1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое двигатель с технологией vtec

ВПРЫСК ВПРЫСКУ РОЗНЬ
часть вторая

Как мы уже писали в предыдущей статье цикла, многие современные технологии, «приходящие» в подвесные двигатели, были вначале апробированы на суше — в автомобильных двигателях. Характерный пример такого подхода демонстрирует один из старейших производителей четырехтактных подвесных моторов — фирма Honda. Порой в некоторых «околоводных» журналах можно прочитать, что на таком-то моторе установлен силовой агрегат от. К примеру, автомобиля Honda Accord (речь в данном случае идет о двигателе «Honda BF115»). Однако это все же не совсем так. В действительности производитель некоторые изменения, разумеется, вносит, причем порой довольно существенные, поэтому речь может идти не столько о простом заимствовании конкретных узлов или деталей, сколько о принципах и технологиях, которые применяются при производстве и конструировании силового агрегата. В подвесных моторах все устроено «чуть-чуть» не так, как у автомобильных — ведь они должны отвечать более жестким требованиям, предъявляемым в числе прочего, к весу и габаритам. Трудно себе представить, что будет с обычным автомобильным двигателем, если его, например, поставить на попа. Как себя в этом случае поведет, скажем, система смазки? Однако это все лирика.

Всячески опробовав на автомобилях и мотоциклах основные технологии, используемые при создании систем питания двигателей, Honda, решив, что ее сухопутной продукции надежности уже не занимать, перешла к усовершенствованиям подвесных моторов. В результате на ее моторах более 100 л.с. стали появляться электронные системы впрыска. Были эксперименты и с менее мощными моторами, однако сегодня маломощные моторы этой марки, предлагаемые на рынке, имеют карбюраторные системы питания. Видимо, по каким-то причинам разработчики посчитали внедрение впрысковых систем на маломощные двигатели не очень выгодным делом.

По большому счету системы впрыска подвесных моторов Honda очень напоминают «сухопутные», если не брать в расчет их компоновку и вес. В них также присутствует насос (или насосы), который создает первичное давление в топливной магистрали, есть форсунки, через которые топливо подается в камеру сгорания, есть. Иными словами есть все, что положено приличному впрыску (или, если угодно, «инжектору»). Работой этой достаточно сложной системы руководит компьютер, который считывает при посредстве датчиков (до 18 у Honda BF225) необходимую информацию и обрабатывает ее в соответствии с программой, которая в него заложена. У двигателя BF225 имеется программируемый управляющий блок PGM-FI, благодаря которому становится возможным щадящий и быстрый запуск двигателя при любых погодных условиях.

Система распределенного (многоточечного) впрыска, управляемого при помощи PGM-FI, на автомобильных двигателях Honda впервые появилась около 20 лет назад. В то время многие фирмы, выпускающие системы питания, за основу приготовления смеси брали массовый расход воздуха — его общее количество, попадающее во впускной тракт, измеряемое с помощью воздухоизмерительных пластин. «Хондовский» подход в отличие от остальных изначально строился на том, что за основу «воздушной составляющей» брались вычисляемые данные о количестве воздуха, поступающего во впускной коллектор в каждый конкретный момент времени. Вычисления базировались на анализе реальных мгновенных показателей: атмосферного давления, разрежения во впускном коллекторе, оборотов, скорости, угла открытия дроссельной заслонки, степени открытия клапана рециркуляции, количества кислорода в выхлопных газах и т.д. Такой подход позволил значительно стабилизировать работу двигателя при работе в совершенно разных режимах и облегчить его запуск. Разумеется, вследствие более качественного приготовления топливной смеси уменьшается расход топлива и увеличивается долговечность мотора. Сегодня в мире автомобилей система управления впрыском PGM-FI считается если не эталоном, то, по крайней мере, входит в тройку самых надежных и безотказных.

Системы впрыска — не единственная особенность мощных подвесных двигателей Honda. Для увеличения мощности, тяги и улучшения работы силовой установки в различных режимах Honda применяет свою уникальную технологию VTEC, которая также с успехом используется и на «сухопутных» моторах. Благодаря этой системе, которая отвечает за механическое изменение объема подачи воздуха и заключается в достаточно простом изменении подъема клапанов, работа двигателя при частоте вращения коленвала выше 4500 об/мин становится более устойчивой, снижается расход топлива и улучшается сгорание топливной смеси. Поскольку система VTEC является своего рода «козырной картой» Honda, не применяющейся никем из других производителей, рассмотрим ее чуть более подробно.

VTEC, или «Variable valve Timing and lift Electronic Control», можно перевести как «система электронного управления фазами и величиной подъема клапанов». Реально Honda использует четыре ее модификации, мы же рассмотрим только одну, ту, что применяется на подвесных лодочных моторах этой фирмы — на Honda BF225. В головках блока цилиндров данного двигателя расположено по одному распределительному валу, каждый из которых управляет 12 клапанами (по два на впуск и на выпуск в каждом цилиндре). Вал имеет не 12, а 15 кулачков — три из них используются для привода специального поводка, который непосредственно с клапанами никак не связан и на малых оборотах не влияет на их поведение, двигаясь абсолютно независимо. Это важно отметить, поскольку система VTEC уже успела обрасти различными слухами и легендами. При увеличении же числа оборотов свыше 4500 происходит повышение давления масла в двигателе, сигнал с электронного датчика открывает специальный клапан, и под воздействием давления масла подпружиненный рычажок, перемещаясь, связывает воедино этот дополнительный поводок с толкателями впускных клапанов. Поскольку профиль и размеры кулачка, управляющего поводком, отличаются от остальных, клапаны начинают «слушаться» именно его, в то время как кулачки, управляющие собственно толкателями впускных клапанов, вращаются вхолостую, без непосредственного контакта с ними. Происходит изменение фаз газораспределения, одновременно увеличиваются и подъем выпускных клапанов, и время их открытия на высоких оборотах мотора. За счет увеличения объема поступающего в цилиндры воздуха двигатель «дышит» заметно легче.

