Araba motoru için VTEC sistemi

Otomotiv içten yanmalı motorlar sürekli gelişiyor, mühendisler, özellikle silindir hacmini artırmaya başvurmadan maksimum gücü ve torku "sıkmaya" çalışıyor. Japon otomotiv mühendisleri, geçen yüzyılın 90'lı yıllarında atmosferik motorlarının 1000 cm³ hacimden 100 beygir gücü almasıyla ünlendi. Özellikle VTEC sistemi sayesinde gaz kelebeği motorlarıyla tanınan Honda arabalarından bahsediyoruz.

Bu yüzden makalede VTEC'in ne olduğuna, nasıl çalıştığına, çalışma prensibine ve tasarım özelliklerine daha yakından bakacağız.

VTEC Sistemi nedir

Gaz dağıtım mekanizmasının valfinin açılma zamanını ve kalkmasını kontrol etmek için elektronik bir sistem olarak Rusça'ya çevrilen Değişken Valf Zamanlaması ve Kaldırma Elektronik Kontrolü. Basit bir deyişle, bu, zamanlamanın zamanlamasını değiştirmek için bir sistemdir. Bu mekanizma bir sebeple icat edildi.

Doğal emişli içten yanmalı bir motorun son derece sınırlı maksimum güç çıkış kapasitesine sahip olduğu ve tork “rafının” o kadar kısa olduğu ve motorun yalnızca belirli bir hız aralığında verimli bir şekilde çalıştığı bilinmektedir. Elbette, bir türbinin kurulumu bu sorunu tamamen çözer, ancak bizler, üretimi daha ucuz ve kullanımı daha kolay olan atmosferik bir motorla ilgileniyoruz.

Geçen yüzyılın 80'lerinde, Honda'daki Japon mühendisler, bir alt kompakt motorun tüm modlarda nasıl verimli çalışmasını, valf-silindir "buluşmasını" ortadan kaldırıp çalışma hızını 8000-9000 rpm'ye nasıl yükselteceklerini düşünmeye başladılar.

Bugün Honda araçları, üç çalışma modu için (düşük, orta ve yüksek rpm) kaldırma ve valf açma sürelerinin miktarından sorumlu olan sofistike elektroniklerin varlığı ile karakterize edilen 3 Serisi VTEC sistemi ile donatılmıştır.

Rölanti ve düşük hızlarda, sistem zayıf karışım sayesinde yakıt verimliliği sağlar ve orta ve yüksek hızlara - maksimum güce ulaşır.

Bu arada, yeni nesil "VTECH", şehir modunda önemli ölçüde yakıt tasarrufu sağlayan iki giriş valfinden birinin açılmasına izin veriyor.

İşin Temel İlkeleri

Motor düşük ve orta hızlarda çalışırken, içten yanmalı motorun elektronik kontrol ünitesi solenoid valfi kapalı tutar, külbütörlerde yağ basıncı yoktur ve valfler ana eksantrik mili kamlarının dönüşünden normal olarak çalışır.

Maksimum çıkışın gerekli olduğu belirli devirlere ulaşıldığında, ECU solenoide bir sinyal gönderir; açıldığında, basınç altındaki yağı külbütörlerin boşluğuna geçirir ve pimleri hareket ettirerek aynı kamları çalışmaya zorlayarak valf kaldırma yüksekliğini ve açılma sürelerini değiştirir. 

Aynı zamanda ECM, maksimum tork için silindirlere zengin bir karışım enjekte ederek yakıt-hava oranını ayarlar.

Motor devri düşer düşmez solenoid yağ kanalını kapatır, pimler orijinal konumlarına geri döner ve valfler yan kamlardan çalışır.

Böylelikle sistemin çalışması küçük bir türbin etkisi sağlar.

VTEC çeşitleri

Sistemin 30 yılı aşkın bir süredir uygulanması için dört tür VTEC vardır:

•  DOHC VTEC;
•  SOHC VTEC;
•  i-VTEC;
•  SOHC VTEC-E.

