Войти
VTEC (Электронное управление синхронизацией и подъемом клапана) - это система, разработанная Honda для улучшения объемный КПД четырехтактного двигателя внутреннего сгорания, что обеспечивает более высокую производительность при высоких оборотах и меньший расход топлива при низких оборотах. Система VTEC использует два (или иногда три ) профиля распредвала и гидравлически выбирает между профилями. Его изобрел инженер Honda Икуо Каджитани. Это заметно отличается от стандартных систем VVT (с изменяемыми фазами газораспределения ), которые изменяют только синхронизацию клапанов и никоим образом не меняют профиль распределительного вала или подъем клапана.
Япония взимает налог в зависимости от двигателя displacement, и японские производители автомобилей, соответственно, сосредоточили свои исследования и разработки на улучшении характеристик своих двигателей меньшего размера. Один из методов увеличения производительности при статическом смещении включает принудительную индукцию, как в таких моделях, как Toyota Supra и Nissan 300ZX, в которых использовался турбокомпрессор <54.>приложений и Toyota MR2, которая использовала нагнетатель в течение некоторых модельных лет. Другой подход - это роторный двигатель, используемый в Mazda RX-7 и RX-8. Третий вариант - изменить профиль синхронизации кулачка, из которых Honda VTEC была первой успешной коммерческой разработкой для изменения профиля в реальном времени.
Система VTEC обеспечивает двигатель с синхронизацией клапана, оптимизированной как для работы на низких, так и на высоких оборотах. В базовой форме один кулачок кулачка и толкатель / коромысло обычного двигателя заменены блокируемым, состоящим из нескольких частей, коромыслом и двумя профилями кулачка: один оптимизирован для низких оборотов. стабильность и топливная эффективность, а другой разработан для максимальной выходной мощности на высоких оборотах. Операцией переключения между двумя кулачками управляет ЭБУ, который учитывает давление моторного масла, температуру двигателя, скорость автомобиля, частоту вращения двигателя и положение дроссельной заслонки. Используя эти входные данные, ЭБУ запрограммирован на переключение с малого подъема на выступы кулачка высокого подъема при выполнении определенных условий. В точке переключения приводится в действие соленоид, который позволяет давлению масла от золотникового клапана приводить в действие стопорный штифт, который связывает коромысло с высокими оборотами в минуту и коромысла с низким числом оборотов. С этого момента клапаны открываются и закрываются в соответствии с профилем высокого подъема, который открывает клапан дальше и на более длительное время. Точка переключения может изменяться от минимальной до максимальной и определяется нагрузкой на двигатель. Переключение кулачков с высоких на низкие обороты задано так, чтобы происходить при более низких оборотах двигателя, чем переключение (представляющее цикл гистерезиса ), чтобы избежать ситуации, в которой двигателю предлагается работать непрерывно. в точке переключения или около нее.
Более старый подход к регулировке фаз газораспределения заключается в создании распределительного вала с профилем фаз газораспределения, который лучше подходит для работы на низких оборотах. Улучшение характеристик на низких оборотах, на которых большую часть времени работают большинство уличных автомобилей, происходит в обмен на потерю мощности и эффективности при более высоких диапазонах оборотов. Соответственно, VTEC пытается совместить топливную экономичность и стабильность при низких оборотах с характеристиками на высоких оборотах.
VTEC, оригинальная система регулируемого клапана Honda, произошла от REV (Revolution-Modulated Valve Control), представленной на CBR400 в 1983 году, известной как HYPER VTEC. В обычном четырехтактном автомобильном двигателе впускные и выпускные клапаны приводятся в действие лепестками распределительного вала. Форма лепестков определяет синхронизацию, подъем и продолжительность каждого клапана. Время относится к измерению угла открытия или закрытия клапана по отношению к положению поршня (BTDC или ATDC). Подъем относится к тому, насколько открыт клапан. Продолжительность означает, как долго клапан остается открытым. Из-за поведения рабочего тела (воздуха и топливной смеси) до и после сгорания, которые имеют физические ограничения на их поток, а также их взаимодействие с искрой зажигания, оптимальные настройки фаз газораспределения, подъема и продолжительности работы в двигателе с низкой частотой вращения операции сильно отличаются от операций на высоких оборотах. Оптимальные настройки подъема и продолжительности фаз газораспределения на низких оборотах могут привести к недостаточному заполнению цилиндра топливом и воздухом при высоких оборотах, что значительно ограничит выходную мощность двигателя. И наоборот, оптимальные настройки подъема и продолжительности фаз газораспределения на высоких оборотах могут привести к очень грубой работе на низких оборотах и затруднению холостого хода. Идеальный двигатель должен иметь полностью регулируемые фазы газораспределения, подъем и продолжительность, при котором клапаны всегда открывались бы точно в нужной точке, поднимались бы достаточно высоко и оставались открытыми только в нужное время в зависимости от частоты вращения двигателя и нагрузки.
