Устройство и принцип работы системы VTEC

Увеличение времени и высоты открытия клапанов – это простой способ повысить мощность атмосферного силового агрегата. Благодаря незначительному внесению изменений в конструкцию газораспределительного механизма – установке распредвала с измененной геометрией кулачков, обеспечивается улучшенное наполнение цилиндров топливовоздушной смесью, а соответственно – и выход мощности.

Но на деле не все просто – максимальная мощность нужна на высоких оборотах, при средней же и малой нагрузке на двигатель увеличенное время открытия клапанов приводит к снижению тяги и перерасходу топлива. Поэтому автопроизводители при разработке двигателей подбирают геометрию кулачков распределительного вала так, чтобы работа ГРМ обеспечивала функционирование двигателя на всех режимах.

Решение сложившейся ситуации с ГРМ предложили конструкторы Honda и внедрили его на силовые агрегаты, которыми комплектуют автомобили. Японцы разработали систему электронного изменения хода и времени открытия клапанов, которую обозначили аббревиатурой VTEC. Она позволяет регулировать газораспределение в зависимости от режима функционирования мотора, что обеспечивает максимальный выход мощности на высоких оборотах и при этом не влиять на расход топлива и тяговое усилие при средней и малой нагрузке.

VTEC – проста по конструкции, но эффективна и доказательством тому тот факт, что атмосферные двигатели автомобилей Honda по мощностным показателям не уступают турбированным.

VTEC – разработка не новая, ее конструкторы Honda разработали и внедрили более 25 лет назад и используют сейчас. При этом по мере усовершенствования моторов модернизировалась и VTEC – она применима на моторах с системой газораспределения DOHC и SOHC. Honda применяет VTEC на авто и на мотоциклах.

Общая концепция

Чтобы разобраться, что такое VTEC, рассмотрим, чем отличаются обычный и спортивный распредвалы. Конструктивно оба валы одинаковы, но у последнего высота кулачков больше, чем у обычного, а геометрия их – более плавная. За счет такой формы кулачков спортивные распредвалы обеспечивают лучшее наполнение цилиндров из-за увеличенных времени и высоты открытия клапанов.

VTEС совмещает в себе конструктивные особенности простого и спортивного распредвалов, что позволяет автоматически регулировать фазы газораспределения в зависимости от условий работы мотора. На малых оборотах система задействует кулачки с обычной геометрией, поэтому экономно расходуется топливо, а на высоких – с увеличенной высотой, обеспечивая максимальный выход мощности.

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.

Принцип работы

Как работает VTEC

При работе двигателя на малых и средних оборотах ЭБУ «держит» закрытым клапан-соленоид, давление масла в каналах рокеров отсутствует, и открытие клапанов осуществляется от кулачков с обычной геометрией. Центральный же кулачок воздействует на рокер (коромысло), но поскольку они не связаны с крайними рокерами, то он работает «вхолостую».

При достижении определенных оборотов коленчатого вала, ЭБУ открывает соленоид и масло под давлением подается в каналы, затем поступает в полость центрального рокера (коромысла) и выталкивает из посадочных мест штифты. Эти штифты выдвигаясь, попадают в проточки крайних рокеров. Благодаря этому, рокеры получаются соединенными и двигаются синхронно, как единая конструкция. При этом, поскольку высота центрального кулачка больше, чем боковых, он начинает «задавать» движение рокерам, что и обеспечивает большее время и высоту открытия клапанов.

Одновременно с переходом на использование центрального кулачка распредвала ЭБУ корректирует работу впуска, подавая в цилиндры больше топлива, и как итог повышая мощность.

После снижения оборотов до средних ЭБУ закрывает соленоид, рокеры разъединяются и открытие клапанов снова происходит от боковых кулачков с обычной геометрией.

VTEC конструкторами Хонда постоянно совершенствуется, поэтому помимо DOHC VTEC она включает в себя несколько видов с разными конструктивными особенностями.

SOHC VTEC

Конструкция VTEC на двигателях с газораспределительным механизмом SOHC отличается от DOHC. В этом ГРМ используется только один распредвал, который приводит в действие впускные пары клапанов цилиндра и выпускные. Из-за этого установка по три кулачка на каждую пару привела бы к увеличению длины вала, а соответственно и головки блока. Дополнительно невозможность использования VTEC на выпускных клапанах обусловлена тем, что между ними проходит свечной колодец. Поэтому конструкторы Хонда на двигателях SOHC применили VTEC только на впускных.

Что касается функционирования, то у SOHC VTEC принцип работы не отличается от DOHC VTEC.

