Двигатель ivtec что это

Описание различных систем VTEC: DOHC VTEC, SOHC VTEC, VTEC-E и 3-stage VTEC

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’.

Особенности двигателей Хонда

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания был придуман давно, но его технологическое усовершенствование и доработка никогда не прекращаются. Повышение мощности и надежности, снижение расхода топлива и уменьшение себестоимости – основные направления, в которых работают ведущие мировые производители автомобилей. Компания Honda (Хонда) заняла лидирующие позиции по всем этим показателям благодаря выдающимся инженерным и творческим способностям своих сотрудников и в первую очередь – своего основателя Соитиро Хонды. Двигатели производства японского концерна имеют как минимум три ключевые особенности, отличающие их от остальных.

Направление вращения

Если рассмотреть семейства моторов B, D, F, H, J и ZC и обратить внимание на направление вращения коленчатого вала, то становится видно, что он крутится против часовой стрелки. Эта особенность характерна только для двигателей Хонда. Существует ряд вариантов ее объяснения. Согласно одному из них, Соитиро Хонда просто хотел сделать что-то, что бы отличало его продукцию от других. По другой версии, таким образом он обеспечил своим авто способность работать на запредельных скоростях вращения. Также возможно, Хонда не захотел переделывать проект подкапотного пространства, однажды расположив мотор не справа от коробки передач, как это делали другие производители, а слева. И, скорее всего, вызвано такое решение было маленькими габаритами капота ранних автомобилей компании.

Система VTEC

VTEC – это уникальная система газораспределения, позволяющая двигателю Хонда работать на оборотах, недоступных конкурирующим моделям. Суть ее работы сводится к тому, что при достижении скорости вращения порядка 5000 об/мин впускные клапаны начинают открываться на большее расстояние, благодаря чему двигатель получает больше топлива и происходит изменение движения потоков смеси внутри камеры сгорания. Реализуется такая схема работы особенностями конструкции впускного распредвала с кулачками разных размеров.

В последних моделях двигателей используется система i-VTEC, оснащенная еще одним изобретением – шкивом VTC, изменяющим фазы газораспределения в зависимости от оборотов коленвала. Эта система вывела двигатели компании на первое место по соотношению мощности к объему цилиндра.

Результат работы VTEC – это экономичность на низких оборотах и хорошая мощность на высоких. При этом стоимость такой системы позволяет применять ее в обычных легковых автомобилях.

Надежность на высоких оборотах

У большинства гражданских автомобилей других производителей 6000 об/мин на тахометре уже находятся в красном секторе. Это означает, что дальше необходимо переходить на повышенную передачу или сбрасывать газ, поскольку повышение оборотов выведет двигатель из строя. Оптимальный режим работы для них достигается при выходе на показания от 2500 до 4000 об/мин. Для моторов Хонда значение 5000 об/мин является частотой срабатывания системы VTEC, после включения которой двигатель способен набирать еще больший разгон.

Естественно, частые изменения режимов нагрузок не могут не сказаться на требованиях к техническому обслуживанию и к качеству применяемых расходных материалов. Поэтому необходимо тщательно следить за сроками проведения ТО и выполнять все необходимые мероприятия. Особенно критично двигатель относится к качеству, чистоте и вязкости масла. Несоблюдение сроков его замены или отсутствие внимания к его уровню могут вывести из строя даже самый надежный мотор.

Что такое VTEC?

Вот он, хондовский кайф! Вот он, полет! После четырех тысяч — ураган. Вдавливает в спинку. Визжит мотор. И я сам готов визжать. Кручу дальше. Вот это да!

Если вы имеете хоть какое-то отношение к автомобилям, то, наверняка, слышали не раз о таком понятии как VTEC. Да и я практически в каждой второй статье упоминаю об этой странной аббревиатуре. Что же такое VTEC? Успешный ход маркетологов Honda или действительно что-то ценное, чем стоит гордится и восхвалять?

Думаю, ответ лежит ближе к последнему. И даже учитывая, что аналогичные системы есть у конкурентов, VTEC как лучший игрок в казино среди множества профессионалов. В Интернете много статей об этой системе. Я попытаюсь написать о том же более интригующе, посредством легкого текста и интерактивности. А для начала посмотрите видеоролик.

