Фазы газораспределения двигателя автомобиля — что это такое [диаграмма]
Работа двигателя автомобиля зависит от фаз газораспределения, то есть от открытия — закрытия впускных и выпускных клапанов. Расскажем что такое фазы газораспределения и покажем диаграмму работы для разных режимов движения. Зачем нужен фазовращатель и как работает.
Что это такое
Фаза газораспределения — это период от момента открытия клапанов до момента их закрытия. Выражается в градусах поворота коленчатого вала. Их задача — обеспечить наивысшую эффективность наполнения и очистки цилиндра во время работы двигателя. От оптимально подобранных фаз зависит экономичность мотора, мощность, развиваемый момент.
Влияние на работу мотора
В большинстве двигателей фазы меняться не могут. КПД таких моторов не отличается высокой эффективностью. Из-за этого скорость и эффективность наполнения цилиндров при различных режимах работы двигателя неодинаковы.
Для работы на холостом ходу уместны узкие фазы с поздним открытием и ранним закрытием клапанов без перекрытия (время, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно). Почему? Потому что так удаётся исключить заброс выхлопных газов во впускной коллектор и выброс части горючей смеси в выхлопную трубу машины. Желательно, чтобы количество остаточных газов в цилиндре было минимально.
При режиме небольших оборотов машина движется равномерно. Для снижения токсичности выхлопа применяется режим рециркуляции отработавших газов. Она позволяет снизить температуру рабочего процесса и уменьшает образование окислов азота. На данном режиме достигается достаточная мощность при низком расходе топлива и снижаются выбросы вредных веществ.
При работе на максимальной мощности ситуация меняется. С повышением оборотов время открытия клапанов сокращается, но для обеспечения высокого крутящего момента (педаль газа до упора, а обороты не максимальные) через цилиндры необходимо прогнать больший объём газов, чем на холостом ходу.
Как решить эту задачу? Открывать клапаны чуть раньше и увеличивать продолжительность их открытия, иными словами, сделать фазы максимально широкими.
А когда обороты двигателя достигнут предела (режим максимальной мощности), то скорость потока воздуха и отработавших газов будет максимальна.
При разработке двигателей авто конструкторам приходится увязывать ряд взаимоисключающих требований. Посудите сами. С одними и теми же фазами двигатель должен обладать неплохой тягой на низких и средних оборотах, приемлемой мощностью — на высоких. Плюс устойчиво работать на холостом ходу, быть максимально экономичным, экологичным.
Изменяемые фазы газораспределения
Если научить газораспределительный механизм подстраиваться под различные режимы работы мотора? Один из способов это применение фазовращателя или фазорегулятора. Они применяются на большинстве современных моторов, например на 1,8-литровом двигателе ВАЗ-21179.
Фазовращатель — это специальная муфта, которая способна под действием управляющей электроники и гидравлики поворачивать распределительный вал на определённый угол относительно его первоначального положения. С повышением оборотов муфта проворачивает вал по ходу вращения, что ведёт за собой более раннее открытие впускных клапанов. Как следствие — лучшее наполнение цилиндров на высоких оборотах.
Управлять фазами на выпуске необходимо только для осуществления режимов минимальных оборотов холостого хода и близким к ним. Поэтому многие недорогие двигатели авто обходятся без фазовращателя на выпускном распредвале.
Фазорегулятор состоит из двух основных частей, которые могут поворачивать друг относительно друга на определенный угол. Достигается это подачей масла из системы смазки под давлением через управляющий клапан. Подачей масла в ту или другую полость достигается доворот распредвала по отношению к шестерне, связанной цепью или ремнем с коленвалом.
Фазорегулятор не может изменить ширину фазы газораспределения — он лишь смещает её по отношению к коленвалу. Поэтому инженеры разработали ряд систем, способных не только двигать фазы, но расширять или сужать их. В зависимости от конструкции это может достигаться несколькими способами.