Представлен как система DOHC (двойной верхний распределительный вал) в Японии в 1989 году на Honda Integra XSi, которая использовала двигатель B16A мощностью 160 л.с. (120 кВт). В том же году в Европе появилась система VTEC для моделей Honda Civic и Honda CRX 1.6i-VT, использующих вариант B16A1 мощностью 150 л.с. (110 кВт). На рынке США первая система VTEC появилась на рынке Acura NSX 1991 года, в котором использовался 3-литровый двигатель DOHC C30A V6 мощностью 270 л.с. (200 л.с. кВт). Вскоре двигатели DOHC VTEC появились в других автомобилях, таких как Acura Integra GS-R 1992 года (160 л.с. (120 кВт) B17A1 ), а позже в Honda Prelude 1993 VTEC (195 л.с. (145 кВт) H22A ) и Honda Del Sol VTEC (160 л.с. (120 кВт) B16A3 ). Integra Type R (1995–2000), доступный на японском рынке, вырабатывает 197 л.с. (147 кВт; 200 л.с.) с использованием 1,8-литрового двигателя B18C, производя больше лошадиных сил на литр, чем большинство суперкаров того времени. Honda также продолжила разработку других разновидностей и сегодня предлагает несколько разновидностей VTEC, таких как i-VTEC и i-VTEC Hybrid.
Honda также применила эту систему к двигателям SOHC (с одним распределительным валом верхнего расположения), таким как D-Series и J -Серия Двигатели с общим распредвалом для впускных и выпускных клапанов. Компромисс заключался в том, что двигатели Honda SOHC использовали механизм VTEC только на впускных клапанах. Это связано с тем, что VTEC требует наличия третьего центрального коромысла и выступа кулачка (для каждой стороны впуска и выпуска), а в двигателе SOHC свечи зажигания расположены между двумя выпускными коромысла, не оставляя места для коромысла VTEC. Кроме того, центральный выступ распределительного вала не может использоваться одновременно для впуска и выпуска, что ограничивает функцию VTEC в одну сторону.
Однако, начиная с двигателя J37A2 3,7 л SOHC V6, представленного на всех моделях Acura RL SH-AWD 2009-2012 гг., SOHC VTEC был встроен для использования с впускными и выпускными клапанами с использованием всего шесть кулачков и шесть коромысел на цилиндр. Коромысла впускных и выпускных клапанов содержат соответственно первичные и вторичные коромысла впуска и выпуска. В первичном коромысле находится поршень переключения VTEC, а во вторичном коромысле - возвратная пружина. Термин «первичный» не относится к тому, какое коромысло опускает клапан во время работы двигателя на низких оборотах. Скорее, это относится к коромыслу, который содержит поршень переключения VTEC и получает масло от вала коромысла.
Коромысло первичного выпускного клапана соприкасается с низкопрофильным выступом распределительного вала во время работы двигателя на низких оборотах. Как только происходит зацепление VTEC, давление масла, перетекающее из вала коромысла выпускного клапана в коромысло первичного выпускного клапана, заставляет поршень переключения VTEC во вторичный коромысел выпускного клапана, тем самым блокируя оба коромысла выпускного клапана вместе. Высокопрофильный выступ распределительного вала, который обычно контактирует только с вторичным коромыслом выпускного клапана во время работы двигателя на низких оборотах, способен перемещать оба коромысла выпускного клапана вместе, которые заблокированы как единое целое. То же самое происходит с впускным коромыслом, за исключением того, что выступ распределительного вала с высоким профилем управляет первичным коромыслом.
