"VTEC just kicked in yo!" – фраза, которая стала основой для шуток среди любителей автомобилей марки Honda. В дословном переводе она означает "VTEC только что ворвался, йоу!". Система, разработанная инженерами, обеспечила успех японского автопроизводителя на рубеже тысячелетий. Без использования турбонаддува и компрессора компания смогла "выжимать" из 2,0-литрового бензинового двигателя 250 лошадиных сил. Отголоски необычного технического решения используются до сих пор.
Статья будет полезной? Не забудьте поставить "палец вверх" и подписаться на канал!
VTEC расшифровывается как Variable Valve Timing and Lift Electronic Control (в переводе на русский язык – "электронная система изменения времени и хода клапанов"). Её внедрение позволило добиться парадоксального эффекта: мощность двигателя повышалась, а средний расход топлива снижался. Давайте разбираться, как японские инженеры смогли добиться подобного результата.
Понять принцип работы системы позволяет изучение процессов сгорания воздушно-топливной смеси. Алгоритм четырёхтактного двигателя предусматривает следующие процессы:
- Впуск;
- Сжатие;
- Рабочий ход;
- Выпуск.
Важную роль в работе ДВС играют клапана, обеспечивающие своевременное поступление воздушно-топливной смеси в цилиндры и выведение продуктов сгорания. Клапана приводятся в движение кулачками, находящимися на распределительном валу.
Размеры и форма кулачка во-многом определяют технические характеристики двигателя. Именно от них зависит, когда клапан будет находиться в открытом положении, а когда полностью закроется.
Для обеспечения эффективности работы ДВС выгодно, чтобы на низких оборотах все такты были синхронизированы между собой. Впускной клапан должен начинать открываться, как только поршень уходит из верхней точки вниз. По достижению нижней точки он должен открыться, а выпускной клапан начать открываться. Такой подход обеспечивает оптимальное сгорание воздушно-топливной смеси при низких оборотах.
На высоких оборотах работы двигателя десинхронизация тактов позволяет добиться ряда преимуществ. Из-за импульса воздушно-топливной смеси и других факторов выгоднее, чтобы клапаны как можно дольше находились в открытом положении. Такое решение позволяет впускать и выпускать наибольший объём воздушно-топливной смеси за один такт, что положительно сказывается на мощности двигателя. Добиться подобного эффекта позволяет использование больших кулачков, но с ними двигатель становится менее экономичным, а на холостых оборотах работает нестабильно. Особенно хорошо это заметно на старых американских масл-карах.
Honda смогла разработать систему, позволяющую совместить положительные эффекты от разных размеров кулачков. Инженеры внедрили распределительный вал с набором комплектующих разных размеров. Конструкция из двух маленьких и одного большого кулачка посередине приводит в движение коромысла, обеспечивающие работу клапанов.
На низких и средних оборотах работают маленькие боковые кулачки, а большой средний не подключён. Такое решение обеспечивает чёткое выполнение тактов и экономичность двигателя.
При достижении определённого значения оборотов двигателя блок управления подаёт сигнал на электромагнитный клапан, который вставляет гидравлическую шпильку между всеми тремя коромыслами, объединяя их.
Благодаря такому решению на высоких оборотах толкатель клапана работает от большого кулачка, поэтому в цилиндры поступает больше воздушно-топливной смеси за каждый такт. Водитель может почувствовать срабатывание VTEC без замеров мощности, эффект при переключении на большой кулачок схож с турбонаддувом.
Система изменения времени и хода клапанов может показаться сложной, но она доказала свою надёжность и обеспечила успех Honda на рубеже веков. Производитель сконцентрировался на американском рынке, где транспортный налог рассчитывался исходя из объёмов двигателя. Использование VTEC позволило предложить покупателям доступные во владении автомобили с внушительным запасом мощности. Родстер Honda S2000 с 2,0-литровым бензиновым двигателем F20C выдавал 250 лошадиных сил без компрессора. Турбины на тот момент только начинали своё развитие, отличались низкой надёжностью и не пользовались высоким спросом.
