Sistema VTEC per motore di automobile

I motori a combustione interna per autoveicoli sono in costante miglioramento, gli ingegneri stanno cercando di "spremere" la massima potenza e coppia, soprattutto senza ricorrere all'aumento del volume dei cilindri. Gli ingegneri automobilistici giapponesi sono diventati famosi per il fatto che i loro motori atmosferici, negli anni '90 del secolo scorso, ricevevano 1000 cavalli da un volume di 100 cm³. Stiamo parlando delle vetture Honda, note per i loro motori a farfalla, soprattutto grazie al sistema VTEC.

Quindi, nell'articolo daremo un'occhiata più da vicino a cos'è VTEC, come funziona, il principio di funzionamento e le caratteristiche del design.

Cos'è il sistema VTEC

Fasatura variabile della valvola e controllo elettronico dell'ascensore, tradotto in russo, come sistema elettronico per il controllo del tempo di apertura e dell'alzata della valvola del meccanismo di distribuzione del gas. In parole semplici, questo è un sistema per cambiare la tempistica della temporizzazione. Questo meccanismo è stato inventato per una ragione.

È noto che un motore a combustione interna aspirato ha capacità di potenza massima estremamente limitate e il cosiddetto "scaffale" di coppia è così breve che il motore funziona in modo efficiente solo in una certa gamma di velocità. Certo, l'installazione di una turbina risolve completamente questo problema, ma a noi interessa un motore atmosferico, più economico da produrre e più facile da far funzionare.

Negli anni '80 del secolo scorso, gli ingegneri giapponesi della Honda iniziarono a pensare a come far funzionare in modo efficiente un motore subcompatto in tutte le modalità, eliminare la "riunione" valvola-cilindro e aumentare la velocità operativa a 8000-9000 giri / min.

Oggi i veicoli Honda sono equipaggiati con il sistema VTEC Serie 3, che si caratterizza per la presenza di un'elettronica sofisticata responsabile della quantità di tempi di sollevamento e apertura delle valvole per tre modalità di funzionamento (basso, medio e alto numero di giri).

Al minimo e ai bassi regimi, il sistema fornisce l'efficienza del carburante grazie a una miscela magra e al raggiungimento di velocità medie e alte: la massima potenza.

A proposito, la nuova generazione "VTECH" consente di aprire una delle due valvole di aspirazione, il che consente di risparmiare notevolmente carburante in modalità città.

Principi di base del lavoro

Quando il motore gira a bassi e medi regimi, la centralina elettronica del motore endotermico mantiene chiusa l'elettrovalvola, non c'è pressione dell'olio nei bilancieri e le valvole funzionano normalmente per la rotazione delle camme dell'albero a camme principale.

Al raggiungimento di determinati giri, in cui è richiesto il massimo ritorno, la ECU invia un segnale al solenoide che, aperto, fa passare olio in pressione nella cavità dei bilancieri e muove i perni, costringendo a lavorare le stesse camme, che modificano l'altezza di sollevamento della valvola e il loro tempo di apertura. 

Allo stesso tempo, l'ECM regola il rapporto carburante-aria iniettando una ricca miscela nei cilindri per la massima coppia.

Non appena la velocità del motore si abbassa, il solenoide chiude il canale dell'olio, i perni tornano nella posizione originale e le valvole funzionano dalle camme laterali.

Pertanto, il funzionamento del sistema fornisce l'effetto di una piccola turbina.

Varietà di VTEC

In più di 30 anni di utilizzo del sistema, ci sono quattro tipi di VTEC:

•  DOHCVTEC;
•  SOHCVTEC;
•  i-VTEC;
•  SOHC VTEC-E.

Nonostante le varietà del sistema di controllo del tempo e della corsa della valvola, il principio di funzionamento è lo stesso, differiscono solo il design e lo schema di controllo.

Sistema DOHC VTEC

Nel 1989 furono rilasciate due modifiche della Honda Integra per il mercato interno giapponese: XSi e RSi. Il motore da 1.6 litri era dotato di VTEC e la potenza massima era di 160 CV. È interessante notare che il motore a bassi regimi è caratterizzato da una buona risposta dell'acceleratore, efficienza del carburante e rispetto dell'ambiente. A proposito, questo motore è ancora prodotto, solo in una versione modernizzata.

Strutturalmente, il motore DOHC è dotato di due alberi a camme e quattro valvole per cilindro. Ogni coppia di valvole è dotata di tre camme appositamente sagomate, due delle quali operano a bassa e media velocità, e quella centrale è “collegata” alle alte velocità.

Le due camme esterne comunicano direttamente con le valvole attraverso il bilanciere, mentre la camma centrale gira al minimo fino a raggiungere una certa velocità.

Le camme degli alberi a camme laterali sono ellissoidali standard, ma forniscono l'efficienza del carburante solo a bassi regimi. Quando la velocità aumenta, la camma centrale, sotto l'influenza della pressione dell'olio, viene attivata e, grazie alla sua forma più arrotondata e più grande, apre la valvola nel momento richiesto e ad un'altezza maggiore. A causa di ciò, il riempimento del cilindro viene migliorato, viene fornito lo spurgo necessario e la miscela aria-carburante viene bruciata con la massima efficienza.

Sistema SOHC VTEC

L'applicazione di VTEC ha soddisfatto le aspettative degli ingegneri giapponesi, che hanno deciso di continuare a sviluppare l'innovazione. Ora tali motori sono diretti concorrenti delle unità con una turbina, e il primo è strutturalmente più semplice ed economico da utilizzare.