Так фирма за счет применения относительно простой технологии добилась значительного улучшения работы двигателя на оборотах выше 4500. (Уместно заметить, что на большинстве моторных судов крейсерская скорость достигается именно в этом режиме.) Поэтому владелец подобного двигателя на крейсерском ходу судна располагает определенным запасом, обеспечивающим ему, к примеру, облегченный выход на глиссирование при повышенной нагрузке. В то же время фазы газораспределения на низких оборотах оптимизированы для достижения наименьшего расхода топлива и наименьшего уровня шума. Фактически, получился своего рода двухрежимный двигатель, имеющий на больших оборотах более высокую мощность, чем сравнимые по объему двигатели, не оборудованные системами VTEC или наддувом.

В данном исполнении VTEC регулировка величины подъема происходит только для впускных клапанов, в отличие от ее остальных модификаций, где подобная регулировка существует и для клапанов выпускных. Надо сказать, что у некоторых автомобильных двигателей Honda, оборудованных системой VTEC, имеются несколько наборов дополнительных кулачков и поводков, позволяющих двигателю работать не в двух, а в трех или даже четырех режимах работы, но для лодочных моторов, по большей части работающих на неизменных оборотах, фирма, очевидно, сочла это излишеством. Все это свидетельствует об определенной осторожности Honda в отношении лодочных моторов. К слову сказать, иногда в прессе сами руководители компании определяют свою стратегию развития подвесников как «консервативную инновацию».

Продолжая разговор о системе VTEC, нельзя не коснуться существующих о ней мифов. Один из них (очень широко распространенный, особенно среди автомобилистов) заключается в том, что, поскольку эти двигатели имеют несколько меньший крутящий момент по сравнению с аналогичными двигателями той же мощности — как правило, более высокообъемными, то и по своей динамике они везде и всегда им уступят. Однако это глубокое заблуждение — особенно если речь идет о лодочныых моторах. Очень важна форма кривой крутящего момента, а вот здесь двигатели VTEC демонстрируют прекрасные результаты: их внешняя характеристика является на сегодняшний день одной из самых «плоских» среди четырехтактников, представленных на рынке. Это не очень хорошо разве что для резких рывков с места и для «драг-рейсинга», но там, где двигатель стремительно сорвавшегося с места конкурента уже начнет «задыхаться», лодочный мотор Honda с системой VTEC будет еще разгонять и разгонять свое судно. Да и для движения с повышенной нагрузкой на высокой скорости эти двигатели подходят почти идеально. К тому же они заметно легче. Правда, надо отметить, что VTEC сегодня устанавливается только на очень мощные подвесные моторы типа BF225 (его 3.5-литровый V-образный аналог ставится на автомобили «Honda Odyssey» и «Acura MDX»).

Казалось бы, при чем тут впрыск? А вот при чем. Электронно-управляемая система VTEC не может существовать отдельно от электронного впрыска. Многие до сих пор его побаиваются, а зря. Эта система питания, прежде чем быть «призванной на флот», прошла суровые испытания на суше и доказала не только свою выгоду с точки зрения экономии топлива и увеличения ресурса мотора, но и свою надежность. Нынче ситуация с подвесными моторами удивительно напоминает проблемы покупки-продажи автомобилей иностранного производства в России середины 90-х гг., когда народ отказывался покупать машины, оснащенные впрыском, мотивируя это якобы неремонтопригодностью этих систем. «Неизвестный науке зверь» всегда страшен и вокруг него всегда рождается масса слухов и домыслов, которые подпитываются неграмотностью или плохой информированностью. Но покажите сегодня человека, который сознательно отказывается от покупки автомобиля, оснащенного впрыском (отечественные поделки в счет не берем). Таких, наверное, найдется не более двух из десяти, а десять лет назад их было восемь из десяти.

Так что те, кто в наши дни считают, что подвесные моторы, оснащенные системами впрыска, — это «неизвестный науке зверь», рискуют через какое-то время остаться в меньшинстве, а, значит, и в проигрыше.

Внешняя характеристика двигателя BF225. Видно, что кривая крутящего момента очень пологая.

Игорь Владимиров, Павел Игнатьев, Фото «Honda»
Журнал КиЯ №191 02.07.2005

Читать еще:  Чип тюнинг двигателя ваз 2123

Что такое VTEC — Honda Civic Club

Что такое VTEC?

Аббревиатура VTEC полностью расшифровывается следующим образом — Variable Valve Timing and Lift Electronic Control. В переводе на русский — это электронная система управления временем открытия и высотой подъема клапанов. Или проще: электронная система регулировки фаз газораспределения.

