что такое система i vtec

15.12.202327.09.2023 admin 0 Comments

i-VTEC

Система i-VTEC в том виде, в котором она существует появилась не так давно, если не брать в расчет традиционный VTEC, который господствовал в мире моторов с 1989 по 2000 годы. Новая же система обзавелась дополнительным символом «i» и стала называться i-VTEC, подразумевая под этим символом наличие интелекта.

Принцип работы i-VTEC отдаленно напоминает традиционный VTEC. И все же «умный фазорегулятор» другой. О чем тут говорить, если даже i-VTEC в версиях SOHC и DOHC — системы функционирующие совершенно по-разному и конструктивно имеют гораздо больше различий, чем количество распределительных валов. Например, DOHC i-VTEC работает в паре с системой VTC, тогда как одновальный i-VTEC работает в одиночку. Кстати, в силу обширности темы сегодня мы будем обсуждать только SOHC i-VTEC. А «красноголовый двухвальник» оставим на потом.

Все описанное в статье будет в большей степени касаться двигателей R-серии, в частности мотора R18A, который появился в 2006 году на Honda Civic и стал первым носителем новой системы SOHC i-VTEC.
Предисловие

Идея новой системы i-VTEC по-большому счету осталась верной старым принципам, но адаптирована к новым общемировым тенденциям — обеспечивать оптимальную отдачу двигателя в различных условиях, при любом стиле вождения и при максимально эффективном потреблении топлива. Чтобы этого достичь необходимо распределить основные технические показатели, такие как мощность и крутящий момент, в максимально широком диапазоне оборотов. Другими словами — объединить хороший крутящий момент на «низах» от большеобъемных моторов и высокую мощность на «верхах» от высокооборотного спортивного двигателя. Лет двадцать назад вам бы сказали, что это невозможно.

Чтобы лучше понять принцип действия SOHC i-VTEC рассмотрим типичные ситуации. Спокойная езда по городу с пустым багажником и без пассажиров, плавные нажатия на педаль газа. В таком режиме обороты двигателя, как правило, не превышают порог в 2,5 – 3,5 тысяч оборотов в минуту, а усилия на педаль газа минимальны. На стандартных двигателях в таких ситуациях дроссельная заслонка находится почти в закрытом положении.
Дроссельная заслонка — элемент впускной системы, которая регулирует подачу воздуха в двигатель. Самым непосредственныи образом на дроссельную заслонку воздействует педаль газа. В зависимости от количества поступаемого воздуха, электронная система управления двигателем в нужной пропорции подает топливо для образования топливно-воздушной смеси. Чем сильнее нажимаете на педаль газа, тем шире открывается дроссельная заслонка (увеличивается поперечное сечение впускного канала), которая являлась препятствием для прохождения воздуха.

По идее, такое поведение дроссельной заслонки способствует экономии топлива — поступает меньше воздуха и соответственно компьютер уменьшает дозу подаваемого топлива. Однако это не совсем так. В такой ситуации дроссельная заслонка выступает в качестве силы сопротивления, препятствуя прохождению воздуха, когда этого требует рабочий процесс. Получается поршень, опускаясь в цилиндре вниз, должен всасывать топливно-воздушную смесь, затрачивая на это собственную энергию. Энергию, которая в конечном итоге должна была полностью попасть на колеса. Этот побочный эффект прозвали «насосными потерями».

Попытаемся взглянуть на это с практической точки зрения на примере системы SOHC i-VTEC. Ведь именно «игра» с подачей воздуха и устранение насосных потерь – «фишка» нового одновального i-VTEC.

SOHC i-VTEC на двигателе R18A1

Удивительно, насколько гениальным и простым путем пошли инженеры Honda. Все что они сделали – оставили дроссельную заслонку широко открытой на низах, а регулировку подачи толивно-воздушной смеси доверили системе i-VTEC. На деле, разумеется, не все так просто.

Для начала запомним, что период, когда дроссельная заслонка полностью открыта, а на подачу воздуха действуют другие силы, и является рабочей зоной системы SOHC i-VTEC. Получается, что именно в этот период в впускную систему поступает чрезмерно много воздуха и соответственно в цилиндры много топливно-воздушной смеси? Так и есть.