Zaman kontrol sistemi ve valf strokunun çeşitliliğine rağmen, çalışma prensibi aynıdır, sadece tasarım ve kontrol şeması farklıdır.

DOHC VTEC sistemi

1989'da, yerel Japon pazarı için Honda Integra'nın iki modifikasyonu piyasaya sürüldü - XSi ve RSi. 1.6 litrelik motor VTEC ile donatılmıştı ve maksimum güç 160 hp idi. Düşük hızlardaki motorun iyi gaz tepkisi, yakıt verimliliği ve çevre dostu olması dikkat çekicidir. Bu arada, bu motor hala sadece modernize edilmiş bir versiyonda üretiliyor.

DOHC motor yapısal olarak iki eksantrik mili ve silindir başına dört valf ile donatılmıştır. Her bir vana çifti, ikisi düşük ve orta hızlarda çalışan ve merkezi olanı yüksek hızlarda "bağlı" olan üç özel olarak şekillendirilmiş kam ile donatılmıştır.

Dıştaki iki kam, külbütör aracılığıyla valflerle doğrudan iletişim kurarken, merkez kam belirli bir hıza ulaşılana kadar boşta çalışır.

Yan eksantrik mili kamları standart elipsoidaldir, ancak yalnızca düşük devirde yakıt verimliliği sağlar. Hız yükseldiğinde orta kam, yağ basıncının etkisi altında devreye girer ve daha yuvarlak ve daha büyük şekli nedeniyle vanayı istenen anda ve daha büyük bir yüksekliğe açar. Bu sayede silindirlerin daha iyi dolması sağlanır, gerekli temizleme sağlanır ve yakıt-hava karışımı maksimum verimle yakılır.

SOHC VTEC sistemi

VTEC uygulaması Japon mühendislerin beklentilerini karşıladı ve onlar yeniliği geliştirmeye devam etmeye karar verdiler. Artık bu tür motorlar, türbinli birimlere doğrudan rakiptir ve eski, yapısal olarak daha basit ve kullanımı daha ucuzdur.

1991 yılında VTEC, SOHC gaz dağıtım sistemine sahip D15B motoruna da kuruldu ve 1,5 litrelik mütevazı bir hacimle motor 130 hp "üretti". Güç ünitesinin tasarımı tek bir eksantrik mili sağlar. Buna göre kamlar aynı eksendedir.

Basitleştirilmiş tasarımın çalışma prensibi diğerlerinden çok farklı değildir: aynı zamanda bir çift valf için üç kam kullanır ve sistem sadece giriş valfleri için çalışır, egzoz valfleri ise hızdan bağımsız olarak standart geometrik ve zaman modunda çalışır.

Basitleştirilmiş tasarımın avantajları, böyle bir motorun daha kompakt ve daha hafif olmasıdır ve bu, otomobilin dinamik performansı ve bir bütün olarak otomobilin yerleşimi için önemlidir. 

I-VTEC sistemi

Elbette 7. ve 8. nesil Honda Accord gibi arabaları ve i-VTEC sistemine sahip motorlarla donatılmış CR-V crossover'ı biliyorsunuzdur. Bu durumda, "i" harfi akıllı kelimeyi, yani "akıllı" kelimesini ifade eder. Önceki seriye kıyasla, yeni nesil, sürekli çalışan ve vanaların açılmaya başladığı anı tam olarak kontrol eden ek bir fonksiyon VTC'nin tanıtımı sayesinde.

Burada emme valfleri sadece daha erken veya daha sonra ve belirli bir yüksekliğe kadar açılmamakta, aynı eksantrik milinin dişli somunu sayesinde eksantrik mili de belirli bir açıyla döndürülebilmektedir. Genel olarak, sistem tork "düşüşlerini" ortadan kaldırır, iyi hızlanma ve makul yakıt tüketimi sağlar.

