IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

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.[2]

Гонщики справляются с этим неудобством, но далеко не каждому обычному водителю понравится ездить, постоянно повышая и понижая обороты, к примеру, между 6500 и 8000 об/мин. Поэтому 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).[5]

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), 1,6-литровый одновальный и 1,5-литровый также с одним распредвалом. 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".[2]

Всего на данный момент существуют четыре различных системы: DOHC VTEC, SOHC VTEC, VTEC-E и 3-stage VTEC, но общий принцип у них одинаковый: использование для конкретного клапана различных по профилю кулачков для разных режимов работы, путём замыкания рокеров или коромысел небольшим стержнем, сдвигаемым давлением масла. Т.е., как видно, система очень проста и надёжна.

DOHC VTEC

Система VTEC придумана и реализована более двадцати лет назад. В апреле 1989 года в Японии было представлено новое поколение автомобиля "Honda Integra", на некоторых модификациях (XSi, RSi, кузова E-DA6, E-DA6) стоял удивительнейший двигатель, который выдавал 100 л.с. без турбо-наддува с одного литра рабочего объёма, но при этом отличался хорошей тягой на низах, топливной экономичностью и экологической чистотой. Это был легендарный двигатель "B16A," который с небольшими изменениями выпускается и по сей день. На этом двигателе установлена DOHC VTEC система, особенностями которой являются:

1. Два распредвала, 4 клапана на цилиндр.

2. Использование рокеров.

3. На каждые два клапана приходится три кулачка на распределительном валу.

4. Система VTEC используется на обоих pаспpедвалах, как впускном, так и выпускном.[1]

DOHC VTEC имеет два режима. В обычном каждый клапан управляется своим кулачком (это внешние кулачки в каждой тройке), а в режиме максимальной мощности оба клапана управляются один центральным кулачком. Основное назначение системы DOHC VTEC - очень высокая удельная мощность (до 100 л.с./л и больше) и хорошая при этом тяга на низах.

SOHC VTEC

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

1. Один pаспpедвал, 4 клапана на цилиндр.

2. Используются роликовые коромысла.

3. На каждые два впускных клапана приходится три кулачка.

4. Система VTEC используется только для впускных клапанов.

5. Провод для свечи проходит между коромыслами выпускных клапанов.[4]

SOHC VTEC имеет два режима работы, аналогичных режимам DOHC VTEC. Может показаться, что SOHC VTEC хуже, чем DOHC VTEC. Это не так, SOHC VTEC имеет некоторые преимущества, такие как простота конструкции, меньшая ширина двигателя, меньший вес, возможность относительно легко использовать её на двигателях предыдущего поколения (D15B, ZC/D16A). Назначение SOHC VTEC обычно такое же как и у DOHC VTEC, но не столь сильно выражено, а для слабо-форсированных двигателей - сглаживание кривой крутящего момента.

SOHC VTEC-E.

Появившаяся одновременно с SOHC VTEC и схожая с ней по некоторым конструктивным особенностями, эта система, тем не менее, используется для других целей. Для того, чтобы понять для каких, посмотрим особенности:

1. Один pаспpедвал, 4 клапана на цилиндр.

2. Используются роликовые коромысла.

3. На каждые два впускных клапана приходится два кулачка, один из которых представляет собой просто кольцо.

4, 5. Аналогично SOHC VTEC.

SOHC VTEC-E также имеет два режима работы. При небольших оборотах оба впускных клапана управляются своими кулачками, но поскольку один из этих кулачков является кольцом, реально работает только второй клапан. Плюс за счёт не симметричности потока поступающей горючей смеси (один клапан закрыт, а второй открыт) возникают завихрения, которые позволяют работать на довольно бедной смеси. При увеличении оборотов срабатывает система VTEC и оба клапана начинают управляться одним нормальным кулачком. Основная цель применения подобной система - заметное снижение расхода 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.

3-stage SOHC VTEC

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

1. Один pаспpедвал, 4 клапана на цилиндр.

2. Используются коромысла.

3. На каждые два впускных клапана приходится три кулачка, один из которых как и у SOHC VTEC-E представляет собой кольцо.

4, 5. Аналогично SOHC VTEC, SOHC VTEC-E.[3]

Как видно из названия, 3-stage SOHC VTEC имеет три режима работы. Первый режим аналогичен первому режиму SOHC VTEC-E. Во втором режим, также как у SOHC VTEC-E, оба клапана управляются нормальным крайним кулачком. А при переходе к третьему режиму, режиму максимальной мощности, оба клапана управляются одним высоким центральным кулачком. Эта система по назначению достаточно универсальна, так, например, упомянутый двигатель D15B с нею имеет очень неплохую удельную мощность (130/1.5=86.(6) л.с./л), но при этом, если двигатель работает в первом, экономичном 12v режиме, о чём свидетельствует загорание индикатора 'ECONO' на датчике Honda Civic, расход при движении с постоянной скоростью 60 км/ч составляет около 3.5 л на 100 км.[4]

Как видно, применение систем VTEC разнообразно, и достойно выполняет такие функции, как: устойчивая работа ДВС при низких оборотах, повышение мощности на высоких, а также экономичность и экологичность.

Список литературы:

1. Изменение фаз газораспределения // www.drive.ru URL: https://www.drive.ru/technic/2007/07/11/377214.html (дата обращения: 22.10.2016).

2. Система изменения фаз газораспределения VTEC // http://forums.drom.ru/vybor-pr/t1151048839-p2.html (дата обращения: 2.11.2016).

3. Автомобили Honda Civic // http://hondamotor.ru/models/vtec/what_is.shtml (дата обращения: 08.11.2016).

4. Variable Valve Timing // systemsauto.ru/vpusk/vvt.html URL: http://systemsauto.ru/vpusk/vvt.html (дата обращения: 08.11.2016).

5. Руководство на русском языке по техническому обслуживанию и ремонту Honda Accord/Civic/CRX/Prelude / 1973-1988 годов выпуска_is.shtml (дата обращения: 08.11.2016).

Sal'kov IvanAleksandrovich, a student of the Belgorod State Technological University. Shukhov, Belgorod, Russia

Konev Alexey Aleksandrovich, candidate of technical Sciences, Associate Professor, Belgorod State Technological University. Shukhov, Belgorod, Russia

THE MECHANISM OF VARIABLE VALVE TIMING "VTEC"

Annotation. This article reveals the essence of the mechanism of variable valve timing, as well as varieties of these systems.

Keywords: system, mechanism, phase, gas distribution, gas distribution, valve, distribution shaft

Код для цитирования: Скопировать