ИСТОРИЯ VTEC

Двигатель внутреннего сгорания преобразует химическую энергию, накопленную в топливе, в тепловую. Такое преобразование происходит во время сгорания горючей смеси. При этом возрастает температура и давление в цилиндре. Под давлением поршни двигателя опускаются вниз и, толкая коленчатый вал, приводят его в движение. Так химическая энергия преобразуется в механическое движение. Механическая сила определяется величиной крутящего момента. Способность двигателя поддерживать некоторую величину крутящего момента при некотором числе оборотов в минуту определяется как мощность. Мощность определяет, какую работу может производить двигатель. Весь процесс, осуществляемый двигателем внутреннего сгорания, не эффективен на 100%. На самом деле всего около 30% энергии, содержащейся в топливе, преобразуются в механическую энергию.

Теоретическая физика говорит о том, что при данном КПД для достижения высокой отдачи от мотора необходимо использовать больше топлива: в результате существенно возрастет мощность. Очевидно, что в этом случае нужно использовать двигатель с огромным рабочим объемом и поступиться принципами экономичности. Другой метод диктует необходимость предварительно сжимать топливную смесь посредством турбины и затем сжигать ее в цилиндрах небольшого размера. Однако и в этом случае расход топлива будет пугающим. В свое время концерн Honda пошел по иному пути, начав исследования с целью оптимизации работы двигателя внутреннего сгорания. В результате появилась технология VTEC, наделяющая мотор отменной экономичностью на низких оборотах и высокой мощностью при его «раскручивании».

Два алгоритма

Если сравнить скоростные характеристики различных двигателей, то нетрудно заметить, что у одних максимум крутящего момента достигается на низких оборотах (в диапазоне 1800-3000 об/мин), у других — на более высоких (в диапазоне 3000-4500 об/мин). Оказывается, есть зависимость между тем, каким образом на распределительном валу установлены кулачки, открывающие клапаны, и тем, какую мощность развивает мотор на различных оборотах коленчатого вала. Чтобы понять, чем это вызвано, представьте себе двигатель, работающий крайне медленно. Например, при 10-20 оборотах в минуту рабочий цикл в одном цилиндре занимает 1 секунду. При опускании поршня впускной клапан открывается, позволяя горючей смеси наполнить цилиндр, и закрывается, когда поршень достигает нижней мертвой точки. После завершения цикла сгорания поршень начнет движение вверх. При этом откроется выпускной клапан, позволив отработавшим газам покинуть рабочий объем цилиндра и закроется, когда поршень достигнет верхней мертвой точки. Такой алгоритм был бы идеален, если бы мотор работал на минимуме оборотов. Однако в реальной жизни двигатель куда энергичней.

С ростом ритма работы мотора описанный алгоритм просто не выдерживает критики. Если число оборотов коленвала достигает 4000 в минуту, клапаны открываются и закрываются 2000 раз ежеминутно, или 30-40 раз каждую секунду. На такой скорости поршню чрезвычайно сложно всосать в цилиндр необходимый объем горючей смеси. То есть в результате впускного сопротивления возникают насосные потери, и это главная причина, по которой уменьшается эффективность работы двигателя. Для облегчения участи мотора при работе на больших оборотах приходится, например, шире открывать впускной клапан (т.е. увеличить проходное сечение канала или увеличением высоты его подъема или увеличением размера клапана что ограничено размерами камеры сгорания). Разумеется, это упрощенное описание работы, но оно дает общее представление. Однако на малых оборотах такой алгоритм не годится: настройка распредвала «на скорость» лишь увеличит расход топлива. Следовательно, для лучшей эффективности нужно сочетать оба алгоритма работы, которые воплощены в механизме VTEC.

Появившись в 1989 году, система VTEC дважды модернизировалась, и сегодня мы имеем дело с ее третьей серией. Система VTEC использует возможности электроники и механики и позволяет двигателю эффективно распоряжаться возможностями сразу двух распредвалов, или, в упрощенных версиях, одного. Контролируя число оборотов и диапазоны работы силового агрегата, его компьютер может активизировать дополнительные кулачки с тем, чтобы подобрать наилучший режим работы.