Экскурс во VTEC

VTEC полностью расшифровывается как Variable Valve Timing and Lift Electronic Control, что на русском означает: электронная система управления временем открытия и высотой подъема клапанов.

Впервые фирменную систему компания Honda стала устанавливать на двигатели болидов F1, а позже успешно применила новинку на серийном автомобиле Honda Integra. Именно этот автомобиль в 1989 году стал первым носителем двигателя с DOHC VTEC — легендарного B16A, котоpый выдавал 100 безнаддувных лошадиных сил с одного литра рабочего объёма, но при этом отличался хорошей тягой на низах, экономичностью и взрывным характером.

Это был первый в мире двигатель, позволяющий изменять параметры работы двигателя во время движения автомобиля. С появлением системы VTEC инженеры Honda установили качественно новый стандарт в производстве бензиновых двигателей. Как им удалось это сделать? Все расскажу, но обо всем по порядку.

Перед тем как разобраться с VTEC

Для начала нам надо вспомнить, что в стандартном двигателе впускные и выпускные клапана приводятся в действие так называемыми кулачками, а форма кулачков определяет продолжительность открытия и высоту поднятия каждого клапана в двигателе. Иными словами, темперамент двигателя практически полностью определяется существующими фазами газораспределения, которые задаются профилем (формой) кулачков распредвала.

Чем длиннее кулачок, тем выше открывается клапан и чем шире активная сторона кулачка, тем дольше клапан находится в открытом состоянии. Понятно, что чем дольше и выше будет открыт клапан, тем больше топливно-воздушной смеси попадет в цилиндр. Соответственно мощность при таком подходе будет максимальной.

Так в чем же проблема? Сделать формы кулачков под максимальную мощность и радоваться жизни. Однако, это палка о двух концах. Если сделать кулачок максимально широким и длинным, вы получите максимальную мощность на высоких оборотах. Но расход топлива будет как у танка, а надежность двигателя будет весьма сомнительной. Приходится идти на компромисс — либо экономия топлива и плавность хода, либо высокая мощность, либо ни то и ни другое, а где-то посередине, как основная масса автомобилей.

Теперь особенно вкусно будет узнать, что система VTEC позволяет обойти этот компромисс и обеспечить большую мощность при меньшем потреблении топлива. Тут будет уместна одна крылатая фраза: «И рыбку съесть…и т.д.». В нашем случае она будет звучать так: «И пульнуть и сэкономить».

Так выглядят кулачки распредвала VTEC

Конечно, экономия условная и напрямую зависит от уровня втаптывания педали газа в пол. Например, DOHC VTEC при щадящем режиме потребляет около 9,5 литров на 100 км в городском цикле. А 3-stage VTEC при постоянной скорости 60 км/ч потребляет 3,5 литра на сотню. А что за такие странные 3-stage и DOHC VTEC? Читайте дальше.

Разновидности VTEC

На сегодняшний день существует несколько разновидностей системы VTEC. Вопреки общему мнению, что VTEC работает исключительно ради увеличения мощности скажу, что есть две основные подкатегории — экономичный VTEC и мощный VTEC. Итак, разновидности:
-DOHC VTEC 1989-2001 гг, cамый мощный в семействе VTEC до 2001 года
-SOHC VTEC 1991-2001 гг, середнячок, более простая конструкция по сравнению с DOHC VTEC, но и менее мощная
-SOHC VTEC-E 1991-2001 гг, самый экономичный VTEC, лишен взрывного характера
-3-stage VTEC 1995-2001 гг, cовместил SOHC VTEC и VTEC-E, в отличие от них различает низкие, средние и высокие обороты
-DOHC i-VTEC c 2001 года
-DOHC i-VTEC I c 2001 года
-SOHC i-VTEC c 2006 года
-3-stage i-VTEC (только на «гибридах») c 2006 года

Варианты с приставкой «i» являются потомками первых систем VTEC и используются на современных двигателях Honda. Inteligent VTEC или i-VTEC появился в начале 2001 года, как раз в момент появления 7 поколения Honda Civic и с некоторыми доработками работает на последних автомобилях Honda. Многие говорят что i-VTEC растеряла былую славу а резкий подхват после 5000 уже совсем не резкий. Не буду спорить, но ситуация в 8 поколении мне кажется уже исправлена. Но об этом позже.