Например, система VVTL-i после достижения определённых оборотов (6000 об/мин) вместо обычного кулачка в работу начинает вступать дополнительный — с изменённым профилем. Профиль этого кулачка задаёт иной закон движения клапана, более широкие фазы и обеспечивает больший ход. При раскрутке коленвала до максимальных оборотов (около 8500 об/мин) на частоте вращения в 6000—6500 об/мин у двигателя открывается «второе дыхание». Оно способно придать автомобилю резкий подхват при ускорении.
Изменение высоты подъёма
Такой подход позволяет избавиться от дроссельной заслонки и переложить процесс управления режимами работы двигателем на газораспределительный механизм.
Ответ инженеров — механическая система управления подъёмом впускных клапанов. В таких системах высота подъёма и продолжительность фазы впуска изменяются в зависимости от нажатия на педаль газа. Экономия от применения системы бездроссельного управления составляет от 8% до 15%, прирост мощности в пределах 5—15 %.
Несмотря на то, что количество и размеры клапанов приблизились к максимально возможным, эффективность наполнения и очищения цилиндров можно сделать выше — за счёт скорости их открытия. Правда, механический привод заменяется электромагнитным.
Электромагнитный привод
Подъёма клапана можно довести до идеала, а продолжительность открытия менять в очень широких пределах. Электроника согласно программе время от времени ненужные клапаны может не открывать, а цилиндры отключать вовсе. Делается это в целях экономии, например, на холостом ходу или при торможении двигателем. Электромагнитный ГРМ способен превратить обычный четырёхтактный мотор в шеститактный.
Дальнейшее увеличение эффективности работы мотора автомобиля за счёт ГРМ — невозможно. Выжать больше мощности с того же объёма при меньшем расходе можно будет с применением иных средств. Например, комбинированного наддува или конструкций, изменяющих степень сжатия.
Что такое VTEC (Variable valve Timing and lift Electronic Control)
в Глоссарий помечено Honda / VTEC / информация / описание / особенности / принцип / характеристики
VTEC (Variable valve Timing and lift Electronic Control) — система динамического изменения фаз газораспределения, фирменная разработка компании Honda, принесшая ей славу строителей спортивных двигателей в гражданских автомобилях.
принцип работы системы VTEC.
Первоначально, система VTEC позволила строить компактные, но очень мощные (в соотношении объем/л.с.) двигатели без применения дополнительных устройств (турбин, интеркулеров), при этом технология производства подобных двигателей остается недорогой, а автомобиль с установленной на нем системой VTEC не испытывает проблем, характерных для турбированных автомобилей.
Виды и версии VTEC.
DOHC VTEC
Принцип работы VTEC в классическом варианте, крайне прост, — на паре распредвалов (изначально VTEC появился на двухвальном двигателе B16A) располагается один полнительный кулачок больше размера на каждый цилиндр. В режиме обычной работы двигателя этот кулачок, во время вращения распредвала, попадает в специальный паз между клапанами и не влияет на работу двигателя. Но, при достижении определенного количества оборотов (от 4500 и выше), давлением масла выдвигаются особые штифты, которые блокируют паз, связывая два клапана вместе. С этого момента, большой кулачок начинает давить непосредственно на оба клапана сразу, вызывая, тем самым, их большее открытие. Как только обороты падают, падает и давление масла, — штифт уходит на изначальную позицию и большой кулачок снова попадает в свой паз, — работа системы VTEC заканчивается, и двигатель возвращается в стандартный режим работы. Благодаря этому простому механизму, Honda удалось «снять» с обычного нетурбованного двигателя невероятную до того момента мощность — более 100 л.
с. на 1 литр объема!