Но смесь не сгорает, как вы, наверное, подумали. Фишка системы состоит в том, что один из двух впускных клапанов в цилиндре после фазы впуска закрывается значительно позже второго.

В стандартных двигателях на фазе впуска впускные клапаны открыты, поршень движется вниз к нижней мертвой точке (НМТ). Как только поршень достигает низшей мертвой точки впускные клапаны закрываются, а поршень, начиная фазу сжатия поднимается к верхней мертвой точке (ВМТ).

Двигатель с SOHC i-VTEC работает несколько иначе. На фазе впуска все как обычно – поршень движется к нижней мертвой точке, впускные клапаны открыты. На фазе сжатия поршень начинает движение вверх к высшей мертвой точке, но! Один из впускных клапанов остается открытым, давая возможность поршню выдавить лишнюю топливно-воздушную смесь обратно в систему впуска, которая беспрепятственно прошла в цилиндр, благодаря полностью открытой дроссельной заслонке.

Конечно, профиль VTEC-ового кулачка, благодаря которому один из клапанов остается дольше открытым, разработан таким образом, что клапан закрывается до встречи с поршнем и в момент, когда в цилиндре остается оптимальное количество топливно-воздушной смеси.
Механизм SOHC i-VTEC

Механизм системы SOHC i-VTEC аналогичен механизму VTEC предыдущих поколений. Все двигатели с системой SOHC i-VTEC имеют два впускных клапана и два выпускных на каждый цилиндр, т.е 16 клапанов на 4 цилиндра. На каждую пару клапанов приходится 3 кулачка – два обычных крайних и один центральный vtec-овый. Кулачки распредвала традиционно воздействуют на клапаны не непосредственно, а через рокеры, которых тоже три на два клапана.

При отключенной системе i-VTEC 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 вхолостую.

Механизм SOHC i-VTEC
механизм системы SOHC i-VTEC в отключенном и включенном состоянии

Как только двигатель переходит в режим работы, которую система Drive by Wire определяет как благоприятную для работы системы — посредством давления масла система смещает пистоны внутри рокеров таким образом, что два из трех рокеров превращаются в одну единую конструкцию. До этого работавший вхолостую vtec-овый кулачок вступает в игру. Теперь один из крайних рокеров начинает работать по законам vtec-ового кулачка, загоняя один из впускных клапанов цилиндра глубже и на дольше. Практически, как обычный VTEC, с той лишь разницей, что работают системы при разных условиях и в разных фазах.
Drive by Wire (DRW) или «управление по проводам» — электронная цифровая система управления автомобилем. Водитель управляет бортовым компьютером, а не непосредственно автомобилем. Компьютер исполняет команды с учётом показаний датчиков, включая-выключая сервомоторы, — по проводам. Система в той или иной мере способна реализовать машину, действующую по принципу «делай то, что я хочу». Например, нажатый до упора тормоз может означать не «зажать колёса с максимальным усилием», а «остановиться как можно быстрее», и уже дело компьютера — решать, как остановиться.

В обычной системе VTEC два внешних кулачка отвечают за работу двигателя на низких оборотах, а центральный vtec-овый подключается на высоких оборотах, загоняя клапаны глубже и дольше, чтобы в цилиндры поступило как можно больше топливно-воздушной смеси. В «умном» SOHC i-VTEC все наоборот — рабочая зона системы находится в диапазоне от 1000 до 3500 оборотов в минуту. На «верхах» же мотор вступает в стандартный режим работы.

Рабочий диапазон системы SOHC i-VTEC

Однако, диапазон оборотов не единственный фактор по которому система Drive by Wire определяет момент включения и выключения системы. Иначе новый i-VTEC мало чем отличался бы от предшественников.