VTEC-E

Следующим этапом развития стала VTEC-E на тех же моторах SOHC. Конструкторы сделали ставку на максимальную экономичность двигателя. И сделано это было путем уменьшения высоты профиля одного из боковых кулачков. В результате, при малых нагрузках впускные клапаны открывались на разную высоту (один оставался почти закрытым), что позволило использовать на этом режиме функционирования мотора обедненную смесь. После же задействования соленоида оба открывались на одинаковую высоту.

Вас также заинтересует:

SOHC VTEC 3-stage

SOHC VTEC 3-stage отличается наличием трех режимов работы, что позволило подстраивать функционирование ГРМ под рабочие условия мотора. Конструкторы в этом виде совместили SOHC VTEC и VTEC-E, что и позволило получить три режима работы:

1. Малые обороты коленвала. При таком режиме система копирует работу VTEC-E – из двух впускных открывается только один, который обеспечивает высокую экономичность мотора;
2. Средняя нагрузка. При достижении таких рабочих условий включается в действие второй впускной.
3. Высокие обороты. На этом режиме открытием клапанов начинает «заведовать» центральный кулачок с высоким профилем.

Трехрежимная работа VTEC реализована путем установки дополнительного клапана-соленоида. В результате открытием первого осуществляется подключение второго впускного клапана, а задействованием второго – переход на работу клапанов с высокопрофильным кулачком.

Современные разработки

Последующие модификации – i-VTEC серий «K», «R» и «J», AVTEC и VTEC Turbo реализованы на основе SOHC VTEC 3-stage, но они дополнительно функционируют с другими системами – изменяемых фаз газораспределения, отключения части цилиндров, турбонаддувом, непосредственного впрыска. Такая комбинация позволила конструкторам Хонда добиться еще лучших рабочих показателей силовых установок.

Видео: Как работает система HONDA V-TEC

Как работает система VTEC Honda

Среди множества технологий Хонда, есть одна прочно ассоциирующаяся с брендом — VTEC. Уникальная динамическая система контроля клапанов помогла сивикам и интеграм 90-ых быть круче, чем Ford Aspires и Daewoo Lanos. VTEC это сокращенно Variable Valve Timing and Lift Electronic Control. Другими словами система изменения фаз газораспределения и электронного контроля высоты подъема клапанов. Это более точное определение, чем «пинок под жопу» из интернета. За время существования система сменила ряд версий. Первое массовое внедрение было на Integra XSi или RSi B16A 1989 года в Японии.

Сегодня система VTEC — одно из лучших решений, позволяющее создавать производительные двигатели с приемлемым уровнем выхлопа.

История системы VTEC начинается гораздо раньше, чем вы можете представить, из ранних 80-ых, и не имеет ничего общего с вашим свапнутым civic-ом с двигателем K-серии. Все началось с мотоциклетного подразделения Хонды и технологии REV. Система позволяла переключать работу в мощностных режимах с двух на четыре клапана. Иными словами, когда не было необходимости вжаривать, два из четырех клапанов бездействовали. C 1984 года Honda запустила проект NCE (новый концепт двигателя) в котором компания продолжила развивать эти идеи, сфокусировавшись уже на распределительном вале.

На фото весь смысл VTEC. Средний кулачок с более агрессивным профилем действует на свое коромысло. Более спокойные кулачки справа и слева работают в спокойном режиме, давят на рокеры непосредственно связанные с клапанами. Средний рокер свободно движется до поры до времени. Специальный механический штырь в нужный момент под давлением масла фиксирует все три коромысла, и движение крайних коромысел теперь повторяет траекторию среднего рокера, на который давит более агрессивный кулачок. Т.о. на высоких оборотах клапана открываются сильнее, и находятся в открытом виде дольше.

В Америку Honda привезла технологию VTEC впервые с моделью NSX, но тогда ее должным образом не оценили. Признали систему vtec в 1992 году, когда она проявила себя во всей красе на автомобиле Acura Integra GS-R. В середине 90-ых Honda захватила сегмент компактных спортивных авто, выпустив VTEC-трио del Sol с B16A3, Integra с мотором B18C1 и Prelude на H22A1. Прошли годы, пока другие автопроизводители не предложили на массовый рынок свои системы изменения фаз газораспределения.

система VTEC

Принципы устройства VTEC не поменялись с годами. Простое, элегантное механическое решение позволяет двигателю переключаться между двумя профилями распределительных валов. В конфигурации с двумя распредвалами, каждый из них оснащен тремя кулачками на цилиндр — парой основных и одним увеличенным. В нормальных условиях центральный кулачок не задействован. Но если двигатель раскрутить до определенных оборотов, ЭБУ двигателя подает 12-вольтовый сигнал на соленоид VTEC, который разблокирует клапан. Через открытый клапан давление масла загоняет на свои места металлические штыри. Штыри фиксируют основные рокеры с рокером VTEC, траекторию которого задает большой кулачок VTEC. Таким образом основные рокеры теперь двигаются по VTEC-кулачку, открывая клапана на более длинный отрезок времени и большую высоту. Как только сигнал прекращается, все происходит в обратном порядке. Средний рокер расфиксируется, двигатель работает в обычном режиме.