SOHC VTEC
Вторая версия VTEC появилась вскоре после первой. Ее гениальность заключалась в том, что передовую систему увеличения мощности двигателя конструкторы Honda умудрились поставить в одновальный двигатель D15B, сделав его, возможно, самым передовым двигателем среди одноклассников в свое время. Разница с первой системой заключалась в том, что здесь большой кулачок работал только для впуска, — установить большой кулачок на одном распредвале еще и на выпуск оказалось технически неисполнимо, — начинала мешаться свеча зажигания. Тем не менее, даже увеличение хода впускных клапанов позволило значительно поднять мощность автомобиля со 105 до 130 л.с. на 1,5 литра объема!
SOHC VTEC E
Дальнейшее развитие системы VTEC показало, что ее можно использовать не только для увеличения мощности. Так, вскоре после версии SOHC VTEC появилась SOHC VTEC E, где буква Е означала Econimy — экономичный режим. Экономичность возникала из-за новой схемы работы VTEC, — теперь, на низких оборотах открывался только один впускной клапан, и двигатель работал на бедной смеси.
С увеличением оборотов и ростом давления масла, открывался второй клапан, и двигатель получал возможность дышать «второй ноздрей». Это позволяло ему на высоких оборотах работать…. как обычному двигателю! С падением оборотом, двигатель вновь переходил на работу с одним впускным клапаном. SOHC VTEC E не давал никаких преимуществ с точки зрения мощности, зато позволил существенно снизить расход топлива. Так, автомобиль Honda Civic, оснащенный системой SOHC VTEC E в экономичном режиме, расходовал всего 3,5 л/100км, и это задолго до появления гибридных автомобилей с такими же показателями, без применения каких либо сложных технологий.
3-stage SOHC VTEC
Логическим продолжением развития системы VTEC стало появление гибридной системы, объединяющей лучшие стороны SOHC VTEC и SOHC VTEC E. Теперь двигатель стал работать в трех режимах (что собственно и отразилось в названии системы), — на низких оборотах работал один впускной клапан, на средних, — оба, на максимальных, — оба клапана через большой кулачок, что давало отличные показатели на всех трех этапах работы.
Двигатель получался очень экономичным на малых оборотах, и при этом очень мощным (для своего объема, конечно) на больших. В цифрах это выражалось примерно так, — на низких оборотах, в режиме работы только 12-ю клапанами расход автомобиля составлял все те же 3,5л/100км, но при нажатии на педаль акселератора, двигатель выдавал 130 л.с. с 1,5 литров объема
i-VTEC
С появлением двигателей серии K, компания Honda разработала последнюю на настоящий момент версию системы VTEC, получившая обозначение i-VTEC (где буква «i» означает «Intellegence» — «интеллектуальный»). Сама система вернулась к истокам, — она стала устанавливаться на двигатели с двумя распределительными валами, что значительно расширило конструкторские возможности. «Интеллектуальность» же данной системы заключалась в следующем, — отныне VTEC стала управляться компьютером, а изменение фаз газораспределения стало постоянным, за счет функции регулирования угла опережения, которую получил впускной распредвал.
Система i-VTEC позволила двигателям Honda получить больший крутящий момент на низких оборотах, что было постоянной проблемой для двигателей компании, — при высокой мощности они отличались малым крутящим моментом, получаемым на высоких оборотах. Версия i-VTEC если не устранила, то существенно подкорректировала этот недостаток. Система i-VTEC получила два направления — одна версия i-VTEC получила больший уклон в мощность, и стала устанавливаться на мощные моторы серии K, например в автомобилях серии Type R, или Acura RSX. Другая версия, напротив, получила «экономичное» направление, и стала устанавливаться в гражданской серии двигателей (например на автомобилях CR-V, Accord, Element, Odyssey, и других).
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Еще интересные статьи
Как работает двигатель Honda i-VTEC®?
Сколько стоит твоя машина? Получите 10-секундное значение
« Почему Honda CR-V 2020 года по-прежнему будет одним из любимых кроссоверов Америки
Познакомьтесь с новой Honda Odyssey 2021 года »
1 июля 2020 г.