Новый SOHC i-VTEC в паре с «Drive by Wire» умеет определять нагрузку на двигатель и в зависимости от ее величины принимать решение включаться ей или нет. Последнее явление и раскрывает наличие загадочного символа «i» в названии системы. Получается система работает при определенных оборотах двигателя и определенной величине нагрузки на двигатель. Поэтому «Drive by Wire», которая и определяет оптимальные условия, является наиважнейшей составляющей системы в целом. Общий рабочий диапазон SOHC i-VTEC демонстрирует вышерасположенный график. Красная зона на графике и есть благоприятная среда для работы системы.

Судя по статье можно подумать, что система направлена исключительно на экономичность. Это не совсем так. Использование системы SOHC i-VTEC на низких оборотах позволило обычным кулачкам придать более спортивный профиль, при этом, не жертвуя такими показателями, как «умеренный аппетит» и плавность хода.

Кроме этого, в двигателях с данной системой применили новую технологию снижения трений, используются более легкие материалы, благодаря чему потерь стало гораздо меньше, удалось поднять степень сжатия. Если сравнивать двигатели с системой SOHC i-VTEC (например R18A) c аналогичными решениями конкурентов – будьте уверены, хондовское чудо мощнее и экономичнее.

Видио презентация работы Honda R18 1.8L i-VTEC

Источник

Вся правда о DOHC I-VTEC

Так как сам до покупки своей хонды не знал что такое I-VTEC и как он работает решил выложить очень интересный и правдивый рассказ об этой системе. Теперь можно сказать я просто её фанат. Чтобы понять о чем вообще речь её надо прочувствовать в реале, а кто знает тот знает.

— Вставляй ключ в замок зажигания и заводи.
— Как в обычных машинах?
— Да. Мы не в шатле, как мне показалось.
— ОК, завожу. Урчит приятно )
— Втыкай передачу, поехали.
— Хорошо. Первая… 3000 оборотов пора на вторую?
— Не спеши. Не переключай я сказал! Тапку в пол! Тапку в пол!
— Ух ты. Ух ты б.ть! 8 тысяч! О боже, Honda! Ай да VTEC!

Если вышеописанные ощущения вам знакомы, если вы владелец драйв-кара с красноголовым DOHC i-VTEC под капотом или вы мечтайте о таковом, но не понимаете как хондовские атмосферники способны творить такое. эта статья как раз об этом.

На сегодняшний день DOHC i-VTEC – это вершина технологий, которые Honda применяет к дорожным автомобилям. Civic Type R, Civic Si, RSX Type S, Accord Euro-R, S2000 – все они связаны красным сердцем под названием DOHC i-VTEC.

DOHC i-VTEC — система управления газораспределением в двигателе. И чтобы приступить к объянениям самой сути системы не лишним было бы вспомнить, что такое газораспределение и основные ее составляющие.

Газораспределение – это ничто иное как процесс впуска в цилиндры двигателя свежего заряда топливно-воздушной смеси и выпуска отработавших газов. Мощность и крутящий момент, расход топлива и токсичность выхлопов напрямую зависят от эффективности газораспределения, т.е. на сколько эффективно цилиндры наполняются свежим топливом и насколько эффективно избавляются от продуктов ее сгорания.

Если капнуть глубже, то окажется, что непосредственное влияние на процесс газораспределения оказывают кулачки распределительных валов. Вернее их профиль, высота и угловое положение кулачков впускных относительно выпускных.

Если бы существовала возможность создать кулачки с профилем и углом, обеспечивающие наилучшие мощностные, экономичные и токсичные показатели во всем диапазоне оборотов двигателя, появление таких систем как VTEC было бы необъяснимым. Разумеется, такие кулачки создать невозможно, поэтому VTEC существует.

Во время работы на высоких оборотах время, в течение которого клапаны открыты, сокращается. Для того, чтобы достигнуть оптимального наполнения цилиндра топливно-воздушной смесью, а после сгорания избавиться от отработавших газов, клапаны должны открываться раньше и закрываться позже, увеличивая тем самым время «открытости» клапанов. Подобрать кулачкам соответствующий профиль очень легко, однако на низких оборотах за такое газораспределение придется расплачиваться. Через преждевременно отрытый выпускной клапан из цилиндра в выпускной тракт попадут отработавшие газы, еще имевшие нерастраченную на полезную работу энергию, т.е. недогоревшее топливо.