система i-VTEC

Дальнейшее развитие VTEC технологии. Тут применяется VTC (Variable Timing Control) в дополнении к самому VTEC. Здесь тоже все оригинально. В зависимости от оборотов двигателя, шестерня впускного распредвала позволяет изменять его фазу на значительный градус. Система также контролируется электроникой, а в движение приводиться гидравликой. Используются такие параметры как угол опережения зажигания, состав выхлопа, положение дросселя, для вычисления угла поворота шестерни. Она может изменить угол до 50 градусов, хотя на двигателе K24A2 только на 25. Таким обрахом буковка «i» в аббревиатуре i-VTEC подразумевает «умную» систему (intelligent) регулирующую работу сразу двух систем VTEC и VTC, достигая беспрецендентный баланс мощности и экономичности.

Honda предложила две системы i-VTEC неофициально названные экономичный i-VTEC и мощностной i-VTEC. Производительная версия i-VTEC работает как любой другой VTEC плюс VTC. Экономичный i-VTEC странноватая штука. На такие i-VTEC ставили один впускной клапан, впускной распредвал имел лишь два кулачка, при этом головка блока оставалась двухвальной. Впускной клапан открывался лишь до щели, позволяя двигателю лишь потягивать топливно-воздушную смесь. А мощностной режим в таком двигателе — то же что и в обычном без VTEC. Клапана просто открываются нормально.

У таких двигателей естественно очень низкий расход и выхлоп, но они слабые. Нормально работает с 2200 оборотов, когда клапана начинают подниматься нормально. По состоянию на 2012 год, к сожалению фанатов, лишь такие двигатели остались.

a-VTEC

С годами Хонда зарегистрировала патенты на ряд технологий, одна из которых a-VTEC. Если ее начнут производить, она станет логичным продолжателем VTEC. Главный смысл — обеспечить плавное, бесступенчатое изменение высоты подъема клапанов. Вкупе с VTC это позволит держать механизм газораспределения в оптимальном состоянии в любом режиме. Учитывая, что на подходе возрожденная NSX, это даёт надежду на повторение успеха VTEC технологии

Десятка отличных VTEC-моторов

Если вы подумываете о вышей первой хонде под проект, или размышляете о двигателе под своп, то данный список будет интересен

Куда ставили:1989-1993 JDM Integra XSi, RSi; 1989-1991 Civic CRX SiR

Мощность/Момент:160л.с./152Н.м.

Чем хорош: Первый DOHC VTEC, который вы можете себе позволить.

B16B Type R

Куда ставили:1997-2000 JDM Civic Type R

Мощность/Момент:185л.с./160Н.м.

Чем хорош:Версия B18C с уменьшенным ходом поршня, хорошо держит высокие обороты.

B18C1

Куда ставили:1994-2001 Integra GS-R

Мощность/Момент:170л.с./173Н.м.

Чем хорош:Первый 1.8 VTEC, с двухступенчатым впускным коллектором.

B18C Type R

Куда ставили:1995-2001 JDM Integra Type R

Мощность/Момент:200л.с./185Н.м.

Чем хорош:Самый мощный из B-серии

C32B Type R

Куда ставили:2002-2005 JDM NSX-R

Мощность/Момент:290л.с./303Н.м.

Чем хорош:Скурпулезно сбалансированная версия стандартного NSX двигателя. Нереально дорого, не найти.

F20C1

Куда ставили:2000-2005 S2000

Мощность/Момент:240л.с./207Н.м.

Чем хорош:Считается наиболее производительным четырехцилиндровым двигателем, отлично раскручивается, не в ущерб средним оборотам.

H22A1

Куда ставили:1993-1996 Prelude VTEC

Мощность/Момент:190л.с./214Н.м.

Чем хорош:Первый биг-блок Хонды. За ним рекорды в драге и история марки.

J37A4

Куда ставили:2009-2013 TL SH-AWD

Мощность/Момент:305л.с./370Н.м.

Чем хорош:Самый мощный на сегодня Хондовский мотор

K20A Type R

Куда ставили:01-05 Civic, Integra Type R

Мощность/Момент:212л.с./202Н.м.

Чем хорош:Топовый двигатель K-серии, вариант сваперам

K24A2

Куда ставили:04-08 TSX

Мощность/Момент:205л.с./222Н.м.

Чем хорош:Легко найти, много тюнинга.

Двигатели Honda HR-V

Honda HR-V – японский мини-кроссовер, который относится к типу спортивно-утилитарных автомобилей (SUV).