Начнем с того, что принцип работы различных VTEC немного разнится. Поэтому будем рассматривать особенности каждого вида VTEC отдельно.

DOHC VTEC, SOHC VTEC

Почему DOHC и SOHC VTEC мы рассматриваем вместе? Да все потому-что принцип работы у них абсолютно одинаковый с тем лишь различием, что на двигателях с DOHC система VTEC используется как на впуске, так и на выпуске, когда как на одновальной версии SOHC система VTEC установлена только на впуске.

Так как же работает наш пресловутый VTEC? Вспомним, что на каждый клапан в цилиндре приходится свой кулачок на распредвале. Все двигатели с системой VTEC имеют два впускных клапана и два выпускных на каждый цилиндр. Вроде и кулачков должно быть столько же сколько и клапанов? Да, но не в случае с VTEC. На «втековых» двигателях на каждую пару клапанов приходится 3 кулачка – два обычных крайних и один центральный, благодаря которому вашу задницу приятно прижмет к сиденью.

Как мы и упоминали ранее для каждой пары клапанов предусмотрена группа из трех кулачков, а не двух, как на обычных двигателях. Два внешних кулачка отвечают за работу двигателя на низких оборотах, а центральный подключается на высоких оборотах. Обратите внимание, что кулачки воздействуют на клапана не непосредственно, а через так называемые коромысла/рокеры, которых тоже три на два клапана.

До тех пор пока система VTEC отдыхает, каждый рокер работает независимо друг от друга. Внешние кулачки обеспечивают открытие клапанов, а центральный кулачок, хотя и вращается вместе с остальными, но до поры до времени работает в холостую. Как только двигатель переходит в режим высоких оборотов … БАХ! Посредством давления масла система смещает специальные поршеньки (sinchronizing pin) внутри рокеров таким образом, что все три рокера превращаются в одну единую конструкцию. До этого работавший вхолостую кулачок вступает в игру. Теперь два крайних рокера начинают работать по законам центрального кулачка, загоняя клапана глубже и на дольше.

Слева рокеры, справа группа кулачков(над рокерами)

Таким образом, в режиме VTEC в цилиндры поступает больше топливно-воздушной смеси, и как следствие, значительное увеличение мощности.

Если классический VTEC был настроен на максимальную производительность, то перед VTEC-E ставились совсем иные задачи — экономия топлива о чем и говорит приставка «E» — econom. Вы знаете, на сколько максимально инженеры Honda использовали производительный потенциал двигателей с классическим VTEC, на столько же хорошо им удалось построить мотор со скромным аппетитом. В городском цикле автомобиль оснащенный двигателем с VTEC-E потребляет около 6,5-7 литров бензина на 100 км пути. Это поистине выдающийся результат, учитывая то, что такие двигатели Honda устанавливала на полноценные автомобили весом не менее тонны, а сам полуторалитровый мотор выдавал около 115 лошадиных сил. Что касается отжига, то данный тип двигателей напрочь лишен драйверских ощущений.

Такой результат достигли за счет того, что на малых оборотах двигатель работает на обедненной топливо-воздушной смеси, которая поступает в его цилиндры только через один впускной клапан. Да, да — именно один! Если при классическом VTEC применяется дополнительный третий кулачок, то в случае с VTEC-E один из двух кулачков на низких оборотах попросту отключен. Попадая в цилиндр только через один клапан рабочая смесь начинает интенсивно завихряться, благодаря чему сгорание становится более эффективным и устойчивым. При увеличении оборотов (2500 оборотов и выше) срабатывает система VTEC и, только тогда, оба клапана начинают совместную работу.

3-stage VTEC-E

Газораспределительный механизм 3-stage SOHC VTEC представляет собой объединение системы SOHC VTEC и SOHC VTEC-E. В отличие от всех вышеописанных систем эта имеет не два режима работы, а три. В зоне низких оборотов система обеспечивает экономичный режим работы двигателя на обедненной топливо-воздушной смеси. 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.