DOHC VTEC

В 1989 году на внутренний японский рынок поступили две модификации Honda Integra — RSi и XSi, использовавшие первый двигатель с системой DOHC VTEC. Ее силовой агрегат модели B16A при объеме 1,6 литра достигал мощности в 160 л. с., но при этом отличался хорошей тягой на низах, топливной экономичностью и экологической чистотой. Поклонники марки Honda до сих пор помнят и ценят этот великолепный мотор, тем более что его многократно усовершенствованный вариант и по сей день используется на моделях Civic.

Двигатель с системой DOHC VTEC имеет два pаспpедвала (один для впускных, другой для выпускных клапанов) и 4 клапана на цилиндр. Для каждой пары клапанов предусмотрена особая конструкция — группа из трех кулачков. Следовательно, если мы имеем дело с 4-цилиндровым 16-клапанным мотором с двумя распредвалами, то таких групп будет 8. Каждая группа занимается отдельной парой клапанов. Два кулачка расположены на внешних сторонах группы и отвечают за действие клапанов на низких оборотах, а средний подключается на высоких оборотах. Внешние кулачки непосредственно контактируют с клапанами: опускают их при помощи коромысел (рокеров). Отдельный средний кулачок до поры до времени вращается и вхолостую нажимает на свое коромысло, которое активируется при достижении определенного высокого числа оборотов коленвала. В дальнейшем эта центральная часть отвечает за открытие и закрытие клапанов, хотя и действует как специальный промежуточный механизм.

Когда двигатель работает на малом ходу, пары впускных и выпускных клапанов открываются соответствующими кулачками. Их форма, как и у большинства аналогичных моторов, выполнена в виде эллипса. Однако эти кулачки способны обеспечивать лишь экономичный режим работы двигателя и только на малых оборотах. При достижении высокой скорости вращения распредвала задействуется специальный механизм. «Незанятый» до этого работой средний кулачок вращался и без какого-либо эффекта нажимал на среднее коромысло, никак не связанное с клапанами. Однако во всех трех коромыслах предусмотрены отверстия, в которые под высоким давлением масла загоняется металлический пруток. Таким образом, группа жестко фиксируется и в дальнейшем работает как одно целое. Тут в работу вступает отдыхавший до этого средний кулачок. Он имеет более продолговатую форму и поэтому при его нажатии все три коромысла, а значит и клапана, опускаются гораздо ниже и на больший промежуток времени остаются открытыми. В этом случае двигатель может «дышать» свободнее, развивать и поддерживать высокий крутящий момент и хорошую мощность.





SOHC VTEC

После успеха системы DOHC VTEC компания Honda с еще большим рвением подошла к развитию и использованию своей новации. Моторы с VTEC проявили себя как надежные и экономичные, стали реальной альтернативой увеличению рабочего объема или использованию турбин ( вы видели когда нибудь стоковые моторы Хонда с турбиной?). Поэтому несколько позднее была представлена система SOHC VTEC. Подобно своему «коллеге» DOHC новинка также предназначалась для оптимизации работы двигателя в разных режимах. Но из-за простоты своей конструкции и более скромных показателей мощности двигатели с SOHC VTEC выпускались меньшими объемами. Одним из первых двигателей, использующих упрощенную систему, стал обновленный агрегат D15B, выдававший 130 л. с. при объеме в 1,5 л. Этот мотор с 1991 устанавливался года на Honda Civic.

В моторе SOHC предусмотрен один-единственный распредвал на весь блок цилиндров. Поэтому кулачки впускных и выпускных клапанов располагаются на одной оси. Однако здесь также предусмотрены группы-тройки, в каждой из которых есть один специальный центральный кулачок. Простота конструкции заключается в том, что в двух режимах — для низких и для высоких оборотов — могут работать только впускные клапана. Промежуточный механизм с дополнительным кулачком и коромыслом также как и в случае с DOHC VTEC перехватывает на себя открытие и закрытие впускных клапанов, в то время как выпускные всегда работают в постоянном режиме.