Готовы ли вы узнать о мощности автомобильных двигателей и их работе? Мы хотели бы представить вам двигатель Honda i-VTEC®! Оригинальная система Honda VTEC была изобретена инженером Honda Икуо Кадзитани. Это решило проблему получения максимальной мощности от двигателей малого объема при сохранении эффективности потребления топлива при обычном повседневном вождении. Изменив внутренний подъем клапана и синхронизацию, Каджитани смог повысить производительность без дорогостоящего (и требующего больших затрат на техническое обслуживание) добавления турбокомпрессора или нагнетателя.
Трюк? В системе VTEC (Variable Valve Timing & Lift Electronic Control) используются отдельные профили распределительных валов для низкой и высокой производительности, а компьютер двигателя выбирает один из профилей. Используя отдельные профили распределительных валов, можно регулировать как подъем, так и продолжительность открытия клапана, а не просто изменять фазы газораспределения, которые являются обычными для обычных систем VVT (регулируемых фаз газораспределения).
Оригинальная система VTEC заменила один кулачок и коромысло блокирующим коромыслом, состоящим из нескольких частей, и двумя профилями кулачка: один оптимизирован для стабильности на низких оборотах и топливной экономичности, а другой предназначен для максимизации выходной мощности на более высоких оборотах. Система VTEC по существу сочетает в себе топливную экономичность и стабильность при низких оборотах с характеристиками при высоких оборотах. И переход происходит плавно, обеспечивая плавную работу во всем диапазоне мощности.
Операция переключения между двумя кулачками управляется компьютером двигателя. В зависимости от скорости, нагрузки и оборотов двигателя компьютер переключается между эффективным кулачком и высокопроизводительным кулачком. Приводится в действие соленоид, который зацепляет коромысла высокопроизводительного кулачка. В этот момент клапаны открываются и закрываются в соответствии с профилем высокого подъема, открывая клапаны дальше и на более длительное время.
Это позволяет большему количеству воздуха и топлива поступать и сжигаться, создавая более высокий крутящий момент и мощность.
В любом двигателе фазы газораспределения, продолжительность и подъем, которые оптимизируют производительность на низких скоростях, сильно отличаются от требований, предъявляемых к высоким оборотам. Настройки клапана при низких оборотах приводят к плохой работе при более высоких оборотах, а настройки при высоких оборотах приводят к неровному холостому ходу и плохой работе при низких оборотах. Если вы думаете о маслкаре, у которого грубый холостой ход и он едва работает на низких оборотах, но с криком мчится по гоночной трассе на высоких оборотах, это потому, что у автомобиля есть распределительный вал, оптимизированный для максимальной мощности на этих более высоких оборотах. Для сравнения, сверхэффективный пригородный автомобиль имеет плавный холостой ход и может даже иметь «быструю» производительность, он быстро теряет мощность на средних и высоких оборотах.
Оригинальная система VTEC была представлена в двигателях Honda DOHC (двойной верхний распределительный вал) в Honda Integra XSi 1989 года и впервые была доступна в Соединенных Штатах в Acura NSX 1991 года. Integra Type R 1995 года (доступная только на японском рынке) производила невероятные 197 лошадиных сил с 1,8-литровым двигателем. Этот двигатель был рассчитан на большую мощность на литр рабочего объема, чем большинство суперкаров того времени.
Honda продолжила совершенствовать первоначальную систему VTEC, которая теперь превратилась в Honda i-VTEC® (интеллектуальный VTEC). Эта технология была впервые доступна в 2001 году, а к 2002 году большинство 4-цилиндровых автомобилей Honda использовали i-VTEC®. Система i-VTEC® сочетает в себе оригинальный VTEC с системой Honda VTC (Variable Timing Control). Внедрив вариант с двумя профилями распределительного вала в сочетании с изменяемыми фазами газораспределения, Honda еще больше оптимизировала производительность. Хотя система VTEC контролирует продолжительность подъема клапана, она по-прежнему может выбирать только между профилями низких и высоких оборотов.
