چگونه VTEC کار می کند: یک توضیح

صداهای کمی در ارکستر خودرو به اندازه ضربه VTEC متمایز است. VTEC، با یک جهش ناگهانی در لحن (و صدا) از یک موتور هوندا با دور بالا و تنفس طبیعی مشخص می شود. با رونق های مکرر او برنده برخی از بهترین خودروهای اسپورت تمام دوران است. و همچنین اینتگرا لوله مستقیم پسر همسایه. (ببخشید – احتمالا من بودم).

این یکی از طولانی ترین و پرکاربردترین قطعات تکنولوژی خودرو است. با متوقف شدن موتورهای تنفس طبیعی، زمان آن فرا رسیده است که ببینیم دقیقاً چه چیزی ما را تا این حد به آن معتاد کرده است. هیچ مکانی بهتر از VTEC برای شروع وجود ندارد.

هوندا و موتور تنفس طبیعی

هوندا مدت هاست به دنبال راه هایی برای بهبود فناوری موجود در موتورهای تنفس طبیعی است. اولین موفقیت بزرگ آن در آمریکا با معرفی احتراق کنترل شده گرداب مرکب (CVCC) به دست آمد. هوندا CVCC را با سیویک در سال 1974 و در اوج بحران سوخت اوپک معرفی کرد. این سیستم از یک پیش محفظه در سر استفاده می کرد که امکان احتراق کامل سوخت را فراهم می کرد. دریچه کمکی محفظه جلو، مخلوط هوا و سوخت غنی‌تری را به شمع نزدیک‌تر می‌کرد، در حالی که شیر ورودی استاندارد، مخلوط کم‌تری را به بقیه محفظه احتراق می‌فرستاد.

CVCC هوندا اولین طراحی موتوری بود که الزامات جدید قانون هوای پاک برای گازهای خروجی را برآورده کرد. این کار را بدون مبدل کاتالیزوری انجام داد. در عصری که گاز سرب (که مبدل‌های کاتالیزوری را مسدود می‌کند) هنوز در بسیاری از پمپ‌ها یافت می‌شود، یک گام بزرگ به جلو است. این فناوری موتورهای کم حجم هوندا را نه تنها کارآمدتر از همتایان آمریکایی بزرگتر خود، بلکه کاربردی تر کرد.

VTEC ناشی از شرایط مشابه است. در اواسط دهه 80، القای اجباری به آرامی رایج شد و خودروسازان شروع به اضافه کردن توربوشارژرها به موتورهای خود کردند تا قدرت بالاتری داشته باشند. اما این سیستم ها معایب خاص خود را داشتند. توربوشارژرها به طور طبیعی از تاخیر رنج می برند زیرا به زمان نیاز دارند تا فشار ایجاد کنند و (در روزهای اولیه) مصرف سوخت بسیار کمتری داشتند. هوندا می‌خواست به واکنش مستقیم و رفتار قابل پیش‌بینی آسپیراسیون طبیعی پایبند باشد اما عملکردی مشابه موتورهای القایی اجباری ارائه دهد.

چوب

جریان هوا در موتورهای تنفس طبیعی با کارایی بالا بسیار مهم است. جریان هوا به سیلندر از طریق لوب های روی میل بادامک تنظیم می شود که باز شدن هر دو سوپاپ خروجی و ورودی را از طریق پروفیل های تخم مرغی لوب های میل بادامک هماهنگ می کند. این لوب ها روی بازوهای راکر فشار می آورند که دریچه ها را باز می کنند. لوب های پروفیل بلندتر به شدت روی راکرها فشار می آورند، آنها را طولانی تر باز می کنند و جریان هوا را به محفظه احتراق افزایش می دهند.

برای به دست آوردن بهترین عملکرد ممکن در خط قرمز، موتور تا حد امکان به جریان هوا نیاز دارد. این به یک میل بادامک با مشخصات بادامک بسیار تهاجمی نیاز دارد. هوای بیشتر، سوخت بیشتر، قدرت بیشتر ایجاد می کند. متأسفانه، این در سایر نقاط دور موتور دارای اشکالاتی است.

موتور تقریباً در حالت بیکار کار می کند (این ممکن است به عنوان صدای متزلزل در برخی از خودروهای با عملکرد بالا شنیده شود). هنگامی که سوپاپ ها برای مدت طولانی در سرعت های پایین پیستون باز می مانند، این بر عملکرد انتهایی تأثیر منفی می گذارد زیرا فشار کافی در سیلندر ایجاد نمی شود، به این معنی که چرخه احتراق ضعیف می شود. اگر سوپاپ ها خیلی باز باشند، جریان هوا به طور قابل توجهی کاهش می یابد و مخلوط هوا و سوخت مانع می شود. مهمتر از همه، یک بادامک تهاجمی مصرف سوخت را بسیار بالا می‌برد، زیرا موتور به مقدار زیادی سوخت برای جلوگیری از توقف نیاز دارد.