Может создаться впечатление, что SOHC VTEC в чем-то хуже, чем DOHC VTEC. Однако это не так: эта система имеет ряд преимуществ, среди которых простота конструкции, компактность двигателя за счет его незначительной ширины, меньший вес. Кроме того SOHC VTEC возможно вполне легко использовать на двигателях пpедыдущего поколения, тем самым модернизируя их. В итоге силовые агрегаты с SOHC VTEC достигают тех же результатов, пусть и не столь ярких и удивительных.


SOHC VTEC-E (Economy)

Если назначение описанных выше систем VTEC состоит в сочетании максимальной мощности на предельных оборотах и довольно уверенной, но экономичной работе на «низах», то VTEC-E призвана помочь двигателю в достижении предельной экономии.

Но прежде чем рассмотреть очередное изобретение Honda необходимо разобраться с теорией. Известно, что топливо предварительно смешивается с воздухом и затем воспламеняется в цилиндрах (есть еще иной вариант — непосредственный впрыск, при котором воздух и топливо поступают в цилиндры отдельно). На мощность двигателя также влияет и то, насколько однородна такая смесь. Дело в том, что на малых оборотах невысокая скорость потока при всасывании препятствует смешению топлива и воздуха. В результате на холостом ходу двигатель может работать неуверенно. Чтобы предотвратить это, в цилиндры поступает обогащенная топливом смесь, что сказывается на экономичности. Система VTEC-E способна обеспечить уверенную работу двигателя на малых оборотах на обедненной топливом горючей смеси. При этом также достигается существенная экономия. В отличие от других механизмов, в системе VTEC-E нет никаких дополнительных кулачков. Так как эта технология нацелена на снижение потребления топлива на малых оборотах, то и затрагивает она действие впускных клапанов. VTEC-E применяется только в SOHC-двигателях (с одним распредвалом) с четырьмя клапанами на цилиндp из-за его «склонности» к низкому расходу топлива.

В отличие от других VTEC-моторов, где кулачки имеют приблизительно одинаковый профиль, в силовых агрегатах с VTEC-E используются две конфигурации. Таким образом, впускные клапана приводятся в движение кулачками различной формы. Профиль одного из них имеет традиционную форму, а другой практически круглый — слегка овальный. Поэтому один из клапанов опускается в нормальном режиме, а другой едва приоткрывается. Горючая смесь проходит через нормальный клапан легко, а через приоткрытый — весьма скудно. Из-за несимметричности потоков поступающей смеси в цилиндре возникают причудливые завихpения, в которых воздух и топливо смешиваются должным образом. В результате двигатель может pаботать на обедненной смеси. С увеличением оборотов концентрация топлива растет, но режим, при котором реально работает лишь один клапан, становится помехой. Поэтому, приблизительно при достижении 2500 об/мин коромысла замыкаются и приводятся в движение нормальным кулачком. Замыкание происходит точно так же как и в других системах VTEC.

Систему VTEC-E часто незаслуженно считают изобретением, нацеленным исключительно на экономию. Тем не менее, по сравнению с простыми моторами, агрегаты с таким механизмом не только экономичнее, но и мощнее. За экономию отвечает первый режим, в котором работает один клапан, а за показатели мощности — «чистокровный» VTEC, подразумевающий широкое открытие впускных клапанов. Если сравнить два аналогичных мотора, один из которых оборудован механизмом VTEC-E, то простой агрегат окажется на 6-9% слабее и прожорливей.