По причине позднего закрытия того же выпускного клапана вслед за этим в выпускной коллектор до воспламенения может попасть часть свежей горючей смеси. Другая часть свежего заряда может оказаться также «за бортом» через неуспевший закрыться впускной клапан. Эта часть топливно-воздушной смеси попадет обратно во впускной коллектор. Понятно, что такая работа двигателя далеко не эффективна, а потери и по расходу топлива и по мощности очевидны.

DOHC i-VTEC позволяет избежать вышеописанных неприятностей на низких оборотах и обеспечить существенную отдачу на «верхах» и средних оборотах. В принципе, с этим не плохо справлялся DOHC VTEC предыдущего поколения, однако у DOHC i-VTEC больше тяги на низах, чем старый DOHC VTEC похвастаться не может. Возможно, это не единственное различие между старым и новым двухвальным VTEC. К сожалению, на красноголовых DOHC i-VTEC не ездил, поэтому проводить дальнейшее сравнение просто не имею права. Уверен, что у каждого из них найдутся свои плюсы и минусы. Однако новый DOHC i-VTEC производительней и этот факт стоит признать.

В ходе длинного вступления вы, наверное, подумали, что DOHC i-VTEC система не имеющая разновидностей. Впрочем, сама Honda позиционирует ее без деления, хотя на самом деле DOHC i-VTEC имеет два подвида, которые берут свои корни с предыдущего поколения VTEC.

Разновидности DOHC i-VTEC

DOHC i-VTEC DOHC VTEC + VTC
DOHC i-VTEC I SOHC VTEC-E + VTC + не втековый выпускной распредвал

Система Тип VTEC VTC
DOHC i-VTEC VTEC на впуске и выпуске. Момент срабатывания VTEC — 5800 об.мин. на впускном распредвале
DOHC i-VTEC I VTEC-E на впуске, выпускной распредвал стандартный. Момент срабатывания VTEC — 2500 об.мин. на впускном распредвале

По большому счету префикс «i» в названиях системы подразумевает, что в паре с системой VTEC работает VTC. Но перед тем как разобраться, что такое VTC вспомним принцип работы традиционных VTEC и VTEC-E, так как DOHC i-VTEC в обоих его проявлениях основан именно на принципах работы VTEC первого поколения.
DOHC i-VTEC

Вспомним, что в стандартном двигателе на каждый клапан в цилиндре приходится свой кулачок на распредвале. Однако, в моторах с DOHC i-VTEC на каждые два клапана предусмотрено 3 кулачка на распредвале – два стандартных крайних и один центральный кулачок с более агрессивным профилем, который вступает в работу с момента включения системы VTEC. Т.е принцип действия нового DOHC VTEC (составляющую DOHC i-VTEC) абсолютно идентичен работе DOHC VTEC первого поколения

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 система VTEC включается (5800 оборотов в минуту). 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 центральный кулачок вступает в игру. Теперь два крайних рокера начинают работать по законам центрального кулачка, загоняя клапана глубже.

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

VTC — это та дополнительная составляющая, которая превращает DOHC VTEC в новый «DOHC i-VTEC» и «VTEC-E» в «DOHC i-VTEC I». Это механизм, который доворачивает впускной распределительный вал относительно выпускного с помощью давления масла.

Аббревиатура VTC расшифровывается как Variable Timing Control, что в переводе означает «Система изменения фаз газораспределения». По сути, расшифровка названия имеет тот же смысл, что и VTEC. В принципе цель этих систем одна и та же, но каждая это делает по разному и в тоже время дополняет друг друга. Дополнительная система VTC установлена и воздействует только на впускной распредвал.

При высоких оборотах времени на открытие-закрытие клапанов значительно меньше, хотя топливо-воздушной смеси нужно подавать больше. Следовательно, необходимо увеличить фазу открытия и высоту подъема клапана чем и занимается VTEC, а система VTC «создает благоприятные условия» для эффективной работы VTEC.

