VTEC-system för bilmotor

Grundläggande principer för arbetet

Om vi ​​jämför egenskaperna hos olika bilmotorer är det lätt att se att för vissa uppnås det maximala vridmomentet vid låga hastigheter (1800-3000 rpm), för andra – vid högre hastigheter (3000-4500 rpm).

Det förklaras av det faktum att effektiv fyllning av cylindrarna med en bränsle-luftblandning och erhållande av ett högt vridmoment endast är möjligt vid vissa hastigheter och beror på utformningen av insugningskanalen och inställningen av gasdistributionsmekanismen.
Med andra ord bestäms motorns temperament helt av ventiltimingen, som ställs in av profilen på kamaxelkamarna.

Föreställ dig en motor som skulle gå med 20 rpm, respektive insugs- och avgasventilerna skulle agera 10 gånger per minut, d.v.s. sällan. För att ta bort det maximala vridmomentet vid en given hastighet måste insugningsventilen öppnas i början av sugslaget, när kolven börjar röra sig från TDC (övre dödpunkt), och stänga i det ögonblick kolven kommer till BDC (nederst). dödpunkt). Avgasventilen bör fungera på samma sätt, d.v.s. inga förseningar eller framsteg i driften av ventilmekanismen tillåts, annars kommer vridmomentet att sjunka. I detta fall kommer det att vara effektivt att fylla cylindrarna med en ny laddning.

Om du ökar motorvarvtalet till 4000 rpm kommer insugs- och avgasventilerna i detta fall att öppna och stänga redan 2000 gånger per minut eller 33 gånger per sekund, d.v.s. ofta.

I detta läge är det kort tid kvar för kolven att suga in en ny del av laddningen. Först i det ögonblick då kolven når BDC kommer dess hastighet, och därmed flödet genom inloppsventilernas flödesområde, att nå ett maximum, men i detta ögonblick stängs inloppsventilen och huvuddelen av den nya laddningen kommer inte in i cylindrarna, stöter på en för tidigt stängd ventil – motorn kommer att börja "kvävas" . Som ett resultat kommer kraften att vara försumbar och maxhastigheten är låg. Detta är en fördel med de befintliga gasdistributionsfaserna.

Du kan ställa in det annorlunda, till exempel för att förbättra fyllningen av cylindrarna med arbetsblandningen vid höga hastigheter, få insugningsventilen att öppna lite tidigare innan kolven når TDC, och stänga lite senare efter att kolven passerat BDC. För att förbättra rengöringen av cylindrar från avgaser vid höga hastigheter, öppna avgasventilen lite tidigare innan kolven når BDC, och stäng lite senare efter att den passerat TDC. I detta fall kommer vridmomenttoppen att nås vid höga hastigheter och effekten kommer att öka.

Under verkliga förhållanden tvingas konstruktörerna av kraftenheter att i genomsnitt anpassa justeringen av gasdistributionsfaserna "för alla tillfällen", samtidigt som de väljer en viss profil av kamaxelkamarna. Detta tillvägagångssätt är inte optimalt.

För att bilmotorn ska fungera under förhållanden så nära idealiska som möjligt vid vilken hastighet som helst, har ett VTEC-system skapats. Motorer med VTEC har en speciell gasfördelningsmekanism, vars kamaxel har olika kammar för låga och höga motorvarvtal, vilket uppnår olika öppnings-/stängningstider och ventillyft. Därmed säkerställs stabil drift vid låga och medelhöga hastigheter och hög effekt vid höga hastigheter.

DOHC VTEC-familjens motorer

Grunden för konstruktionen av DOHC VTEC var den tillämpade 4-ventils gasdistributionsmekanismen. En separat kamaxel finns för varje rad av ventiler (inlopp och utlopp).

För varannan ventil finns det tre kammar på kamaxeln. Sidan två är designad för att driva motorn vid låga och medelhöga varvtal, den centrala – vid höga hastigheter. Kammarna verkar på ventilerna genom vipparna, som också är tre för två ventiler. Alla tre vipporna är utrustade med hydrauliskt styrda kolvar, som, när de aktiveras, rör sig och förbinder dem till en helhet. Mellersta vippan är utrustad med en speciell fjäder som håller kammen i konstant kontakt med vippan vid låga till medelhöga hastigheter.

När motorn går med låga hastigheter blockeras inte vipparna och var och en av dem gör en oberoende rörelse enligt lagen som beskrivs av motsvarande kam. I det här fallet, även om mittkammen roterar med resten, deltar den inte i driften av gasdistributionsmekanismen.

Så snart motorn går in i höghastighetsläge kommer den elektroniska "hjärnan" att ge ett kommando till den verkställande enheten, som ett resultat kommer oljetrycket att få kolvarna i vipparna att börja röra sig, vilket kommer att blockera den senare. Således kommer alla element i denna grupp att styras av en central kam, som nu oberoende styr funktionen av båda ventilerna.

Motorer i SOHC VTEC-familjen

SOHC VTEC har en enkel kamaxel och används endast för insugningsventiler. Verkningsgraden i arbetet är något lägre än DOHC VTEC, men den är strukturellt enklare och ger motorn mindre dimensioner och vikt.

Huvudsyftet med SOHC VTEC-E är att minimera bränsleförbrukningen och förbättra miljöprestandan. Vid låga varvtal går motorn på en mager luft-bränsleblandning, som kommer in i sina cylindrar genom endast en inloppsventil. Väl där virvlar arbetsblandningen intensivt, vilket säkerställer en stabil förbränning. Med ökad hastighet aktiveras VTEC-systemet och då börjar båda ventilerna samverka.

Gasdistributionsmekanism 3-stegs SOHC VTEC. Den har inte två funktionssätt, utan tre. I låghastighetszonen ger systemet ekonomisk drift av motorn på en mager bränsle-luftblandning. I detta fall används endast en av insugningsventilerna.

Vid medelhastigheter slås den andra ventilen på, men ventilens timing och ventillyft ändras inte. Motorn realiserar i detta fall ett högt vridmoment. I höghastighetsläge styrs båda ventilerna av en central kam, som ansvarar för att ta bort maximal effekt från motorn.

Motorer i i-VTEC-familjen

i-VTEC-designen innebär användning av ett extra VTC-system som kontinuerligt reglerar det ögonblick då insugningsventilerna öppnas. Insugningsventilernas öppningsfaser ställs in beroende på motorbelastningen och regleras genom att ändra vinkeln på insugskamaxeln i förhållande till avgaserna.

Användningen av VTC-systemet gör det möjligt att mer effektivt fylla motorcylindrarna med en bränsle-luftblandning, vilket resulterar i en ökning av motoreffekten med 20 %, en vridmomentökning med 10 %, en minskning av bränsleförbrukningen och en minskning i skadliga utsläpp med 10-20%.