Но, кроме того, впускной кулачок может сдвигаться от 25 до 50 градусов, оптимизируя фазы газораспределения для каждого диапазона оборотов.
С помощью VTEC Honda создала двигатель, который работает на невероятном уровне в более широком диапазоне оборотов, чем большинство двигателей. Это обеспечивает плавную мощность с большим расходом топлива практически в любой дорожной ситуации. Если вам нужна дополнительная информация о системе Honda VTEC или вы хотите провести тест-драйв отличного автомобиля Honda, оснащенного этой технологией, зайдите сегодня в салон Neil Huffman Honda в Кларксвилле.
Опубликовано в
Кларксвилл, Индиана Дилер Honda |
Комментариев нет »
Свяжитесь с нами
- Copyright © 2022, DealerOn | Карта сайта | Конфиденциальность | Нил Хаффман Хонда | 1607 Greentree Blvd, Кларксвилл, IN 47129 | Отдел продаж: 812-590-8059
5 лучших двигателей Honda VTEC (5 двигателей Toyota, которые мы бы предпочли)
Небольшое соперничество в автомобильном мире не помешает.
Клиенты пользуются всеми преимуществами, поскольку, когда два гиганта делают все, чтобы получить преимущество друг над другом, появляются новые технологии и изобретения, а на рынке появляются более совершенные автомобили. Honda и Toyota пережили одно из самых острых соперничеств в отрасли, выпустив множество культовых бюджетных спортивных автомобилей, которые десятилетиями влияли на автомобильную промышленность.
Honda ориентирована на скорость и управляемость, а Toyota — на надежность и надежность. Тем не менее, оба японских автопроизводителя выпустили легендарные двигатели, ставшие культовыми среди тюнеров и энтузиастов. У Honda есть свои знаменитые двигатели VTEC, в то время как Toyota гордится всем, от крошечных трехцилиндровых двигателей до легендарных рядных шестерок и даже V10.
10/10 Honda VTEC — B16
через Hondanews
Honda впервые испытала технологию VTEC на мотоцикле CBR400, а затем впервые применила ее в 1989 Honda Integra XSi с двигателем B16 первого поколения.
B16A был высокооборотным 1,6-литровым 4-цилиндровым двигателем DOHC VTEC мощностью 160 л.с. при 7600 об/мин и крутящим моментом 110 Нм при 7000 об/мин.
B16 остается одним из величайших двигателей, когда-либо созданных, благодаря своей блестящей конструкции и способности генерировать безумную мощность. Это был первый массовый безнаддувный двигатель с отдачей 100 л.с. на литр.
СВЯЗАННЫЙ: Подробный взгляд на легендарный двигатель Honda B18C5, который приводил в действие Integra Type R
Двигатель Toyota 9/10 — 1JZ-GTE
jdmofsandiego.com
Toyota представила двигатель 1JZ-GTE в 1991 году, который использовался в забытом купе Soarer GT. Вскоре шестицилиндровый двигатель приобрел репутацию надежного и способного выдерживать высокую выходную мощность.
Он любит высокие обороты и идеально подходит для дрифта. 2JZ пользуется большим доверием на улицах, но 1JZ хорошо себя чувствует, имея немного лучшую мощность на литр, чем его предшественник.
8/10 Honda VTEC — K20C1
через ebay
K20C1 — это 2-литровый рядный четырехцилиндровый двигатель с турбонаддувом, который впервые появился в Honda Civic Type R в 2015 году. Он также называется 2.0 VTEC Turbo и используется в менее экзотических автомобилях, таких как Accord. Двигатель развивает мощность до 316 л.с. и, возможно, является самым хардкорным и совершенным представителем семейства K-серии.