Nel 1991 VTEC è stato installato anche sul motore D15B con un sistema di distribuzione del gas SOHC, e con un volume modesto di 1,5 litri, il motore "produceva" 130 CV. Il design del propulsore prevede un unico albero a camme. Di conseguenza, le camme sono sullo stesso asse.

Il principio di funzionamento del design semplificato non è molto diverso dagli altri: utilizza anche tre camme per una coppia di valvole, e il sistema funziona solo per le valvole di aspirazione, mentre le valvole di scarico, indipendentemente dalla velocità, funzionano nella modalità geometrica e temporale standard.

Il design semplificato ha i suoi vantaggi in quanto un tale motore è più compatto e leggero, il che è importante per le prestazioni dinamiche dell'auto e il layout dell'auto nel suo complesso. 

Sistema I-VTEC

Sicuramente conosci auto come Honda Accord di 7a e 8a generazione, così come il crossover CR-V, che sono equipaggiate con motori con il sistema i-VTEC. In questo caso, la lettera "i" sta per la parola intelligente, cioè "intelligente". Rispetto alla serie precedente, una nuova generazione, grazie all'introduzione di una funzione aggiuntiva VTC, che lavora costantemente, controllando completamente il momento in cui le valvole iniziano ad aprirsi.

Qui, le valvole di aspirazione non solo si aprono prima o dopo e fino a una certa altezza, ma l'albero a camme può anche essere ruotato di un certo angolo grazie al dado dell'ingranaggio dello stesso albero a camme. In generale, il sistema elimina i “cali” di coppia, fornisce una buona accelerazione e un consumo di carburante moderato.

Sistema SOHC VTEC-E

La prossima generazione di "VTECH" si concentra sul raggiungimento del massimo risparmio di carburante. Per comprendere il funzionamento di VTEC-E, passiamo alla teoria del motore con il ciclo Otto. La miscela aria-carburante si ottiene quindi miscelando aria e benzina nel collettore di aspirazione o direttamente nel cilindro. Tra l'altro, un fattore importante per l'efficienza di combustione della miscela è la sua uniformità.

A basse velocità, il grado di aspirazione dell'aria è basso, il che significa che la miscelazione del carburante con l'aria è inefficace, il che significa che abbiamo a che fare con un funzionamento instabile del motore. Per garantire il buon funzionamento del propulsore, una miscela arricchita entra nei cilindri.

Il sistema VTEC-E non ha camme aggiuntive nel design, perché è finalizzato esclusivamente al risparmio di carburante e al rispetto di elevati standard ambientali. 

Inoltre, una caratteristica distintiva di VTEC-E è l'uso di camme di varie forme, una delle quali è di forma standard e la seconda è ovale. Pertanto, una valvola di ingresso si apre nell'intervallo normale e la seconda si apre a malapena. Attraverso una valvola, la miscela aria-carburante entra per intero, mentre la seconda valvola, a causa della sua bassa portata, produce un effetto vortice, il che significa che la miscela si esaurirà con piena efficienza. Dopo i 2500 giri/min, anche la seconda valvola entra in funzione, come la prima, chiudendo la camma come nei sistemi sopra descritti.

A proposito, VTEC-E è rivolto non solo all'economia, ma anche al 6-10% più potente dei semplici motori atmosferici, grazie a un'ampia gamma di coppia. Pertanto, non è inutile, un tempo, VTEC è diventato un serio concorrente dei motori turbocompressi.

Sistema SOHC VTEC a 3 stadi

Una caratteristica distintiva del 3 stadi è che il sistema è finalizzato al funzionamento VTEC in tre modalità, in parole semplici: gli ingegneri hanno combinato tre generazioni di VTEC in una. Le tre modalità di funzionamento sono le seguenti:

• a bassi regimi il funzionamento del VTEC-E è completamente copiato, dove solo una delle due valvole si apre completamente;
• a velocità media due valvole completamente aperte;
• agli alti regimi si innesta la camma centrale aprendo la valvola alla sua massima altezza.

Un solenoide aggiuntivo è progettato per il funzionamento a tre modalità.

È stato dimostrato che un tale motore, a una velocità costante di 60 km / h, ha mostrato un consumo di carburante di 3.6 litri per 100 km.

Sulla base della descrizione di VTEC, questo sistema è da considerarsi affidabile, poiché nella progettazione vengono utilizzate poche parti di accompagnamento. È importante capire che il mantenimento del pieno funzionamento di un tale motore deve procedere da una manutenzione tempestiva, nonché dall'uso di olio motore con una certa viscosità e un pacchetto di additivi. Inoltre, alcuni proprietari non implicano che VTEC abbia i propri filtri a rete, che proteggono inoltre i solenoidi e le camme dall'olio sporco e questi schermi devono essere cambiati ogni 100 km.

Domande e risposte:

Cos'è i VTEC e come funziona? È un sistema elettronico che modifica la fasatura e l'altezza della fasatura delle valvole. È una modifica di un sistema VTEC simile sviluppato da Honda.

Quali sono le caratteristiche del design e come funziona il sistema VTEC? Due valvole sono supportate da tre camme (non due). A seconda del design della cinghia di distribuzione, le camme esterne contattano le valvole tramite bilancieri, bilancieri o pulsanti. In un tale sistema, ci sono due modalità di funzionamento della fasatura della valvola.