Трехрежимный SOHC VTEC

Этот механизм представляет собой объединение системы SOHC VTEC и SOHC VTEC-E. В отличие от всех описанных выше систем эта имеет не два режима работы, а три. В зоне низких оборотов система обеспечивает экономичный режим работы двигателя на обедненной топливовоздушной смеси (как VTEC-E). В этом случае используется только один из впускных клапанов. На средних оборотах в работу включается второй клапан, но фазы газораспределения 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. Эта система достаточно универсальна. Так, например, двигатель объемом 1,5 литра с таким газораспределительным механизмом проявляет неплохую удельную мощность: 86 л. с. на 1 л. рабочего объема. Одновременно с этим, если двигатель работает в первом, экономичном 12-клапанном режиме, расход при движении с постоянной скоростью 60 км/ч на автомобиле Honda Civic составляет около 3,5 л на 100 км.


i-VTEC

Буква «i» в названии означает intelligent, то есть «умный». Прежние версии VTEC способны регулировать степень открытия клапанов лишь в 2-3 режимах. Конструкция нового газораспределительного механизма i-VTEC предполагает использование помимо основной системы VTEC дополнительную систему VTC (Variable Timing Control), непрерывно регулирующую момент начала открытия впускных клапанов. Открытие впускных клапанов задается в зависимости от нагрузки двигателя и регулируется посредством изменения угла установки впускного распределительного вала относительно выпускного. В двигателях с i-VTEC распредвал крепится к приводному шкиву через специальную гайку-шестерню, которая способная «доворачивать» его на угол до 600.

Применение системы VTC на ряду с VTEC позволяет эффективнее наполнять цилиндры двигателя топливо-воздушной смесью, а также улучшить полноту ее сгорания. Использование механизма i-VTEC позволяет достичь приемистости эквивалентной двигателям с рабочим объемом 2 литра, при этом топливная экономичность даже лучше чем у 1,6 литрового двигателя.

Семейство газораспределительных механизмов VTEC не представляет собой ничего волшебного, но дает просто поразительный эффект. Моторы Honda прямо-таки умеют подстраиваться под нагрузку, предоставляя удивительную мощность при скромном рабочем объеме. И в то же время на холостом и малом ходах японские моторы поражают выдающейся экономичностью. Вполне возможно, что следующим этапом в развитии систем VTEC станет механизм с отдельными соленоидами на каждый клапан, что позволит с хирургической точностью регулировать открытие клапанов.

я осилил очень интересно, немного понимаю техническую сторону автомобиля, и чисто для себя еще раз убедился в продуманности Хонды. вообще япошки молодцы (имею ввиду конструкторов Хонда) не гонятся за выпендронистым дизайном и прочей мелочью, а просто делают качественную технику, которая говорит сама за себя. горжусь своей машиной, Хондой и всем что с этим связано

спасибо...было интересно и полезно почитать данную статью...

manatwork
просветил

Как говорится, респект и уважуха!
Ученье - свет!

очень интересно!

начал читать с похмелуги и заснул на 146-й строчке )))))))))

как разлечить двигатели 105 или 125 лошадей ???

вот эту тему полистай вней всё расписано ссылка

Кстати, никто так и не ответил, какой именно у порося VTEC. ссылка Кстати, и мощность странную выдает - 122 л.с.
По собственным ощущениям до 3000 об/мин ничего не происходит, просто шустро едет. После 3200 добавляется какой-то непонятный тихий гул (не стук, такое впечатление, что второе дыхание открывается) и едет еще шустрее. Для города самое то А с 5000 и до отсечки появляется рев и Хрю прет как ужаленная))) Больше похоже на трехрежимный SOHC VTEC. Владельцы втыкнутых Хрю, у всех так?

Я тож думаю,что VTEC-E.Если посмотреть через маслоналивную горловину на работающем моторе,то заметно,что одного клапана ход больше,чем у другого.Ну так мне показалось.А в книге пишут,что VTEC вкл после 2500-контролллер на клапан подает управление.А кто говорит,что после 5000....А на кой??? Машина не гоночная...Лично я мотор дальше 4000 не кручу.В городе,оччччень редко,в крайних случаях.А зачем VTEC нужен тогда???Все-таки верю книге,и по описаниям получается VTEC-E

Уже несколько раз меня выносила эта чудная система из неприятных ситуаций. Бил газ до отсечки в пылу перестроений, залезал в такие брежи, что самому страшно было. Спасибо инженерам Хонды за их моторы.