Если система VTEC с помощью дополнительного кулачка позволяет вогнать клапаны глубже и незначительно увеличивает время открытого состояния, то VTC дает возможность довернуть распредвал таким образом, что клапаны откроются раньше, что способствует более эфективному продуванию цилиндров.
В отличие от основной системы VTEC, которая включается в определенном диапазоне оборотов, дополнительная система VTC работает постоянно и непрерывно, регулируя момент открытия впускных клапанов в зависимости от нагрузки на двигатель. Давайте разберемся, как она это делает.

Механизм работы VTC

Исполнительная часть системы VTC интегрирована в шкив впускного распредвала. Если обычный шкив это цельная конструкция, один кусок металла, то шкив VTC состоит из нескольких частей.

Одна из частей — корпус шкива VTC, который жестко закреплен цепью ГРМ со шкивами выпускного и коленчатого валов. Другая часть — лопатка шкива VTC — деталь которая имеет свободный ход внутри шкива VTC и которая жестко закреплена с впускным распредвалом. Полость внутри корпуса шкива VTC, в которой лопатка имеет свободный ход заполнена моторным маслом. Подвод масла в полость шкива организована с двух сторон от лопатки. Таким образом, подавая давление масла в одну из сторон мы крутим лопатку в другую сторону. А воздействуя на лопатку шкива VTC мы напрямую воздействуем на распредвал с кулачками и, как следствие, изменяем угол положения впускных кулачков относительно выпускных.

Роль управляющего в этом процессе играет соленоид VTC. Получая данные о нагрузке на двигатель с ECU соленоид направляет давление масла в одну из сторон.

Как это происходит. К соленоиду VTC подведено моторное масло, которое имеет определенное системное давление, которое передается соленоиду VTC. Внутри соленоида происходит разделение направления масла на два канала — назовем их условно красный канал и желтый канал. Оба из этих каналов ведут от соленоида к полости шкива VTC, в котором лопатка шкива VTC имеет свободный ход. Красный канал подведен с одной стороны лопатки шкива, а желтый — с другой.

Угол перекрытия (перекрытие клапанов) – это угол положения впускных клапанов относительно выпускных, при котором впускные и выпускные клапаны одновременно открыты. Проще говоря, это момент времени, когда впускные и выпускные клапаны одновременно открыты.

В зависимости от условий работы двигателя соленоид направляет давление масла либо в красный либо в желтый канал. И если давление направлено, например, в красный канал, то с желтого канала происходит слив — воздействуя на лопатку шкива с одной стороны, система заставляет лопатку выдавливеть масло с другой стороны.

На холостых оборотах и на низких оборотах при малой нагрузке двигателя система VTC доводит угол перекрытия клапанов до минимума, чтобы двигатель работал стабильно. При увеличении нагрузки система плавно увеличивает угол перекрытия. На высоких оборотах при большой нагрузке система доворачивает распредвал (увеличивает угол перекрытия) до максимально возможного уровня. Величина угла перекрытия клапанов зависит от модели двигателя и как правило находится в пределах 25 — 50 градусов.

Если не вдаваться в особенности конструкции моторов с DOHC i-VTEC можно утверждать, что суть темы в этой статье раскрыта. На самом деле, новый DOHC i-VTEC в обоих его проявлениях это старый добрый VTEC дополненный новой интеллектуальной «фишкой» VTC. И именно за счет VTC моторы с DOHC i-VTEC (оба подвида) стали работать гораздо эластичнее моторов с VTEC первого поколения и имеют больше тяги на низах.

Несомненно, новые моторы производительнее, технологичнее и лучше, однако новый VTEC кое-что утратил — за счет приобретенных качеств включение VTEC, которое так «заводило» стало, практически, незаметным. И все же DOHC i-VTEC впечатляет. «вгоняет» и «доворачивает».

Источник

Вся правда о DOHC I-VTEC

Так как сам до покупки своей хонды не знал что такое I-VTEC и как он работает решил выложить очень интересную и правдивый рассказ об этой системе. Теперь можно сказать я просто её фанат. Чтобы понять о чем вообще речь её надо прочувствовать в реале, а кто знает тот знает.

Двигатель Honda с DOHC i-VTEC