Система VTEC для двигателя машины

Основные принципы работы

Если сравнить характеристики различных двигателей авто, нетрудно заметить, что у одних максимум крутящего момента достигается на низких оборотах (1800-3000 об/мин), у других — на более высоких (3000-4500 об/мин).

Объясняется тем, что эффективное наполнение цилиндров топливо-воздушной смесью и получение высокого крутящего момента, возможно только при определенных оборотах и зависит от конструкции впускного тракта и настройки газораспределительного механизма. Иными словами, темперамент двигателя полностью определяется фазами газораспределения , которые задаются профилем кулачков распредвала.

Представим двигатель, который работал бы на оборотах 20 об/мин, соответственно впускные и выпускные клапана действовали бы 10 раз в минуту, т. е. редко. Для снятия максимального момента на данных оборотах, впускной клапан должен открываться в самом начале такта всасывания, когда поршень начинает двигаться от ВМТ (верхняя мертвая точка), и закрываться в момент прихода поршня в НМТ (нижняя мертвая точка). Аналогично должен работать и выпускной клапан, т. е. никаких задержек или опережений в работе клапанного механизма не допустимо, иначе крутящий момент упадет. В этом случае наполнение цилиндров свежим зарядом будет эффективным.

В таком режиме времени на всасывание поршнем свежей порции заряда остается мало. Только к моменту когда поршень достигнет НМТ ее скорость, а значит и расход через проходное сечение впускных клапанов достигнут максимума, но в этот момент впускной клапан закроется и основная порция свежего заряда не попадет в цилиндры, наткнувшись на преждевременно закрытый клапан — двигатель начнет «задыхаться». В результате мощность будет незначительна, а максимальные обороты невелики. Это заслуга существующих фаз газораспределения.

Можно настроить по иному, например, для улучшения наполнения цилиндров рабочей смесью на высоких оборотах впускной клапан заставить открываться немного раньше до прихода поршня в ВМТ, а закрываться немного позже после прохода поршнем НМТ. Для улучшения очистки цилиндров от отработавших газов на высоких оборотах выпускной клапан заставить открываться немного раньше до прихода поршня в НМТ, а закрываться немного позже после прохождения им ВМТ. В этом случае пик крутящего момента будет достигаться на высоких оборотах и возрастет мощность.

Двигатели семейства DOHC VTEC

Основой для конструирования DOHC VTEC стал применяемый 4-клапанный газораспределительный механизм. Для каждого ряда клапанов (впускных и выпускных) предусмотрено устройство отдельного распредвала.

На каждые два клапана приходиться три кулачка на распределительном валу. Боковые два предназначены для работы двигателя на низких и средних оборотах, центральный — на высоких. Кулачки воздействуют на клапана через рокера, которых тоже три на два клапана. Все три рокера оборудованы гидравлически управляемыми поршеньками, которые при наличии управляющего воздействия сдвигаются и соединяют их в единое целое. Средний рокер оборудован специальной пружиной, которая обеспечивает постоянный контакт кулачка с рокером на низких и средних оборотах.

Двигатели семейства SOHC VTEC

SOHC VTEC имеет один распредвал и используется только для впускных клапанов. Эффективность работы несколько ниже чем у DOHC VTEC, но она конструктивно проще и обеспечивает двигателю меньшие габариты и массу.

Основная задача SOHC VTEC-E — максимально снизить расход топлива и улучшить экологические показатели. На малых оборотах двигатель работает на обедненной топливо-воздушной смеси, которая поступает в его цилиндры только через один впускной клапан. Попав туда рабочая смесь интенсивно завихряется, благодаря чему обеспечивается устойчивое ее сгорание. При увеличении оборотов срабатывает система VTEC и тогда оба клапана начинают совместную работу.

Двигатели семейства i-VTEC

Конструкция i-VTEC предполагает использование дополнительную систему VTC, непрерывно регулирующую момент начала открытия впускных клапанов. Фазы открытия впускных клапанов задаются в зависимости от нагрузки двигателя и регулируются посредством изменения угла установки впускного распределительного вала относительно выпускного.