J37A2 может использовать как впускной, так и выпускной VTEC за счет использования новой конструкции впускного коромысла. Каждый выпускной клапан на J37A2 соответствует одному первичному и одному вторичному коромыслам выпускных клапанов. Таким образом, всего имеется двенадцать первичных коромысел выхлопных газов и двенадцать вторичных коромысел выхлопных газов. Однако каждое коромысло вторичного впуска имеет форму буквы «Y», что позволяет ему контактировать с двумя впускными клапанами одновременно. Каждому коромыслу вторичного впуска соответствует одно коромысло первичного впуска. В результате такой конструкции имеется только шесть коромысел первичного впуска и шесть коромысел вторичного впуска.
Самая ранняя реализация VTEC-E представляет собой разновидность SOHC VTEC, которая используется для увеличения полноты сгорания при низких оборотах при сохранении средних характеристик двигателей, не относящихся к vtec. VTEC-E - это первая версия VTEC, в которой используются роликовые коромысла, и поэтому отсутствует необходимость иметь 3 впускных лепестка для приведения в действие двух клапанов - два лепестка для работы без VTEC (один малый и один средний. -размерная доля) и одна доля для операции VTEC (самая большая доля). Вместо этого для каждого цилиндра используются два разных профиля впускных кулачков: очень мягкий кулачок с небольшим подъемом и нормальный кулачок с умеренным подъемом. Из-за этого на низких оборотах, когда VTEC не задействован, один из двух впускных клапанов может открываться только на очень небольшую величину из-за мягкого выступа кулачка, заставляя большую часть всасываемого заряда через другой открытый впускной клапан с нормальный кулачок. Это вызывает завихрение всасываемого заряда, что улучшает распыление воздуха / топлива в цилиндре и позволяет использовать более бедную топливную смесь. По мере увеличения частоты вращения и нагрузки двигателя оба клапана необходимы для подачи достаточного количества смеси. При включении режима VTEC предварительно определенный порог миль / ч (должен двигаться), оборотов в минуту и нагрузки должны быть достигнуты, прежде чем компьютер приведет в действие соленоид, который направляет масло под давлением в скользящий штифт, как и в оригинальном VTEC. Этот скользящий штифт соединяет вместе толкатели коромысел впускных клапанов, так что теперь оба впускных клапана следуют за «нормальным» выступом распредвала, а не только за одним из них. В режиме VTEC, поскольку «нормальный» кулачок распредвала имеет те же параметры синхронизации и подъем, что и кулачки впускного кулачка двигателей SOHC без VTEC, оба двигателя имеют одинаковую производительность в верхнем диапазоне мощности, если все остальное одинаково. Этот вариант VTEC-E используется в некоторых двигателях серии D.
В более поздних реализациях VTEC-E, единственное отличие, которое он имеет от более раннего VTEC-E, состоит в том, что второй нормальный профиль кулачка был заменен более агрессивным профилем кулачка, который идентичен исходному VTEC high- профиль скоростного кулачка. По сути, это заменяет VTEC и более ранние реализации VTEC-E, поскольку преимущества более раннего VTEC-E по топливу и низкому крутящему моменту сочетаются с высокими характеристиками оригинального VTEC. Есть 3 кулачка впускных клапанов: 2 для режима низких оборотов (1 для почти закрытого клапана, 1 для нормально открытого) и 1 для мощного режима, когда соленоид VTEC активирован. Самая низкая частота вращения для активации VTEC - 2500, или она может быть выше, если нагрузка слабая - зависит от ECM. Когда соленоид VTEC находится на 3-м по величине лепестках, начинает давить на все впускные клапаны с более агрессивным профилем. Этот вариант VTEC-E используется в двигателе F23A.