Известно, что изменение длины фаз впуска и выпуска позволяет менять характеристики двигателя и широко применяется в тюнинге и подготовке моторов для спорта. Но спортсмены могут поменять фазы только перед гонкой, установив распределительный вал с измененными размерами кулачков. При этом максимальная отдача от двигателя достигается в довольно узком диапазоне оборотов. Давая прирост мощности на «верхах», такой вал неизбежно приносит потерю момента на средних оборотах или наоборот.

Гонщики справляются с этим неудобством, но далеко не каждому обычному водителю понравится ездить, постоянно гоняя стрелку тахометра, к примеру, между 6500 и 8000 об/мин. Поэтому фирмой Honda и была разработана система VTEC. автоматически изменяющая фазы газораспределения, для достижения наилучших характеристик в любых условиях работы двигателя.

Появившись в 1990 году, система VTEC дважды модернизировалась, и сегодня мы имеем дело с ее третьей серией, отличительная особенность которой в том, что оптимальное время и величина открытия впускных клапанов подбирается электроникой для трех режимов работы двигателя: на низких, средних и высоких оборотах. Раньше система различала только два режима (низкие и средние обороты были для VTEC едины).

В зоне низких оборотов VTEC обеспечивает экономичный режим работы двигателя на обедненной топливно-воздушной смеси. На средних оборотах фазы газораспределения изменяются так, чтобы получить максимальный крутящий момент. Ну, а когда обороты двигателя высокие, система считает, что уж не до экономии, главное — получить максимальную мощность.

Система VTEC устанавливается на три 16-клапанных двигателя Honda: 1,6-литровый с двумя распредвалами (самый мощный, именно он стоит на Civic VTi — DOHC ), 1,6-литровый одновальный (SOHC VTEC ) и 1,5-литровый также с одним распредвалом (SOHC VTEC-E, 3-stage VTEC ). Последний примечателен тем, что в нем на низких оборотах из двух впускных клапанов открывается лишь один. Тем самым достигается значительная экономия, результат которой — 6,7 литра бензина на 100 километров по «городскому циклу».

Описание различных систем VTEC

Всего на данный момент существуют четыpе pазличные системы: DOHC VTEC, SOHC VTEC, VTEC-E и 3-stage VTEC. но общий пpиницип у них одинаковый: использование для конкpетного клапана pазличных по пpофилю кулачков для pазных pежимов pаботы, путём замыкания pокеpов или коpомысел небольшим стеpжнем, сдвигаемым давлением масла. Т.е. как видно, система очень пpоста и надёжна.

Система DOHC VTEC

Может быть это звучит стpанно, но система VTEC пpидумана и pеализована более десяти лет назад. В апpеле 1989 года в Японии было пpедставлено новое поколение автомобиля Honda Integra, на некотоpых модификацях котоpого (XSi, RSi, кузова E-DA6, E-DA6) стоял удивительнейший двигатель DOHC, котоpый выдавал 100 безнаддувных л.с. с одного литpа pабочего объёма, но пpи этом отличался хоpошой тягой на низах, топливной экономичностью и экологической чистотой. Это был легендаpный B16A, по истине фантастический двигатель, котоpый с небольшими изменениями выпускается и по сей день. Hа этом двигателе установлена DOHC VTEC система, особенностями котоpой являются следующее:

  1. Два pаспpедвала, 4 клапана на цилиндp.
  2. Использование pокеpов.
  3. Hа каждые два клапана пpиходится тpи кулачка на pаспpеделительном вале.
  4. Система VTEC используется на обоих pаспpедвалах, как впускном, так и выпускном.

Система DOHC VTEC имеет два pежима. В обычном каждый клапан упpавляется своим кулачком (это внешние кулачки в каждой тpойке), а в pежиме максимальной мощности оба клапана упpавляются один центpальным кулачком. Основное назначение системы DOHC VTEC — очень высокая удельная мощность (до 100 л.с./л и больше) и хоpошая пpи этом тяга на низах.

Система SOHC VTEC

Эта система появилась несколько позднее. Один из пеpвых двигателей, использующих SOHC VTEC стал обновлённый ‘стаpичок’ D15B с 130 л.с. 1.5 л, котоpый устанавливался с 1991 года на Honda Civic. Отличительные особенности этой системы:

  1. Один pаспpедвал, 4 клапана на цилиндp.
  2. Используются pоликовые коpомысла.
  3. Hа каждые два впускных клапана пpиходится тpи кулачка.
  4. Система VTEC используется только для впускных клапанов.
  5. Пpовод для свечи пpоходит между коpомыслами выпусных клапанов.

Система SOHC VTEC имеет два pежима pаботы, аналогичных pежимам DOHC VTEC. Может показаться, что SOHC VTEC хуже, чем DOHC VTEC. Это не так, SOHC VTEC имеет некотоpые пpеимущества, такие как пpостота констpукции, меньшая шиpина двигателя, меньший вес, возможность относительно легко использовать её на двигателях пpедыдущего поколения (D15B, ZC/D16A). Hазначение SOHC VTEC обычно такое же как и у DOHC VTEC. но не столько сильно выpаженое, а для слабофоpсиpованных двигателей — сглаживание кpивой кpутящего момента.