SOHC VTEC-E sistemi

Yeni nesil "VTECH", maksimum yakıt ekonomisi elde etmeye odaklanır. VTEC-E'nin çalışmasını anlamak için, Otto çevrimli motor teorisine dönelim. Yani hava-yakıt karışımı, hava ve benzinin emme manifoldunda veya doğrudan silindirde karıştırılmasıyla elde edilir. Diğer şeylerin yanı sıra, karışımın yanma verimliliğinde önemli bir faktör, homojenliğidir.

Düşük hızlarda, hava giriş derecesi düşüktür, bu da yakıtı havayla karıştırmanın etkisiz olduğu anlamına gelir, bu da kararsız motor çalışmasıyla uğraştığımız anlamına gelir. Güç ünitesinin düzgün çalışmasını sağlamak için, silindirlere zenginleştirilmiş bir karışım girer.

VTEC-E sistemi, tasarımda ek kamlara sahip değildir, çünkü yalnızca yakıt ekonomisi ve yüksek çevre standartlarına uygunluğu amaçlamaktadır. 

Ayrıca VTEC-E'nin ayırt edici bir özelliği, biri standart, ikincisi oval olmak üzere çeşitli şekillerde kamların kullanılmasıdır. Böylece bir giriş valfi normal aralıkta açılır ve ikincisi zar zor açılır. Bir valf aracılığıyla yakıt-hava karışımı tam olarak girerken, ikinci valf düşük verimi nedeniyle girdap etkisi verir, bu da karışımın tam verimle yanacağı anlamına gelir. 2500 devirden sonra ikinci valf de birincisi gibi yukarıda anlatılan sistemlerde olduğu gibi kamı kapatarak çalışmaya başlar.

Bu arada, VTEC-E sadece ekonomiyi değil, aynı zamanda geniş bir tork aralığı nedeniyle basit atmosferik motorlardan% 6-10 daha güçlü olmayı da hedefliyor. Bu nedenle, boşuna değil, bir zamanlar VTEC turboşarjlı motorlar için ciddi bir rakip haline geldi.

3 aşamalı SOHC VTEC sistemi

3-aşamanın ayırt edici bir özelliği, sistemin basit bir deyişle üç modda VTEC çalışmasını hedeflemesidir - mühendisler üç nesil VTEC'i bir araya getirdiler. Üç çalışma modu aşağıdaki gibidir:

• düşük motor hızlarında, iki valften yalnızca birinin tamamen açıldığı VTEC-E'nin çalışması tamamen kopyalanır;
• orta hızda iki valf tamamen açılır;
• yüksek devirlerde, merkez kam devreye girerek valfi maksimum yüksekliğine açar.

Üç modlu çalışma için ek bir solenoid tasarlanmıştır.

60 km / s sabit hızda böyle bir motorun 3.6 km'de 100 litre yakıt tüketimi gösterdiği kanıtlanmıştır.

VTEC'in açıklamasına göre, tasarımda birkaç eşlik eden parça kullanıldığından, bu sistemin güvenilir olarak kabul edilmesi amaçlanmıştır. Böyle bir motorun tam olarak çalışmasının sürdürülmesinin zamanında bakımdan ve belirli bir viskoziteye sahip motor yağı ve katkı maddesi paketi kullanımından ilerlemesi gerektiğini anlamak önemlidir. Ayrıca, bazı sahipler, VTEC'in solenoidleri ve kamları kirli yağdan koruyan kendi ağ filtrelerine sahip olduğunu ve bu ekranların her 100 km'de bir değiştirilmesi gerektiğini ima etmez.

Sorular ve Cevaplar:

i VTEC nedir ve nasıl çalışır? Valf zamanlamasının zamanlamasını ve yüksekliğini değiştiren elektronik bir sistemdir. Honda tarafından geliştirilen benzer bir VTEC sisteminin bir modifikasyonudur.

Tasarım özellikleri nelerdir ve VTEC sistemi nasıl çalışır? İki valf, üç kam tarafından desteklenir (iki değil). Zamanlama tasarımına bağlı olarak, dış kamlar valflere külbütörler, külbütör kolları veya iticiler aracılığıyla temas eder. Böyle bir sistemde, valf zamanlamasının iki çalışma modu vardır.