3-ступенчатый VTEC - это версия, в которой используются три разных профиля кулачка для управления синхронизацией и подъемом впускных клапанов. Из-за того, что эта версия VTEC была спроектирована вокруг головки клапана SOHC, пространство было ограничено; поэтому VTEC может изменять только открытие и закрытие впускных клапанов. В этом приложении объединены улучшения экономии топлива VTEC-E и производительность обычного VTEC. На холостом ходу до 2500–3000 об / мин, в зависимости от условий нагрузки, один впускной клапан открывается полностью, а другой открывается незначительно, что достаточно для предотвращения скопления топлива за клапаном, что также называется 12-клапанным режимом. Этот режим с 12 клапанами приводит к завихрению всасываемого заряда, что увеличивает эффективность сгорания, что приводит к улучшенному крутящему моменту на нижнем конце и лучшей экономии топлива. При 3000–5400 об / мин, в зависимости от нагрузки, включается один из соленоидов VTEC, в результате чего второй клапан блокируется на выступе распределительного вала первого клапана. Этот метод, также называемый 16-клапанным режимом, похож на обычный режим работы двигателя и улучшает кривую мощности в среднем диапазоне. При 5500–7000 об / мин второй соленоид VTEC включается (оба соленоида теперь включены), так что оба впускных клапана используют средний, третий выступ распределительного вала. Третий лепесток настроен на высокую производительность и обеспечивает пиковую мощность на верхнем пределе диапазона оборотов.
В более новой версии 3-ступенчатого i-VTEC объединены VTC и PGM-FI, чтобы позволить ЭБУ управлять всем диапазоном режимов для улучшения показателей экономии топлива и производительности. Honda CR-Z способна непрерывно переключаться между нижним и стандартным режимами от 1000 до 2250 об / мин и переходить в высокий режим кулачка с 2250 об / мин и выше на SOHC.
Honda i-VTEC (интеллектуальный VTEC) - это система, которая сочетает в себе VTEC с VTC (Variable Timing Control) Honda, бесступенчатой системой фазирования распределительного вала, используемой на впускном распредвале. двигателей DOHC VTEC. Эта технология впервые появилась в семействе четырехцилиндровых двигателей Honda K-series в 2001 году. Большинство автомобилей Honda или Acura с 4-цилиндровыми двигателями, проданных в Соединенных Штатах Америки, использовали i-VTEC к 2002 модельному году, за исключением будучи Honda Accord 2002 года выпуска.
Управление VTEC подъемом клапана и продолжительностью клапана по-прежнему ограничено отдельными профилями низких и высоких оборотов, но впускной распределительный вал теперь может перемещаться между 25 и 50 градусами, в зависимости от конфигурации двигателя. Фазирование осуществляется управляемой компьютером регулируемой звездочкой кулачка с масляным приводом. И нагрузка двигателя, и частота вращения влияют на VTEC. Фаза впуска варьируется от полностью замедленной на холостом ходу до несколько опережающей при полностью открытой дроссельной заслонке и низких оборотах. Результатом является дальнейшая оптимизация выходного крутящего момента, особенно на низких и средних оборотах. Существует два типа двигателей i-VTEC серии K, которые описаны в следующем разделе.
Двигатели Honda SOHC серии J используют совершенно другую систему, также, что сбивает с толку, продаваемую как i-VTEC. Двигатели Honda J-Series, в которых используется i-VTEC, сочетают в себе SOHC VTEC с технологией Honda VCM (Variable Cylinder Management) с переменным рабочим объемом для повышения экономии топлива при малых нагрузках.
Двигатели серии K имеют два различных типа реализации системы i-VTEC. Первый тип предназначен для двигателей с высокими характеристиками, таких как K20A2 или K20Z3, используемых в 2002-2006 гг. RSX Type S или 2006-2011 Civic Si, а второй тип предназначен для экономичных двигателей, таких как K20A3 или K24A4, используемые в 2002-2005 Civic Si или 2003-2007 Accord. Система i-VTEC по производительности в основном такая же, как система DOHC VTEC в B16A. И впускной, и выпускной кулачки имеют по 3 кулачка на цилиндр. Тем не менее, клапанный механизм имеет дополнительное преимущество в виде роликовых коромысел и бесступенчатой регулировки фаз газораспределения впускных клапанов VTC. Производительность i-VTEC - это комбинация обычного DOHC VTEC с VTC (который работает только с впускными клапанами). VTC доступен в экономичных и высокопроизводительных двигателях i-VTEC.