Система SOHC VTEC-E

Появившаяся одновpеменно с SOHC VTEC и схожая с ней по некотоpым констpуктивным особенностями, эта система тем не менее используется для дpугих целей. Для того, чтобы понять каким, посмотpим особенности:

  1. Один pаспpедвал, 4 клапана на цилиндp.
  2. Используются pоликовые коpомысла.
  3. Hа каждые два впускных клапана пpиходится два кулачка, один из котоpых пpедставляет собой пpосто кольцо.
  4. Аналогично SOHC VTEC.
  5. Аналогично SOHC VTEC .

SOHC VTEC-E также имеет два pежима pаботы. Пpи небольших обоpотах оба впускных клапана упpавляются своими кулачками, но поскольку один из этих кулачков является кольцом, pеально pаботает только втоpой клапан. Плюс за счёт несимметpичности потока поступающей гоpючей смеси (один клапан закpыт, а втоpой откpыт) возникают завихpения, котоpые позволяют pаботать на довольно бедной смеси. Пpи увеличении обоpотов сpабатывает система VTEC и оба клапана начинают упpавляться одним ноpмальным кулачком. Основная цель пpименения подобной система — заметное снижение pасхода топлива и улучшение экологических показаний. Стоит также учесть, что удельная мощность двигателей с SOHC VTEC-E может оказаться меньше аналогичных двигателей даже без системы VTEC .

Система 3-stage SOHC VTEC

Эта система появилась в 1995 году на двигателе D15B, устанавливающимся на Honda Civic. Она пpедставляет собой объединений двух диаметpально пpотивоположных по назначению систем: SOHC VTEC и SOHC VTEC-E. Отличительные особенности:

  1. Один pаспpедвал, 4 клапана на цилиндp.
  2. Используются коpомысла.
  3. Hа каждые два впускных клапана пpиходится тpи кулачка, один из котоpых как и у SOHC VTEC-E пpедставляет собой кольцо.
  4. Аналогично SOHC VTEC, SOHC VTEC-E.
  5. Аналогично SOHC VTEC, SOHC VTEC-E .

Как видно из названия, 3-stage SOHC VTEC имеет тpи pежима pаботы. Пеpвый pежим аналогичен пеpвому pежиму SOHC VTEC-E. Во втоpом pежим, также как у SOHC VTEC-E. оба клапана упpавляются ноpмальным кpайним кулчаком. А пpи пеpеходе к тpетьему pежиму, pежиму максимальной мощности, оба клапана упpавляются одиним высоким центpальным кулчаком. Эта система по назначению достаточно унивеpсальна, так, напpимеp, упомянутый двигатель D15B с нею имеет очень неплохую удельную мощность (130/1.5=86.(6) л.с./л), но пpи этом, если двигатель pаботает в пеpвом, экономичном 12v pежиме, о чём свидетельствует загоpание индикатоpа ‘ECONO’ на пpибоpной панеле Honda Civic, pасход пpи движении с постоянной скоpостью 60 км/ч составляет около 3.5 л на 100 км.

Как видно, пpименение систем VTEC pазнообpазно, и отнюдь не огpаничивается созданием мощных ‘жужжалок’.

AutoSoftos.com

  • Главная
  • Руководство по ремонту
  • Софт и ПО | + лекарство
  • Статьи
  • Прошивки ЭБУ
  • Подключения Сигнализации
  • Навигация GPS Карты
  • Снятие бамперов

AutoSoftos.com
Литература по ремонту автомобилей, Програмы для диагностики авто

Всегда свежий софт и автомобильная литература

  • Доллар — 76.50
  • Евро — 91.70

Фазовращатель в ДВС. Что это такое и основной принцип работы. Разберем VVT, VVT-i, CVVT, VTC, VANOS, VTEC и прочие

  • Разместил: klays067;
  • Прочитано: 4 388;
  • Дата: 18-09-2018, 21:28;

Эффективность двигателя внутреннего сгорания зачастую зависит от процесса газообмена, то есть наполнения воздушно-топливной смеси и отвода уже отработанных газов. Как мы уже с вами знаем, этим занимается ГРМ (газораспределительный механизм), если правильно и «тонко» настроить его под определенные обороты, можно добиться очень не плохих результатов в КПД. Инженеры давно бьются над этой проблемой, решать ее можно различными способами, например воздействием на сами клапана или же поворотом распределительных валов.

Чтобы клапана ДВС работали всегда правильно и не были подвержены износу, вначале появились просто «толкатели», затем гидрокомпенсаторы, но этого оказалось мало, поэтому производители начали внедрение так называемых «фазовращателей» на распределительные валы.

Чтобы это понять что такое фазовращатели и зачем они нужны, прочтите для начала полезную информацию. Все дело в том, что двигатель работает не одинаково на различных оборотах. Для холостых и не высоких оборотов идеальными будут «узкие фазы», а для высоких – «широкие».

Узкие фазы – если коленчатый вал вращается «медленно» (холостой ход), то объем и скорость отвода отработанных газов также невелики. Именно здесь идеально применять «узкие» фазы, а также минимальное «перекрытие» (время одновременного открытия впускных и выпускных клапанов) – новая смесь не проталкивается в выпускной коллектор, через открытый выпускной клапан, но и соответственно отработанные газы (почти) не проходят во впускной. Это идеальное сочетание. Если же сделать «фазирование» — шире, именно при невысоких вращениях коленчатого вала, то «отработка» может смешаться с поступающими новыми газами, снизив тем самым ее качественные показатели, что однозначно снизит мощность (мотор станет неустойчиво работать или даже заглохнет).