История Honda HR-V I поколения

История этого автомобиля берёт своё начало с 1998 года, когда он был представлен на Женевском автосалоне. Разработчики сразу подчеркнули, что этот автомобиль относится к совершенно новому классу под названием «Joy Machine», что переводится как «автомобиль приносящий удовольствие». И с этим трудно не согласиться, ведь HR-V – это уникальный дизайн, включающий в себя стремительный профиль, внушительный кузов с большой площадью остекления, необычные и в то же время стильные фары вкупе с большими колёсными арками. Дополняют превосходный внешний вид вертикальные задние фонари и спойлер на крыше.

Хонда HR-V имела как переднеприводную, так и полноприводную компоновку. Следует отметить, что с 1998 года выпускалась модель только с трёхдверным кузовом, которая предлагала силовой агрегат D16A, с объёмом 1,6 литра и мощностью 105 л.с. Автомобиль оснащался системой DPS, которая позволяла из переднеприводной трансмиссии сделать полноприводную. В 1999 году вышел в свет пятидверный кузов данного кроссовера, который теперь имел альтернативу в виде более мощного двигателя D16A VTEC на 124 л.с.

Так выглядит система i-VTEC:

Для справки! Honda HR-V помимо механической пятиступенчатой коробки передач также оснащалась клиноременным вариатором!

В 2001 году произошёл рейстайлинг данного автомобиля, который несущественно изменил лишь внешний вид кузова и салона.

Двигатели Honda HR-V I поколения

Honda HR-V не владеет широкой линейкой моторов, на выбор предоставляется только два ДВС — D16A и D16A VTEC. Оба имеют одинаковый объём двигателя – 1,6 литра, однако первый не отличается какими-либо выдающимися динамическими показателями, имея лишь 105 л.с.

Другой силовой агрегат имеет в своём распоряжении систему, изменяющую фазы газораспределения, с 16 клапанами. Это позволило прибавить двигателю в мощности – по паспортным данным он владеет 124 л.с. Ниже представлена таблица с более подробными техническими характеристиками каждого мотора:

Совместно с двигателем кроссовер HR-V оснащался пятиступенчатой механической трансмиссией либо автоматической коробкой передач с клиноременным вариатором (CVT), что позволило добиться плавного и одновременно с этим интенсивного ускорения.

Для справки! Автомобиль Honda HR-V хоть и напоминает спортивный кроссовер, однако стоит понимать, что двигатель, имеющий объём 1,6 литра, не рассчитан на какие-либо большие скорости. Предел его возможности наступает со 160 км/ч!

Выпуск Honda HR-V первого поколения продолжался вплоть до 2006 года, после чего данная серия кроссовера прекратила своё существование. И лишь с 2015 года начался выпуск второго поколения.

Двигатели Honda HR-V II поколения

Стоит сразу обозначить, что данный автомобиль не является преемником HR-V, за его основу была взята другая марка компании Хонда – Fit. Honda HR-V второго поколения представляет пятидверный внедорожник J-класса, выполненный в переднеприводной и полноприводной компоновке. Оснащается как механической КПП, так и вариатором. Ассортимент двигателей несколько больше, нежели чем у предшественника – на выбор предлагаются следующие модели бензиновых и дизельных двигателей:

Выбор двигателя Honda HR-V

Если говорит о первом поколении данной модели, то при выборе двигателя всё предельно просто. Оба силовых агрегата отличаются надёжностью и большим сроком эксплуатации без капитального ремонта. Для того, чтобы эти двигателя не доставляли проблем необходимо всего лишь своевременно производить замену моторного масла и фильтров (каждые 10 000 км пробега). Многие владельцы отмечают слабую динамику разгона, поэтому рекомендуется обратить внимание на двигатель D16A VTEC, который, как и его оппонент D16A, одинаково популярны на нашем вторичном рынке. Наиболее важным вопросом при выборе данного кроссовера является коробка передач. Владельцы вариаторов отмечают частые проблемы у этого агрегата, что зачастую ведёт к его замене. Поэтому оптимальным решением будет выбор HR-V с двигателем D16A VTEC и механической КПП.

Ниже представлено фото двигателя HR-V 1.6 i-DTEC:

Второе поколение HR-V пользуется не такой большой популярностью, поэтому, встретить модель с дизельным двигателем считается большой редкостью. Бензиновую версию с объёмом двигателя 1,8 литра также можно отнести к «экзотике». Говорить о надёжности HR-V 1.5 i-VTEC пока рано, так прошло не так много времени с момента его выпуска.

http://avtomotoprof.ru/obsluzhivanie-i-uhod-za-avtomobilem/vtec/
Источник Источник Источник Источник http://cariolis.ru/tuning/honda-tuning/kak-rabotaet-sistema-vtec-honda/
Источник http://motorist.expert/honda/auto-honda/hr-v.html