Имеет алюминиевый блок, головку, коленчатый вал из кованой стали и шатуны. Кроме того, у него нет выпускных отверстий, поскольку выпускной коллектор встроен в головку блока цилиндров и имеет прямой доступ к турбонагнетателю.
Двигатель Toyota 7/10 — 3S-GTE
Форум Toyota Nation
3S-GTE — заводской двигатель с турбонаддувом, устанавливаемый на Toyota MR2 Turbo и Celica All-Trac. Это был 2-литровый четырехцилиндровый двигатель мощностью 260 л.с. и крутящим моментом 200 фунт-фут. Toyota построила двигатель четырех поколений с 1986 по 2007 год на основе безнаддувного двигателя 3S-Ge.
Он поставлялся с чугунным блоком цилиндров, кованым коленчатым валом и шатунами с алюминиевыми поршнями. Кроме того, у него были усовершенствованные детали, такие как распылители масла для охлаждения поршня, промежуточный охладитель воздух-воздух и корпус турбины с двойным входом.
СВЯЗАННЫЙ: Почему вы должны подумать о замене двигателя Toyota 1JZ на раздутый 2JZ
6/10 Honda VTEC — B18C5
через: Джош Гарсия
Многие считают B18C королем семейства VTEC, и в этом есть доля правды. Впервые он появился в Honda Integra Type R DC2 1995 года и помог Honda завоевать целое поколение энтузиастов. На данный момент DC2 является одним из самых коллекционируемых автомобилей JDM.
через: Хагерти
B18C5, используемый на Integra Type R, возможно, является лучшей версией. Его легко узнать по красной крышке клапана. В 2001 году их было 19.5 л.с. от 1,8-литрового безнаддувного четырехцилиндрового двигателя, развивая при этом кричащую красную черту в 8500 об/мин.
Двигатель Toyota 5/10 — 4A-GE
Через Питера Сантьяго
В то время как некоторые из самых знаковых двигателей Toyota являются рядными шестицилиндровыми двигателями, 4A-GE имел меньшие размеры. Это был высокооборотный 1,6-литровый четырехцилиндровый двигатель с гоночной ДНК, и он был одним из первых двигателей с впрыском топлива и двойным распредвалом.
через jdmofsandiego.com
Это было ультрасовременное творение, когда оно дебютировало в 1983, хотя он производил скромные 112 л.с. и 97 фунт-фут крутящего момента. Тем не менее, это один из лучших крошечных безнаддувных двигателей, благодаря которому прославились такие легендарные автомобили, как AE86 и MR2 первого поколения.
4/10 Honda VTEC — K20A
Серия K заменила серию B, которая использовалась в спортивных автомобилях Honda с начала 2000-х до конца 2010-х годов. В семействах двигателей K20 и K24 есть множество невероятных представителей, которые поставляются с доступными деталями и огромным потенциалом настройки.
K24 имеет большую мощность, но K20 обеспечивает лучшую производительность на высоких оборотах и может развивать мощность до 500 л.с.
Лучшей версией должен быть High-Performance K20A, который приводил в действие JDM FD2 Civic Type R. Это самая мощная версия, выдающая невероятные 221 л.с. из безнаддувного двухлитрового двигателя.
СВЯЗАННЫЙ: 10 вещей, которые должны знать производители редукторов о двигателе Honda K-Series
3/10 Двигатель Toyota — 1LR-GUE V10
Morio — Wikipedia Commons
Toyota тратит большую часть своего времени на создание массовых автомобилей, но Lexus LFA был выдающейся моделью, выпущенной ограниченным тиражом в 500 единиц. Под капотом находился эксклюзивный двигатель 1LR-GUE V10, по праву заслуживший место среди лучших десятицилиндровых двигателей.
Toyota в партнерстве с Yamaha разработала двигатель мощностью 552 л.с. из безнаддувного двигателя объемом 4,8 литра. Он развивает красную черту в 9000 об/мин и является одним из самых звучащих двигателей.