Широкие фазы – когда обороты растут, соответственно растет и объем и скорость перекачиваемых газов. Здесь уже важно быстрее продувать цилиндры (от отработки) и быстрее загонять в них поступающую смесь, фазы должны быть «широкими».

Конечно же руководит открытиями обычный распределительный вал, а именно его «кулачки» (своеобразные эксцентрики), у него есть два конца – один как бы острый, он выделяется, другой просто сделан полукругом. Если конец острый — то происходит максимальное открытие, если округлый (с другой стороны) – максимальное закрытие.

Читать еще:  В чем причина закипания двигателя

НО у штатных распределительных валов – НЕТ регулировки фаз, то есть они их не могут расширить или сделать уже, все же инженеры задают усредненные показатели – что-то среднее между мощностью и экономичностью. Если завалить валы в одну из сторон, то эффективность, либо экономичность двигателя упадет. «Узкие» фазы, не дадут ДВС развивать максимальную мощность, а вот «широкие» — не буде нормально работать на малых оборотах.

Вот бы регулировать в зависимости от оборотов! Это и было изобретено – по сути это и есть система регулирования фаз, ПОПРОСТОМУ — ФАЗОВРАЩАТЕЛИ.

Сейчас не будем лезть вглубь, наша задача понять, как они работают. Собственно обычный распредвал на конце имеет распределительную шестерню, которая в свою очередь соединяется с ремнем или цепью ГРМ.

Распредвал с фазовращателем на конце имеет немного другую, измененную конструкцию. Здесь располагаются две «гидро» или электроуправляемые муфты, которые с одной стороны также зацепляются за привод ГРМ, а с другой стороны с валами. Под воздействием гидравлики или электроники (есть специальные механизмы) внутри этой муфты могут происходить сдвиги, таким образом, она может немного поворачиваться, тем самым меняя открытие или закрытие клапанов.

Нужно отметить, что не всегда фазовращатель устанавливается на два распредвала сразу, бывает что один находится на впускном или на выпускном, а на втором просто обычная шестерня.

Как обычно процессом руководит ЭБУ, которая собирает данные с различных датчиков двигателя, таких как положения коленчатого вала, холла, частота вращения двигателя, скорости и т.д.

Сейчас я вам предлагаю рассмотреть основные конструкции, таких механизмов (думаю так у вас больше проясниться в голове).

Одними из первых предложили поворачивать коленвал (относительно начального положения), компания Volkswagen, со своей системой VVT (на ее основе построили свои системы много других производителей)

Что в нее входит:

Фазовращатели (гидравлические), установлены на впускном и выпускном валу. Они подключены к системе смазки мотора (собственно это масло и закачивается в них).

Если разобрать муфту то внутри есть специальная звездочка наружного корпуса, которая неподвижно соединена с валом ротора. Корпус и ротор при накачивании масла могут смещаться относительно друг друга.

Механизм закрепляется в головке блока, в ней есть каналы для подводки масла к обеим муфтам, контролируются потоки двумя электрогидравлическими распределителями. Они кстати также закрепляются на корпусе головки блока.

Холостой ход – поворачивание происходит таким образом, чтобы «впускной» распредвал обеспечил более позднее открытие и позднее закрытие клапанов, а «выпускной» разворачивается так — чтобы клапан закрывался намного раньше до подхода поршня в верхнюю мертвую точку.

Получается, что количество отработанной смеси снижается почти до минимума, причем она практически не мешает на такте впуска, это благоприятно сказывается на работе мотора на холостых оборотах, его стабильности и равномерности.

Средние и высокие обороты – здесь задача выдать максимальную мощность, поэтому «поворачивание» происходит таким образом, чтобы задержать открытие выпускных клапанов. Таким образом, остается давление газов на такте рабочего хода. Впускные в свою очередь открываются после достижение поршня верхней мертвой точки (ВМТ), и закрываются после НМТ. Таким образом, мы как бы получаем динамический эффект «дозарядки» цилиндров двигателя, что несет за собой увеличение мощности.

Максимальный крутящий момент – как становится понятно, нам нужно как можно больше наполнять цилиндры. Для этого нужно намного раньше открывать и соответственно намного позже закрывать впускные клапана, сберечь смесь внутри и не допустить ее выхода обратно в впускной коллектор. «Выпускные» же в свою очередь, закрываются с некоторым опережением до ВМТ, чтобы оставить небольшое давление в цилиндре. Думаю это понятно.

Таким образом, сейчас работает много похожих систем, из них самые распространенные Renault (VCP), BMW (VANOS/Double VANOS), KIA-Hyundai (CVVT), Toyota (VVT-i), Honda (VTC).

НО и эти не идеальные, они могут только смещать фазы в одну или другую сторону, но не могут реально «сузить» или «расширить» их. Поэтому сейчас начинают появляться более совершенные системы.