Сообщение отредактировал Рыба - 17.6.2011, 23:59

+1

такой втек как на хрю это гумно. ездил на машинке с мотором B16 110 лс VTEC, хрюна сделает с пол пинка и расход 6.2 л

А что за машина?если легковая,то да.Ток шурка чуть тяжелее будет,да из-за полного привода у нее коробка сильно понижает,да и прошивка в контроллере такая.Не гоночная она)

Honda Airwave 4WD

Цитата: (Samoylov @ 20.6.2011, 0:40) Honda Airwave 4WD

Никогда на Эйрвейвы B16 не ставили. Там 1,5 L15A VTEC мотор 109 л.с., масса полноприводной версии и Хрю одинаковая. Хрю этот товарищ может объехать только за счет хитрого вариатора, который в спортрежиме имитирует 7-ступенчатый автомат. ссылка Хотя по всем показателям втыкнутый Свин должен объехать Эйрвейв.
ИМХО, назначение втека на хрв не гонка, а выравнивание кривой крутящего момента. Тяга с низов у W5 отменная. Но подхват на высоких оборотах присутствует.

Цитата: (Casey Jones @ 20.6.2011, 13:52) Никогда на Эйрвейвы B16 не ставили. Там 1,5 L15A VTEC мотор 109 л.с., масса полноприводной версии и Хрю одинаковая. Хрю этот товарищ может объехать только за счет хитрого вариатора, который в спортрежиме имитирует 7-ступенчатый автомат. ссылка Хотя по всем показателям втыкнутый Свин должен объехать Эйрвейв. ИМХО, назначение втека на хрв не гонка, а выравнивание кривой крутящего момента. Тяга с низов у W5 отменная. Но подхват на высоких оборотах присутствует.

Полностью поддерживаю
Двигатели B серии у Хонды были Легендарные двухвальники, которые выдавали от 150 и выше лошадок, и крутящий момент отличный, поэтому на Аирвэв их не могли ставить.
На Хрюше ВТЭК по ощущениям больше похож на ВТЭК-Е, особого подрыва нет, но до отсечки двигатель не тухнет, резво раскручивается!

Цитата: (Samoylov @ 19.6.2011, 23:12) такой втек как на хрю это гумно. ездил на машинке с мотором B16 110 лс VTEC, хрюна сделает с пол пинка и расход 6.2 л

Чет маловато для VTEC, может VTEC-E. и если это был цивик EKили EG то и меньших лошадок хватит для гонок с хрюном, во первых масса, во вторых коробас ну и подвеска и посадка немало дают. Ну и про пол пинка вы погорячились, вроде хрюн тоже живинький такой.

Цитата: (olg @ 7.1.2012, 23:50) Многоуважаемый Feminicide. Здесь разговор идет о надежности хрю в свете либо хонд, либо лучьше. Если завтра китай, помечтаю что и мы выпустим в свет серийный автомат или варик, то конечно, сравнить будет с чем. И вот втек и варик, как-то мне совсем непонятен. Это-ж какие надо иметь идеальные дороги, в том числе и по рельефу, что-бы на варике можно было использовать втек, когда захож. Даже на мехе говорят что втек на хрю(подрузомевая на хонде) это отстой. Конечно если пытаться ощутить всю его прелесть на пятой передаче(нам же надо что-б перло и экономично), нет втек раскрывает свои прелести только на четвертой или на третьей передаче. Как это сделать-обнануть на варике, не представляю.

Вооооот! В том-то и беда, что все мы в той или иной мере пользуемся услугами агентства ОБС (одна бабушка сказала). Не нужно слушать что говорят, нужно понимать механику процесса. ВТЕК - простое и гениальное изобретение. Его работа зависит не от выбранной передачи, а от количества оборотов двигателя. И помогает иметь в одном двигателе преимущества и головки с двумя клапанами на цилиндр, и с четырьмя.
Благодаря этому, например, славный мотоцикл Honda CB-400SF при объёме двигателя в 400 см3 может неприятно удивить владельцев соперников на шестисотках. Подтверждением моих слов служит небывалая популярность данного мотоцикла и то, что данный двигатель выпускается во всё новых и новых версиях...

