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.
VTEC нужно почувствовать, чтобы понять
Прежде чем продолжим рекомендую ознакомится со статьей на кулачках , где подробно и грамотно рассказывают о распредвалах, кулачках и прочей полезной околотематике. Если статья показалась слишком сложной, то начните с этого и просмотрите видео ролик, подробно описывающий принцип действия ДВС.
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
Распределительный вал с VTEC — 3 кулачка на пару клапанов
Секрет VTEC – 3 кулачка на 2 клапана. В обычном режиме работают два крайних маленьких кулачка, а когда срабатывает VTEC в действие приводится центральный, загоняя клапана глубже и дольше.
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. Взгляните на анимацию:
Устройство и принцип работы VTEC
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)
Рокеры VTEC
Таким образом, в режиме VTEC в цилиндры поступает больше топливно-воздушной смеси, и как следствие, значительное увеличение мощности.
SOHC VTEC-E
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.