Чтобы дополнительно регулировать поднятие клапана, были созданы еще более продвинутые системы, но родоначальницей была компания HONDA, со своим мотором VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control). Суть в том, что кроме изменения фаз, эта система может больше поднимать клапана, тем самым улучшая наполнение цилиндров или отвод отработанных газов. У HONDA сейчас используется уже третье поколение таких моторов, которые впитали в себя сразу обе системы VTC (фазовращатели) и VTEC (поднятие клапана), и сейчас она называется – DOHC i-VTEC.

Система еще более сложная, она имеет продвинутые распредвалы в которых есть совмещенные кулачки. Два обычных по краям, которые нажимают на коромысла в обычном режиме и средний более выдвинутый кулачок (высокопрофильный), который включается и нажимает клапана скажем после 5500 оборотов. Эта конструкция имеется на каждую пару клапанов и коромысел.

Стоит отметить, что VTEC стоит и на впускном и выпускном валах, это дает реальное преимущество и прирост мощности на высоких оборотах. Прирост примерно в 5 – 7%, это очень хороший показатель.

Стоит отметить, хотя ХОНДА была первой, сейчас похожие системы используются на многих автомобилях, например Toyota (VVTL-i), Mitsubishi (MIVEC), Kia (CVVL). Иногда как например в моторах Kia G4NA, используется лифт клапанов только на одном распредвалу (здесь только на впускном).

НО и у этой конструкции есть свои недостатки, и самый главный это ступенчатое включение в работу, то есть едите до 5000 – 5500 и дальше чувствуете (пятой точкой) включение, иногда как толчок, то есть нет плавности, а хотелось бы!

Хотите плавности пожалуйста, и тут первой в разработках была компания (барабанная дробь) – FIAT. Кто бы мог подумать, они первые создали систему MultiAir, она еще более сложная, но более точная.

«Плавная работа» здесь применена на впускных клапанах, причем распредвала здесь вообще нет. Он сохранился только на выпускной части, но он имеет воздействие и на впуск (наверное запутал, но постараюсь объяснить).

Принцип работы. Как я сказал, здесь есть один вал, и он руководит и впускными и выпускными клапанами. ОДНАКО если на «выпускные» он воздействует механически (то есть банально через кулачки), то вот на впускные воздействие передается через специальную электро-гидравлическую систему. На валу (для впуска) есть что-то типа «кулачков», которые нажимают не на сами клапана, а на поршни, а те передают приказания через электромагнитный клапан на рабочие гидроцилиндры открывать или закрывать. Таким образом, можно добиться нужного открытия в определенный период времени и оборотов. При малых оборотах, узкие фазы, при высоких – широкие, и клапан выдвигается на нужную высоту ведь здесь все управляется гидравликой или электрическими сигналами.

Это позволяет сделать плавное включение в зависимости от оборотов двигателя. Сейчас такие разработки есть также у многих производителей, таких как — BMW (Valvetronic), Nissan (VVEL), Toyota (Valvematic). Но и эти системы не идеальны до конца, что опять не так? Собственно здесь опять же есть привод ГРМ (который забирает на себя около 5% мощности), есть распредвал и дроссельная заслонка, это опять забирает много энергии, соответственно крадет КПД, вот бы от них отказаться.

Отказ полностью от валов, дросселя и привода ГРМ (цепь или ремень) выносят многие производители, но первыми сделали это Шведы в своем суперкаре Koenigsegg, который кстати развивает аж 1500 л.с.

Как это устроено? Вместо валов здесь находятся специальные электромагнитные актуаторы, в которых встроены пневматические пружины. ЭБУ контролирует каждый такой клапан и способна открывать и закрывать его очень быстро (до 100 раз в секунду) и на любое расстояние которое нужно. Это позволяет регулировать фазы на любое заданное значение! И ЭТО РЕАЛЬНО ОЧЕНЬ КРУТО.

Испытания показали, что такой мотор до 30% мощнее и эффективнее чем аналоги с распределительной системой, а также он экономичен на эти же 30%. Плавность хода здесь на высоте.

Минусом пока является что такой мотор, шумный, такое количество электромагнитных клапанов создает щелканье при открытие, причем оно нарастает при повышении оборотов. Также стоимость агрегата пока очень высока, но если его запустить в серию цена может значительно упасть.

V-TEC, Vanos и VVT-i: как же они все работают?

Системы изменения фаз газораспределения стали революцией для двигателей внутреннего сгорания, а популярными они стали благодаря японским моделям 90-ых. Но как же самые известные системы отличаются в работе друг от друга?

Двигатели внутреннего сгорания с самого своего создания не были максимально эффективными. Средний КПД таких моторов равен 33 процентам — вся остальная энергия, созданная сгорающей топливо-воздушной смесью, тратится впустую. Поэтому любой способ сделать ДВС более энергоэффективным был востребован, а система изменения фаз газораспределения стала одним из самых удачных решений.

Система меняет фазы газораспределения (момент, в который каждый клапан открывается и закрывается во время рабочего цикла), их длительность (момент, когда клапан открыт) и подъём (насколько клапан может открыться).

Как вы знаете, впускной клапан в двигателе запускает в цилиндр топливо-воздушную смесь, которая затем сжимается, сжигается и выталкивается в открывающийся выпускной клапан. Эти клапана приводятся в движение толкателями, которыми управляет распредвал, используя набор кулачков для идеального соотношения закрытия и открытия.

К сожалению, обычные распредвалы делаются таким образом, что можно управлять только открытием клапанов.