Сообщение отредактировал Экселенц - 7.1.2012, 23:16

Цитата: (Экселенц @ 8.1.2012, 0:13) Вооооот! В том-то и беда, что все мы в той или иной мере пользуемся услугами агентства ОБС (одна бабушка сказала). Не нужно слушать что говорят, нужно понимать механику процесса. ВТЕК - простое и гениальное изобретение. Его работа зависит не от выбранной передачи, а от количества оборотов двигателя. И помогает иметь в одном двигателе преимущества и головки с двумя клапанами на цилиндр, и с четырьмя. Благодаря этому, например, славный мотоцикл Honda CB-400SF при объёме двигателя в 400 см3 может неприятно удивить владельцев соперников на шестисотках. Подтверждением моих слов служит небывалая популярность данного мотоцикла и то, что данный двигатель выпускается во всё новых и новых версиях...

Объясните мне многоуважаемый знаток рисков, зачем головке с четырьмя клапанами на цилиндр, вдруг захочеться иметь только два и почему два и причем здесь именно VTEC и не более.

Цитата: (olg @ 8.1.2012, 1:20) Объясните мне многоуважаемый знаток рисков, зачем головке с четырьмя клапанами на цилиндр, вдруг захочеться иметь только два и почему два и причем здесь именно VTEC и не более.

я, я знаю, можно я

Цитата: (Pilit @ 8.1.2012, 1:26) я, я знаю, можно я

А я знаю?

Цитата: (olg @ 8.1.2012, 1:31) А я знаю?

Подозреваю, что да

Цитата: (Pilit @ 8.1.2012, 1:34) Подозреваю, что да

Зря, если разговор идет именно о VTEC.

Цитата: (olg @ 8.1.2012, 1:37) Зря, если разговор идет именно о VTEC.

Ну ладно, вот что прочел, а после скопировал
На малых оборотах VTEC фактически отключает один из двух впускных клапанов на цилиндр, чтобы добиться вихревого движения заряда, на высоких — увеличивает высоту подъема обоих клапанов и фазу их открытия, увеличивая степень наполнения цилиндра.

Цитата: (Pilit @ 8.1.2012, 1:42) Ну ладно, вот что прочел, а после скопировал На малых оборотах VTEC фактически отключает один из двух впускных клапанов на цилиндр, чтобы добиться вихревого движения заряда, на высоких — увеличивает высоту подъема обоих клапанов и фазу их открытия, увеличивая степень наполнения цилиндра.

Это 3-stageVTEC, но там все-равно остаеться 3 клапана на цилиндр, и это уже не тот VTEC который мы имеем на хрю.

Цитата: (olg @ 8.1.2012, 2:01) Это 3-stageVTEC, но там все-равно остаеться 3 клапана на цилиндр, и это уже не тот VTEC который мы имеем на хрю.

3-stageVTEC имеет главное отличие от других VTECов в том, что на режиме максимальной мощности оба впускных клапана открываются ОДНИМ кулачком. А на режиме минимальной мощности один впускной клапран действительно закрыт полностью, в отличии от SOHC VTEC , где он почти закрыт, или если вам больше нравится, то открыт частично

Сообщение отредактировал Pilit - 8.1.2012, 1:18

Цитата: (olg @ 8.1.2012, 2:01) но там все-равно остаеться 3 клапана на цилиндр,

да ясен пень, VTEC, выпуском не управляет

Цитата: (Pilit @ 8.1.2012, 2:10) 3-stageVTEC имеет главное отличие от других VTECов в том, что на режиме максимальной мощности оба впускных клапана открываются ОДНИМ кулачком. А на режиме минимальной мощности точно так же один из впускных клапанов практически закрыт

Что значит точно так-же? Просто неработа одного впускного клапана это VTEC-E. При просто VTEC всегда работают четыре клапана. Но на всех различных втеках есть ещё разица, выпускные настроены поразному. А на DOHC VTEC выпускные ещё так-же меняют степень и долготу открытия.