Каково предназначение системы VTEC в двигателях Honda?

Двигатель с системой VTEC – еще экономичнее, еще продуктивней

Если вы уже читали наш материал: «Как работает двигатель автомобиля?», то знаете о клапанах, которые впускают в двигатель воздух и выводят из него выхлопной газ. Клапанами управляет распределительный вал. Чтобы открывать и закрывать клапаны, распредвал использует вращающиеся кулачки.

Существует связь между вращением кулачков, и тем, сколько оборотов в минуту делает двигатель. Представьте, что автомобильный мотор вращается крайне медленно – всего 10-20 оборотов в минуту, поэтому один полный цикл оборота поршня занимает несколько секунд. В реальности невозможно заставить мотор работать на таких оборотах, но мы только представляем для примера. В нашем «идеальном» примере распредвал будет работать так, чтобы, как только поршень начинал движение вниз в такте впуска воздуха и бензина, открывался впускной клапан. Впускной клапан закроется как раз в тот момент, когда поршень достигнет нижнего предела. Тогда выпускной клапан будет открываться, когда поршень достигнет нижнего предела в такте сгорания, и закроется, когда поршень завершит такт выхлопа. Расписанный процесс позволил бы мотору работать с максимальным коэффициентом полезного действия. При описанной схеме работы газораспределительной системы камеры сгорания эффективно наполняются топливно-воздушной смесью и эффект работы мотора становится наивысший. Но описанная идеальная схема возможна только на очень маленькой скорости.

При увеличении оборотов движка, эта конфигурация для распределительного вала не срабатывает. Если двигатель работает на скорости в 4 000 оборотов в минуту, то клапаны за одну минуту открываются и закрываются 2 000 раз, или от 30 до 40 раз каждую секунду. Когда впускной клапан открывается во время верхней части такта впуска, то газораспределительная система не успевает всосать эффективное количество воздуха в цилиндр за предельно короткое время (доли секунды). Поэтому, для эффективной работы мотора на более высоком диапазоне оборотов в минуту, вы бы предпочли, чтобы входной клапан открывался прежде чем начнется такт впуска. А еще лучше, если он начал бы открываться еще во время выхлопного такта (или такта выпуска), чтобы к тому времени, когда поршень начнет двигаться вниз во время такта впуска, клапан был уже открыт и давал свободный ток воздуху в цилиндр в течение всего такта впуска. Это немного упрощенное объяснение, уверены, вы поняли основную идею процесса.

Японские инженеры просчитали, что для максимальной производительности мотора Honda на низких оборотах, клапаны должны открываться и закрываться иначе, чем, если бы они это делали на высоких скоростях двигателя. Если в двигатель поставить низкооборотистый распределительный вал, то на высоких оборотах он будет не эффективен. Если поставить распредвал высоких оборотов, на низких оборотах толку от него будет мало. С таким распредвалом вы даже не сможете завести автомобиль.

Что такое система VTEC в двигателях Honda?

Купив автомобиль Honda c системой VTEC, получаешь интеллектуального помощника, который контролирует все процессы газораспределения двигателя внутреннего сгорания, без дополнительной помощи. VTEC – система переменного хронометража открытия клапанов и электронный контроль за их поднятием (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control). Это электронная и механическая система в двигателях Honda, которая позволяет мотору использовать несколько валов одновременно, эффективно их сочетая. Когда мотор работает в разных скоростных диапазонах, компьютер активирует альтернативные кулачки на распределительном валу и меняет хронометраж открытия клапанов. Так, двигатель Honda получает лучшие показатели высокоскоростного и низкоскоростного распределительного вала одновременно. От этого уменьшается износ движка, и увеличивается коэффициента полезного действия. Двигателя с системой VITEC имеют усредненные настройки фаз газораспределения за счет специального профиля кулачков распределительного вала. Для оптимальной работы усредненной настройки фаз газораспределения японцами создан специальный газораспределительный механизм.

Последний разработанный двигатель Honda DOHC с четырехклапанным механизмом газораспределения, имеет два распредвала с тремя кулачками на каждый ряд клапанов как впускных, так и выпускных. На каждый два клапана идет по три кулачка.  Боковые кулачки нужны для низких и средних оборотов, а средний кулачок служит для высоких.

Подобную систему пытались внедрить в BMW Zagato Coupe немецкие инженеры BMW, но проект остался на стадии разработки.

Производители двигателей часто экспериментируют с системами, позволяющими бесконечный переменный хронометраж открытия клапанов. О попытках инженеров Zap-Online.ru уже писали здесь. Представьте себе эффективность мотора, если бы каждый клапан имел бы соленоид управляемый через компьютер. Тогда не пришлось бы полагаться на работу распределительного вала. Вы бы получили максимальную производительность мотора на каждом диапазоне оборотов. Это что-то, чего мы так с нетерпением ждем в будущем.

Ну и на последок система VTEC в действии.