Например, на большой скорости работы мотора впускной клапан нужно открывать несколько раньше из-за того, что поршень движется настолько быстро, что не даёт попасть внутрь достаточному количеству воздуха. Если клапан открыть чуть раньше, то в цилиндр попадёт больше воздуха, что увеличит эффективность сгорания.

Читать еще:  Двигатель 4g73 технические характеристики

Поэтому вместо компромисса между распредвалами для больших и малых оборотов появилась система изменения фаз газораспределения, признанная одной из наиболее эффективных в этой области. Разные компании по-разному интерпретировали эту технологию, поэтому давайте разберёмся с самыми популярными из них.

VTEC.

Решение от Honda заключалось в форме распредвала, так как каждый распредвал имел два набора кулачков, смена между которыми происходила в зависимости от оборотов двигателя. VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control) при помощи гидравлики выбирает между одним набором кулачков, когда мотор работает на низких оборотах, и другим, когда он приближается к красной зоне. Такая система в свою очередь позволила одновременно и снизить расход топлива, и повысить мощностные показатели при использовании одного распредвала, сделав моторы Honda очень разносторонними.

Гидравлическое переключение контролируется блоком управления, который использует информацию о давлении масла, температуре двигателя, скорости автомобиля и оборотов двигателя. После этого программа решает, какой из двух вариантов кулачков использовать, используя соленоид, который отправляет масляное давление посредством специфического клапана, а затем запирает механизм штифтом, закрепляя выбор за одним из вариантов.

Такая смена вариантов кулачков подразумевала, что двигатели Honda с VTEC в самом высоком диапазоне оборотов выдают максимальную мощность, как раз после того, как система «срабатывает». И пусть эффект от неё не такой, как от турбины, но многие фанаты всё равно останутся верны VTEC-моторам, рассказывая о том, как они едут на самых высоких оборотах.

VVT-i.

Система изменения фаз газораспределения от Toyota создана по пути использования шестерён распредвала для изменения отношений между ремнём или цепью ГРМ и распредвалом. Специальный ротор внутри шкива распредвала может вращаться под нагрузкой от пружины, поворачивая распредвал на дополнительные несколько градусов, задерживая или опережая взаимодействие между зубьями шкива и вращающейся цепи.

Такая система сдвига фаз газораспределения, при которой внутренний ротор в шкиве распредвала может влиять на положение распредвала, тем самым изменяя время взаимодействия кулачков и толкателей, применяется на многих моторах Toyota. Впервые технология была представлена на двигателе 2JZ-GE, устанавливаемом на знаменитую Toyota Supra в кузове A80.

Vanos.

Vanos (или Variable Nockenwellensteuerung) — попытка компании BMW создать систему изменения фаз газораспрделения, и впервые она была применена на моторе M50, устанавливаемом на 5-серию в 90-ых годах прошлого века. Он также использует принцип задерживания или опережения взаимодействия механизмов ГРМ, но с использованием зубчатой передачи внутри шкива распредвала, которая двигается вместе или против распредвала, изменяя фазы работы. Этот процесс контролируется электронным блоком управления, который использует давление масла для движения зубчатой передачи вперёд или назад.

Как и в случае с остальными системами, зубчатая передача движется вперёд для того, чтобы открывать клапана немного раньше, увеличивая количество воздуха, поступающего в цилиндры и увеличивая выходную мощность двигателя. На самом деле, сначала BMW представили одиночный Vanos, который работал только на впускном распредвале в определённых режимах на разных оборотах двигателя. Немецкая компания позже разработала систему с двумя Vanos, которая считается более продвинутой, так как влияет на оба распредвала, а также регулирует положение дроссельной заслонки. Двойной Vanos был создан для S50B32, который ставили на BMW M3 в кузове E36, а также Z3 M.

Сейчас практически у каждого крупного производителя есть собственной название для системы фаз газораспределения — у Rover это VVC, у Nissan — VVL, а Ford разработали VCT. И в этом нет ничего удивительного, учитывая, что это одна из самых удачных находок для двигателей внутреннего сгорания. Благодаря ей производители смогли и уменьшить расход, и увеличить мощность своих моторов.

Но с приходом пневматического управления клапанами эти системы уйдут на покой. Однако сейчас — как раз их время.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

LiveInternetLiveInternet

  • Регистрация
  • Вход

Видео

  • Все (1)

Поиск по дневнику

Подписка по e-mail

Интересы

  • Все (7)

Статистика

MIVEC и VTEC

На данную тему начну свои рассуждения конечно с Хондовской электронной системы изменения фаз газораспределения, именуемой VTEC ( Variable Valve Timing and Lift Electronic Control ), дабы варазить своё почтение и восхищение Хондовским инженерам и их детещу, которое и по сей день широко применяется, модефицируется и совершенствуется!

Интегрировать систему VTEC начали ещё в далёком 1989 году, чем и было ознаменовано появление на внутреннем японском рынке моторчика (да-да, именно моторчика т.к. благодаря этой системе максимальный КПД от двигателя достигался при минимальном его объёме) B16A — 1.6 литра, мощностью 163 л.с., а для того время — это прорыв!)

Данная модификация двигателя имеет преписку DOHC VTEC — это говорит нам о том, что двигатель имеет два распредвала, для впускных и выпускных клапонов соотвественно, по 4 клапана на цилиндр.