یک دوربین کوچکتر و معقول‌تر همه این مشکلات را حل می‌کند، اما به قیمت قدرت بالا. اینجاست که موتورهای تنفس طبیعی بیشترین جذابیت را نسبت به خودروهای توربوشارژ دارند. در سال 1989، هوندا موتوری را با هدف پر کردن شکاف معرفی کرد.

راه حل

راه حل هوندا که برای اولین بار (در ژاپن) در هوندا اینتگرا 1989 دیده شد، مبتکرانه و بسیار ساده بود. میل بادامک دارای دو مجموعه لوب است: یکی تهاجمی، دیگری معمولی. در دورهای پایین در حین رانندگی آرام، فقط لوب های غیر تهاجمی در واقع روی راکرها فشار می آورند. لوب بزرگتر با بقیه میل بادامک می چرخد ​​اما به چیزی فشار نمی آورد.

در یک RPM از پیش برنامه ریزی شده (بالا!)، یک سلونوئید الکترونیکی آزاد می شود و به روغن اجازه می دهد تا به کانال حک شده در شفت که همه بازوهای راکر را به هم متصل می کند، جریان یابد. فشار روغن یک پین را به کار می اندازد که بازوی چرخان دیگری را درگیر می کند. این اهرم در موقعیت زیر بادامک تهاجمی قفل می شود. بادامک تهاجمی (و راکر مربوطه) اکنون تعیین می کند که چه مدت و چه عمقی دریچه ها باز بمانند. هنگامی که دور در دقیقه کاهش می یابد، شیر برقی بسته می شود، پین راک باز می شود و موتور به مشخصات کمتر تهاجمی باز می گردد.

نتیجه موتوری با قابلیت زیست شهری عالی اما انتهایی ضعیف است. در عمل، یک نتیجه بسیار چشمگیر پدید آمد: Integra Type R که در سال 1995 عرضه شد، 200 اسب بخار از موتور 1.8 لیتری خود تولید کرد. در آن زمان، بیش از 100 اسب بخار در هر لیتر از یک موتور تنفس طبیعی در حوزه ابرخودروهای درجه یک بود. پاداش اضافه شده، البته، این ویژگی است. bwaaa-WAAAA صدای VTEC

پاداش مرکب

زیبایی VTEC این است که از نظر مکانیکی بسیار ساده است که می توان آن را با سایر فناوری های موتور ترکیب کرد تا کنترل بیشتری بر رفتار موتور ایجاد کند. هوندا از این برای ایجاد i-VTEC استفاده کرد که زمان بندی متغیر سوپاپ را با VTEC جفت می کند و اجازه می دهد جریان هوا بیشتر بهینه شود. در سال 2006، هوندا موتوری را توسعه داد که امکان فازبندی بی نهایت متغیر بادامک را فراهم می کرد و در عین حال از VTEC نیز استفاده می کرد. این شرکت قصد داشت تا سال 2010 آن را به تولید برساند اما این مفهوم را کنار گذاشت.

در عوض، در دهه گذشته هوندا به دلیل سخت‌تر شدن قوانین آلایندگی و خروجی‌های قدرت مورد انتظار، به توربوشارژ روی آورده است. در موتورهای توربو VTEC هوندا، لوب های اضافی فقط روی میل بادامک اگزوز یافت می شوند زیرا توربو از جریان هوای اگزوز تغذیه می شود. لوب تهاجمی تر تحت شرایط خاصی که تاخیر توربو محتمل است (مانند گاز جزئی یا شتاب کم RPM) درگیر می شود و به توربو کمک می کند تا سریعتر بالا بیاید.

متأسفانه، VTEC فقط اگزوز دارای ویژگی نیست bwwaaa–WAAAA صدا – از این ورودی می آید. هوندا از این به نفع خود استفاده کرد، و سیویک تایپ R به دلیل پاسخ دریچه گاز و عدم تاخیر توربو، نقدهای مثبتی دریافت کرد. اینکه آیا موتورهای تنفس طبیعی در اینجا باقی می مانند یا خیر، هر کسی حدس می زند، اما اکنون واضح است که تا زمانی که موتورهای هوندا وجود داشته باشد، VTEC نیز وجود خواهد داشت.