Экономичный i-VTEC, используемый в двигателях K20A3 / K24A4, больше похож на SOHC VTEC-E в том, что впускной кулачок имеет только два выступа, один очень маленький и один больший, а также нет VTEC на выпуске. кулачок. На низких оборотах полностью открывается только один клапан на впуске, способствуя завихрению камеры сгорания и улучшая распыление топлива. Это позволяет использовать более бедную воздушно-топливную смесь, улучшая экономию топлива. При более высоких оборотах оба впускных клапана выходят за пределы большего выступа впускного кулачка, улучшая общий воздушный поток и максимальную мощность.
Эти два типа двигателей легко различить по заводской номинальной выходной мощности: двигатели с высокими характеристиками вырабатывают около 200 л.с. (150 кВт) или более в стандартной комплектации, в то время как экономичные двигатели вырабатывают не намного больше 160 л.с. (120 кВт).
Система i-VTEC в двигателе R-Series использует модифицированную SOHC-систему VTEC, состоящую из одного малого и двух больших лепестков. Большие лепестки управляют впускными клапанами напрямую, в то время как малые лепестки задействуются во время VTEC. В отличие от типичных систем VTEC, система в двигателе R-серии работает «в обратном» режиме, включая только низкие и средние обороты. На низких оборотах малый лепесток блокируется на одном из больших лепестков и удерживает один из впускных клапанов частично открытым во время цикла сжатия, аналогично циклу Аткинсона. Способность Honda переключаться между циклом Аткинсона и нормальным циклом обеспечивает отличную топливную экономичность без слишком большого ущерба для производительности.
В 2003 году Honda представила i-VTEC V6 (обновление серии J ), в который входят Технология деактивации цилиндров, которая закрывает клапаны на одном из (3) цилиндров во время работы при небольшой нагрузке и низкой скорости (ниже 80 км / ч (50 миль / ч)). Согласно Honda,
технология VCM работает по принципу, согласно которому транспортному средству требуется лишь небольшая часть выходной мощности на крейсерских скоростях. Система отключает цилиндры с помощью электроники для снижения расхода топлива. Двигатель может работать с 3, 4 или всеми 6 цилиндрами в зависимости от требуемой мощности, по сути, используя лучшее из обоих миров. Мощность V6 при разгоне или подъеме, а также эффективность двигателя меньшего размера при движении по круизу.
Эта технология была впервые представлена в США на минивэне Honda Odyssey 2005 года выпуска, а теперь ее можно найти на Honda Accord Hybrid, Honda Pilot 2006 года и Honda Accord 2008 года. Пример: оценки EPA для V6 Accord 2011 (271 л.с., SOHC, 3,5 л) составляют 24 мили на галлон в совокупности против 27 в двух 4-цилиндровых моделях.
i-VTEC VCM также использовался в 1,3-литровом двигателе LDA, который использовался в 2001-2005 гг. Honda Civic Hybrid.
Версия i-VTEC с прямым впрыском, впервые использованная в 2004 году Honda Stream. Бензиновый двигатель 2,0 л с прямым впрыском DOHC i-VTEC I.
• 2-литровый DOHC i-VTEC I объединяет систему i-VTEC, которая использует VTEC и VTC, который использует систему непосредственного впрыска для воздушно-топливного отношения до 65: 1 для беспрецедентного уровня ультра-обедненного горения. Стабильное сгорание достигается за счет использования меньшего количества топлива, чем в обычных двигателях с прямым впрыском, имеющих соотношение воздух-топливо 40: 1.
• Контроль горения за счет использования высокоточных клапанов системы рециркуляции ОГ и недавно разработанного высокопроизводительного катализатора позволяет 2,0-литровому двигателю DOHC i-VTEC I с прямым впрыском топлива на обедненную смесь, который квалифицируется как автомобиль со сверхнизким уровнем выбросов.
Двигатель AVTEC (Advanced VTEC ) был впервые анонсирован в 2006 году. Он сочетает в себе плавно регулируемый подъем клапана и регулировку времени с плавным регулированием фазы. Изначально Honda планировала производить автомобили с двигателями AVTEC в течение следующих 3 лет. Хотя предполагалось, что впервые он будет использоваться в Honda Accord 2008 года, в автомобиле вместо этого используется существующая система i-VTEC. По состоянию на конец 2017 года ни один автомобиль Honda не использует систему AVTEC.
Передовая технология VTEC компании Honda сильно отличается от своих предыдущих воплощений, поскольку больше не полагается на переключение между двумя наборами кулачков на заданном распредвале. Вместо этого в нем используется один кулачок на клапан и два коромысла на клапан, при этом второе коромысло имеет подвижную точку поворота, тем самым обеспечивая переменный подъем кулачка. В усовершенствованных двигателях VTEC по-прежнему используется теперь стандартный механизм с регулируемым углом наклона кулачка с регулируемым давлением масла. Объединив эти две технологии, компания Honda разработала бесступенчатую систему фаз газораспределения и подъема (VVTL). Предыдущие версии VTEC включали только ступенчатый VVTL, т.е. High-Low. С введением i-VTEC системы получили бесступенчатую регулировку фаз газораспределения, но по-прежнему только ступенчатый подъем, то есть High-Low. «Бесконечно изменяемая» часть A-VTEC - это то, что выделяет его как серьезный эволюционный шаг в мире VTEC.
Соответствующий патент США (6 968 819) был подан 05.01.2005.
Advanced VTEC имеет стандартный распределительный вал и коромысла, прикрепленные, как обычно, с верхним расположением распределительного вала, и коромысла, нажимающие на тарельчатые клапаны. Распределительный вал окружен частично открытым барабаном, к которому через точку поворота прикреплены вторичные коромысла. Эти вторичные коромысла, которые имеют профиль разной глубины (аналогично кулачкам), приводятся в действие непосредственно распределительным валом, как ножницы. Первичные коромысла приводятся в действие вторичными (прикрепленными к барабану) коромыслами. Барабан будет вращаться только для того, чтобы продвинуть или замедлить положение вторичных коромысел, чтобы воспользоваться их различными профилями. Таким образом, изменяя положение барабана вокруг его оси, каждый профиль кулачка изменяется на оптимальную высоту для максимальной производительности двигателя без ущерба для эффективности использования топлива на более низких скоростях.
Серия двигателей VTEC TURBO была представлена в 2013 году как часть линейки Earth Dreams Technology и включает новые функции, такие как прямой впрыск бензина, турбокомпрессоры, Dual Cam VTC и VTEC на выпускном профиле вместо впускного отверстия, что отмечает конец. «традиционного звука» VTEC в этом двигателе. Реализация VTEC на коромыслах выпускных клапанов ускоряет наматывание турбонагнетателя, устраняя турбо-задержку. Двигатели VTEC Turbo бывают трех видов рабочего объема: 1,0-литровый 3-цилиндровый, 1,5-литровый 4-цилиндровый и 2,0-литровый 4-цилиндровый.
Первоначальная реализация для европейских автомобилей включала 2- 4-цилиндровый двигатель с турбонаддувом, используемый с 2015 года Honda Civic Type R до настоящего времени, который включал соответствие Euro 6 по выбросам.
Acura RDX вышел в 2008 году с VTeC Turbo
Только для японского рынка Honda CB400SF Super Four HYPER VTEC, представленная в 1999 году, первая в мире реализация технологии VTEC в мотоцикле произошло с выпуском спортбайка Honda VFR800 в 2002 году. Подобно SOHC VTEC-E, один впускной клапан остается закрытым до тех пор, пока не будет достигнут порог 6800 (6600 после 2006 года) об / мин, затем второй клапан будет открываются штифтом, работающим под давлением масла. Задержка клапанов остается неизменной, как в автомобиле VTEC-E, и вырабатывается небольшая дополнительная мощность, но со сглаживанием кривой крутящего момента. Критики утверждают, что VTEC мало что добавляет к VFR, одновременно увеличивая сложность двигателя. Honda, похоже, согласилась, поскольку их модель VFR1200, анонсированная в октябре 2009 года, пришла на замену VFR800, который отказался от концепции VTEC в пользу двигателя с узким V-образным вырезом большой емкости, то есть двигателя SOHC. Тем не менее, в VFR800 2014 года была восстановлена система VTEC из мотоцикла VFR 2002-2009 годов.
Honda включила эту технологию в серию NC700, включая NC700D Integra, выпущенную в 2012 году, с использованием одного распредвала для обеспечения двух режимов синхронизации для впускных клапанов.