Каждая пара клапанов работает с группой из трёх кулачков, что является особой конструкцией. Следовательно каждая группа, из трёх кулачков занимается отдельной парой кулачков. И т.к. мы обсуждаем 4-х цилиндровый, 16-ти клаппаный мотор, то таких групп будет 8.

Два кулачка расположены на внешних сторонах группы — отвечают за действие клапанов на низких оборотах.

Два кулачка расположены на внутренних сторонах группы — непосредсвенно контактируют с клапанами и опускаю их при помощи рокеров (коромысел).

Средний кулачок (одна из особенностей VTEC ) — на низких оборотах, хотя правильнее будет сказать, до определённого момента, вращается в холостую и также в холостою давид на своё коромысло .

Что мы получаем в итоге:

Пара впускных и выпускных клапанов, которая открывается соответствующими кулачками, обеспечивает экономичный режим работы двигателя на малых оборотах коленчатого вала.

Но что же наш средний кулачок, зачем же он нужен?))

А вот средний кулачок начинает действовать при увиличении оборотов распределительного вала (у хонды обычно этот момент наступает тогда, когда обороты коленчатого вала превышают 5000 Rpm ).

Во всех трёх коромыслах (по коромыслу на пару клапанов+ спец. коромысло не задействованное на малых оборотах) предусмотрены специальные отверстия, в которые посредством высокого давления масла загоняется металический стержень. Доступ масла к стержню осуществляется путём открытия электрического клапана, который в свою очередь открывается по команде компьютера, сведетельствующей о достаточном давлении масла))) Во загнул). Короче.. вступает в работу ранее отдыхавший (на малых оборотах) средний кулачок, который в свою очередь имеет более продолговатую форму и замкнутый загнанным стрежнем заставляет все три коромысла, а значит и все клапана (4) опускаться ниже и на больший промежуток времени оставаться открытыми.

Для понимания — двигатель начинает лучше душать, получает более обогащённую смесь и таким образом свободнее развивает, поддерживает высокий крутящий момент и хорошую мощность, при достижении определённого высокого числа оборотов!)

Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control sistem — как видно из названия данная система электронного управления газораспределения и подъёмом клапанов, принадлежит не менее богатой инжинерными наследиями компании Mitsubishi и является инновационной.

Система MIVEC обеспечивает два режима работы клапанов:

1. Низкоскоростной — два клапана одной группы имеют разный подъём, что способствует стабилизации сгорания, уменьшению расхода топлива, уменьшению эмиссии и повышению вращающего момента.

2. Высокоскоростной — увелечение времени открытия клапанов и высоты их подъёма, тем самым увеличивается объём впуска и выпуска топливно-воздушной смеси.

Отличительные конструктивные особенности:

Для каждого цилиндра существует определённый механизм клапана, который включает в себя:

1. Низкопрофильный кулачок и соответствующий рокер коромысла для одного клапана.

2. Кулачок среднего профиля и соответствующий рокер коромысла для другого клапана.

3. Высокопрофильный кулачок, расположен между средним и низким кулачком (как у VTEC но. ).

4. Т-образный рычаг, который является единым целым с высокопрофильным кулачком.

Определённая схожесть VTEC и MIVEC заключается в том, что имеются элементы, которые являются незадействованными до определённого момента. В случае с MIVEC это Т-образный рычаг, который двигается без какого-либо воздействия на рокеры, на относительно низкой скорости двигателя. При достижении предопределённого количества оборотов коленвала ( 3500 rpm ) и как следствие повышение давления масла в системе, которое в свою очередь начинает гидравлически воздействовать, на расположенные в коромыслах поршни. Таким образом замыкается Т-образный рычаг, который начинает давить на все коромысла и как результат мы получаем, управление клапанами высокопрофильным кулачком (т.к. Т-образный рычаг является одним целым с Высокопрофильным кулачком).

Отличительной чертой системы MIVEC является то, что в диапозоне работы низкоскоростных кулачков, подача в цилиндры топливно-воздушной смеси обеспечивается высокая стабильность сгорания оной.+ рецеркуляция отработанных газов также способствует понижению расхода топлива.

Ещё одной отличительной особенностью является поочерёдное включение профилей высокоскоростных режимов, т.к. в системе MIVEC отсутствуют механизмы временного переключения профилей кулачков, а это в свою очередь обеспечивает всю систему хорошей износостойкостью.

В итоге получается, что система MIVEC может похвастаться своей экологичностью, эконимичностью (в обширном диапозоне оборотов) и при этом табун, даже скромных по объёму моторчиков, особых потерь не несёт!))

Хондовская VTEC имеет гораздо более простую конструкцию, а значит, как и всё гениальное, обладает более высокой износостойкостью и способна выдавать более высокий КПД , что в свою очередь выражается, например, в более высокой динамике разгона, т.к. при достижении 5000 оборотов , в двигателе просыпается, в это время спящая, половина табуна)). + нельзя упускать то факт, что, когда вы не привышаете пятитысячный борьер оборотов, то моторчик потребляет горючки, как обычный стандартный 1.6)))

Таким критериям, как Больше «спорта», при сравнительной экономии, обе системы отвечают.

Ну а дальше, всё дело во вкусе и личных пристрастиях.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector