двигателей попросту не существует, есть только неоригинальные комплектующие к ним. Так что большинство автовладельцев предпочитает б/у двигатели «Хонда Цивик» – цена ниже.

Читать еще:  4m41 двигатель глохнет на холостых

Но покупать двигатель с отечественной разборки рискованно: неизвестно, каков его ресурс, да и происхождение может оказаться криминальным, а отсутствие документов на номерной агрегат – серьезная проблема. Восстановленные двигатели надежны, если восстановление осуществлялось в заводских условиях, а в России пока налажено только кустарное. И не всегда им занимаются достаточно квалифицированные специалисты, не каждый раз используются новые оригинальные запчасти. Так что оптимальный вариант – контрактный двигатель «Хонда Цивик» с японской разборки:

  • до того, как двигатель попал на разборку, его заправляли качественными ГСМ и эксплуатировали в щадящем режиме (это касается именно агрегатов с японских разборок, американцы со своими авто особо не церемонятся);
  • если в двигателе уже что-то менялось, работы выполнялись в сервисе и для замены использовались оригинальные запчасти;
  • японские авто обычно попадают на разборки с небольшим пробегом, в силу особенностей законодательства японцу выгоднее купить новый автомобиль, чем продолжать эксплуатацию старого, так что остаточный ресурс контрактных двигателей солидный;
  • контрактные двигатели поставляются в Россию с документами.

Нужно быть внимательным: иногда под видом контрактных продают б/у двигатели из России, без документов, без гарантии или дают гарантию только на запуск, но не на пробег. Приобретая контрактный двигатель в компании JapZap, можно не опасаться мошенничества. Все запчасти поставляются в страну легально, проходят растаможку и предпродажную проверку. Цены доступные, без накруток, поскольку представители компании закупают двигатели непосредственно на аукционах в Японии. Если не удалось найти нужную модель в каталоге, можно оставить заявку на сайте, указав такую информацию: год выпуска, модификацию, модель кузова «Хонда Цивик», какой двигатель установлен на авто. Номер модели выбит на блоке двигателя, VIN-код авто – на подкапотной табличке.

V-TEC, Vanos и VVT-i: как же они все работают?

Системы изменения фаз газораспределения стали революцией для двигателей внутреннего сгорания, а популярными они стали благодаря японским моделям.

Системы изменения фаз газораспределения стали революцией для двигателей внутреннего сгорания, а популярными они стали благодаря японским моделям 90-ых. Но как же самые известные системы отличаются в работе друг от друга?

Двигатели внутреннего сгорания с самого своего создания не были максимально эффективными. Средний КПД таких моторов равен 33 процентам — вся остальная энергия, созданная сгорающей топливо-воздушной смесью, тратится впустую. Поэтому любой способ сделать ДВС более энергоэффективным был востребован, а система изменения фаз газораспределения стала одним из самых удачных решений.

Система меняет фазы газораспределения (момент, в который каждый клапан открывается и закрывается во время рабочего цикла), их длительность (момент, когда клапан открыт) и подъём (насколько клапан может открыться).

Как вы знаете, впускной клапан в двигателе запускает в цилиндр топливо-воздушную смесь, которая затем сжимается, сжигается и выталкивается в открывающийся выпускной клапан. Эти клапана приводятся в движение толкателями, которыми управляет распредвал, используя набор кулачков для идеального соотношения закрытия и открытия.

К сожалению, обычные распредвалы делаются таким образом, что можно управлять только открытием клапанов. В этом и заключается проблема, так как для максимальной эффективности клапана должны закрываться и открываться по-разному на разных оборотах двигателя.

Например, на большой скорости работы мотора впускной клапан нужно открывать несколько раньше из-за того, что поршень движется настолько быстро, что не даёт попасть внутрь достаточному количеству воздуха. Если клапан открыть чуть раньше, то в цилиндр попадёт больше воздуха, что увеличит эффективность сгорания.

Поэтому вместо компромисса между распредвалами для больших и малых оборотов появилась система изменения фаз газораспределения, признанная одной из наиболее эффективных в этой области. Разные компании по-разному интерпретировали эту технологию, поэтому давайте разберёмся с самыми популярными из них.

Решение от Honda заключалось в форме распредвала, так как каждый распредвал имел два набора кулачков, смена между которыми происходила в зависимости от оборотов двигателя. VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control) при помощи гидравлики выбирает между одним набором кулачков, когда мотор работает на низких оборотах, и другим, когда он приближается к красной зоне. Такая система в свою очередь позволила одновременно и снизить расход топлива, и повысить мощностные показатели при использовании одного распредвала, сделав моторы Honda очень разносторонними.

Гидравлическое переключение контролируется блоком управления, который использует информацию о давлении масла, температуре двигателя, скорости автомобиля и оборотов двигателя. После этого программа решает, какой из двух вариантов кулачков использовать, используя соленоид, который отправляет масляное давление посредством специфического клапана, а затем запирает механизм штифтом, закрепляя выбор за одним из вариантов.

Такая смена вариантов кулачков подразумевала, что двигатели Honda с VTEC в самом высоком диапазоне оборотов выдают максимальную мощность, как раз после того, как система «срабатывает». И пусть эффект от неё не такой, как от турбины, но многие фанаты всё равно останутся верны VTEC-моторам, рассказывая о том, как они едут на самых высоких оборотах.

Читать еще:  Электромагнитный клапан для запуска двигателя

Система изменения фаз газораспределения от Toyota создана по пути использования шестерён распредвала для изменения отношений между ремнём или цепью ГРМ и распредвалом. Специальный ротор внутри шкива распредвала может вращаться под нагрузкой от пружины, поворачивая распредвал на дополнительные несколько градусов, задерживая или опережая взаимодействие между зубьями шкива и вращающейся цепи.

Такая система сдвига фаз газораспределения, при которой внутренний ротор в шкиве распредвала может влиять на положение распредвала, тем самым изменяя время взаимодействия кулачков и толкателей, применяется на многих моторах Toyota. Впервые технология была представлена на двигателе 2JZ-GE, устанавливаемом на знаменитую Toyota Supra в кузове A80.

Vanos (или Variable Nockenwellensteuerung) — попытка компании BMW создать систему изменения фаз газораспрделения, и впервые она была применена на моторе M50, устанавливаемом на 5-серию в 90-ых годах прошлого века. Он также использует принцип задерживания или опережения взаимодействия механизмов ГРМ, но с использованием зубчатой передачи внутри шкива распредвала, которая двигается вместе или против распредвала, изменяя фазы работы. Этот процесс контролируется электронным блоком управления, который использует давление масла для движения зубчатой передачи вперёд или назад.

Как и в случае с остальными системами, зубчатая передача движется вперёд для того, чтобы открывать клапана немного раньше, увеличивая количество воздуха, поступающего в цилиндры и увеличивая выходную мощность двигателя. На самом деле, сначала BMW представили одиночный Vanos, который работал только на впускном распредвале в определённых режимах на разных оборотах двигателя. Немецкая компания позже разработала систему с двумя Vanos, которая считается более продвинутой, так как влияет на оба распредвала, а также регулирует положение дроссельной заслонки. Двойной Vanos был создан для S50B32, который ставили на BMW M3 в кузове E36, а также Z3 M.

Сейчас практически у каждого крупного производителя есть собственной название для системы фаз газораспределения — у Rover это VVC, у Nissan — VVL, а Ford разработали VCT. И в этом нет ничего удивительного, учитывая, что это одна из самых удачных находок для двигателей внутреннего сгорания. Благодаря ей производители смогли и уменьшить расход, и увеличить мощность своих моторов.

Но с приходом пневматического управления клапанами эти системы уйдут на покой. Однако сейчас — как раз их время.

Фотогалерея

Комментарии (0)

Читать

Посмотрите на ГАЗ-14 «Чайка», доработанный в начале 90-х в тюнинг-ателье РИДА

Самое читаемое

Последние новости

Volkswagen показал обновленный седан Jetta с более мощным мотором и вариативной внешностью

Капсула времени: 32-летний ГАЗ-24-10 в состоянии нового продают за миллион рублей

В Лондоне распродают возможно самую крупную коллекцию машин «из сарая» на сумму больше 102 миллионов рублей

Серийный лимузин Renault 25 Limousine, на котором ездил даже президент Франции

Механизмы и железки

Hyundai Solaris против столба: посмотрите, что будет с «корейцем» при столкновении на скорости 55 км/ч

Посмотрите на «Ладу» с двумя рулями, которая умеет «ползать» боком, как краб

Владельцам Mercedes-Benz EQS придется ежегодно платить за доступ к полноуправляемому шасси

Посмотрите, что будет с дизельным мотором Toyota, если его на год закопать в землю, а потом попробовать завести

Посмотрите на первый запуск Ford Crown Victoria с 27-литровым V12 от танка

Демонстрационный стенд по устройству автомобиля для автошкол 60-х годов продадут за кругленькую сумму

Видео: в России провели масштабные краш-тесты самых популярных моделей автобусов

Какое будущее рынка автомобильных смазочных материалов видят эксперты

Очередной виток развития

Ступенчатое изменение продолжительности открытия и высоты подъема клапанов позволяет не только изменять фазы газораспределения, но и практически полностью снять с дроссельной заслонки функцию регулирования нагрузки на двигатель. Речь в первую очередь о системе Valvetronic от BMW. Именно специалисты БМВ впервые добились подобных результатов. Сейчас схожими разработками обладают: Toyota (Valvematic), Nissan (VVEL), Fiat (MultiAir), Peugeot (VTI).

Открытая на небольшой угол дроссельная заслонка создает значительное противодействие движению воздушных потоков. В итоге часть полученной от сгорания топливовоздушной смеси энергии уходит на преодоление насосных потерь, что негативно сказывается на мощности и экономически автомобиля.


1 — Серводвигатель; 2 — Червячный вал; 3 — Возвратная пружина; 4 — Кулисный блок; 5 — Распредвал впускных клапанов; 6 — Рампа; 7 — Гидравлическая система компенсации клапанного зазора (HVA) на стороне впуска; 8 — Впускной клапан; 9 — Выпускной клапан; 10 — Роликовый рычаг толкателя на стороне выпуска; 11 — Гидравлическая система компенсации клапанного зазора (HVA) на стороне выпуска; 12 — Роликовый рычаг толкателя на стороне впуска; 13 — Промежуточный рычаг; 14 — Эксцентриковый вал; 15 — Червячное колесо; 16 — Распредвал выпускных клапанов;

В системе Valvetronic количество поступающего в цилиндры воздуха регулируется степенью подъема и продолжительностью открытия клапанов. Реализовать это получилось при помощи внедрения в конструкцию эксцентрикового вала и промежуточного рычага. Рычаг связан червячной передачей с сервоприводом, управляет которым ЭБУ. Изменения положения промежуточного рычага смещает воздействие коромысла в сторону большего или меньшего открытия клапанов. Более подробно принцип работы показан на видео.

Сочетание фазовращателей на валах, бесступенчатой регулировки хода и длительности открытия клапанов позволяет, по оценкам инженеров, обрести 10–15%-процентное снижение расхода топлива и аналогичную прибавку крутящего момента.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector