Sistem VTEC untuk mesin mobil

Mesin pembakaran internal otomotif terus meningkat, para insinyur berusaha "memeras" daya dan torsi maksimum, terutama tanpa menggunakan peningkatan volume silinder. Insinyur mobil Jepang menjadi terkenal karena fakta bahwa mesin atmosfer mereka, pada tahun 90-an abad terakhir, menerima 1000 tenaga kuda dari volume 100 cm³. Kita berbicara tentang mobil Honda, yang dikenal dengan mesin throttle mereka, terutama berkat sistem VTEC.

Jadi, dalam artikel ini kita akan melihat lebih dekat apa itu VTEC, cara kerjanya, prinsip operasi dan fitur desain.

Apa itu Sistem VTEC

Variable Valve Timing and Lift Electronic Control, yang diterjemahkan ke dalam bahasa Rusia, sebagai sistem elektronik untuk mengontrol waktu buka dan angkat katup dari mekanisme distribusi gas. Dengan kata sederhana, ini adalah sistem untuk mengubah pengaturan waktu. Mekanisme ini ditemukan karena suatu alasan.

Diketahui bahwa mesin pembakaran internal yang disedot secara alami memiliki kemampuan keluaran daya maksimum yang sangat terbatas, dan yang disebut "rak" torsi sangat pendek sehingga mesin beroperasi secara efisien hanya dalam kisaran kecepatan tertentu. Tentu saja, pemasangan turbin menyelesaikan masalah ini sepenuhnya, tetapi kami tertarik pada mesin atmosferik, yang lebih murah untuk diproduksi dan lebih mudah dioperasikan.

Kembali ke tahun 80-an abad lalu, para insinyur Jepang di Honda mulai berpikir tentang bagaimana membuat mesin subkompak bekerja secara efisien dalam semua mode, menghilangkan "pertemuan" katup-ke-silinder dan meningkatkan kecepatan operasi hingga 8000-9000 rpm.

Saat ini, kendaraan Honda dilengkapi dengan sistem VTEC Seri 3, yang ditandai dengan adanya perangkat elektronik canggih yang bertanggung jawab atas jumlah waktu angkat dan buka katup untuk tiga mode operasi (rpm rendah, sedang, dan tinggi).

Pada kecepatan diam dan rendah, sistem memberikan efisiensi bahan bakar karena campuran yang ramping, dan mencapai kecepatan sedang dan tinggi - tenaga maksimum.

Omong-omong, "VTECH" generasi baru memungkinkan pembukaan salah satu dari dua katup masuk, yang memungkinkan penghematan bahan bakar secara signifikan dalam mode kota.

Prinsip dasar kerja

Saat mesin beroperasi pada kecepatan rendah dan sedang, unit kontrol elektronik dari mesin pembakaran internal menjaga katup solenoid tetap tertutup, tidak ada tekanan oli di rocker, dan katup beroperasi secara normal dari putaran camshaft utama.

Setelah mencapai putaran tertentu, di mana pengembalian maksimum diperlukan, ECU mengirimkan sinyal ke solenoida, yang, ketika dibuka, mengalirkan minyak di bawah tekanan ke dalam rongga rocker, dan memindahkan pin, memaksa cam yang sama untuk bekerja, yang mengubah ketinggian angkat katup dan waktu pembukaannya. 

Pada saat yang sama, ECM menyesuaikan rasio bahan bakar-ke-udara dengan menyuntikkan campuran yang kaya ke dalam silinder untuk torsi maksimum.

Segera setelah kecepatan engine turun, solenoida menutup saluran oli, pin kembali ke posisi semula, dan katup beroperasi dari cam samping.

Dengan demikian, pengoperasian sistem memberikan efek turbin kecil.

Varietas VTEC

Dalam lebih dari 30 tahun penggunaan sistem, ada empat jenis VTEC:

•  DOHC VTEC;
•  SOHC VTEC;
•  saya-VTEC;
•  SOHC VTEC-E.

Terlepas dari variasi waktu dan sistem kontrol langkah katup, prinsip operasinya sama, hanya desain dan skema kontrol yang berbeda.

Sistem DOHC VTEC

Pada tahun 1989, dua modifikasi Honda Integra dirilis untuk pasar domestik Jepang - XSi dan RSi. Mesin 1.6 liter dilengkapi dengan VTEC, dan tenaga maksimumnya adalah 160 hp. Patut dicatat bahwa mesin pada kecepatan rendah ditandai dengan respons throttle yang baik, efisiensi bahan bakar, dan ramah lingkungan. Ngomong-ngomong, mesin ini masih diproduksi, hanya dalam versi modern.

Secara struktural, mesin DOHC dilengkapi dengan dua poros bubungan dan empat katup per silinder. Setiap pasang katup dilengkapi dengan tiga cam berbentuk khusus, dua di antaranya beroperasi pada kecepatan rendah dan sedang, dan yang di tengah “terhubung” dengan kecepatan tinggi.

Dua cam luar secara langsung berkomunikasi dengan katup melalui rocker, sedangkan cam tengah berjalan diam hingga kecepatan tertentu tercapai.

Bubungan poros bubungan adalah elipsoidal standar, tetapi hanya memberikan efisiensi bahan bakar pada rpm rendah. Ketika kecepatan meningkat, cam tengah, di bawah pengaruh tekanan oli, diaktifkan, dan karena bentuknya yang lebih bulat dan lebih besar, ia membuka katup pada saat yang dibutuhkan dan ke ketinggian yang lebih tinggi. Karena itu, pengisian silinder ditingkatkan, pembersihan yang diperlukan disediakan, dan campuran bahan bakar-udara dibakar dengan efisiensi maksimum.

Sistem SOHC VTEC

Penerapan VTEC memenuhi harapan para insinyur Jepang, dan mereka memutuskan untuk terus mengembangkan inovasinya. Sekarang motor semacam itu adalah pesaing langsung unit dengan turbin, dan yang pertama secara struktural lebih sederhana dan lebih murah untuk dioperasikan.

Pada tahun 1991, VTEC juga dipasang pada mesin D15B dengan sistem distribusi gas SOHC, dan dengan volume sederhana 1,5 liter, mesin “menghasilkan” 130 hp. Desain unit daya menyediakan camshaft tunggal. Karenanya, kamera berada pada sumbu yang sama.

Prinsip pengoperasian desain yang disederhanakan tidak jauh berbeda dari yang lain: ia juga menggunakan tiga cam per pasang katup, dan sistem hanya berfungsi untuk katup masuk, sedangkan katup buang, terlepas dari kecepatannya, beroperasi dalam mode geometris dan temporal standar.

Desain yang disederhanakan memiliki kelebihan yaitu mesin seperti itu lebih kompak dan ringan, dan ini penting untuk performa dinamis mobil dan tata letak mobil secara keseluruhan. 

Sistem I-VTEC

Pasti kalian mengenal mobil-mobil seperti Honda Accord generasi ke-7 dan ke-8, serta crossover CR-V yang dibekali motor dengan sistem i-VTEC. Dalam hal ini, huruf “i” merupakan singkatan dari kata cerdas, yaitu “pintar”. Dibandingkan dengan seri sebelumnya, generasi baru, berkat pengenalan fungsi tambahan VTC, yang bekerja terus-menerus, sepenuhnya mengontrol saat katup mulai membuka.

Di sini, katup masuk tidak hanya terbuka lebih awal atau lebih lambat dan pada ketinggian tertentu, tetapi poros bubungan juga dapat diputar dengan sudut tertentu berkat mur roda gigi yang menahan poros bubungan yang sama. Secara umum, sistem ini menghilangkan "penurunan" torsi, menghasilkan akselerasi yang baik, serta konsumsi bahan bakar yang moderat.

Sistem SOHC VTEC-E

Generasi "VTECH" berikutnya berfokus pada pencapaian penghematan bahan bakar maksimum. Untuk memahami pengoperasian VTEC-E, mari beralih ke teori mesin dengan siklus Otto. Jadi, campuran udara-bahan bakar diperoleh dengan mencampurkan udara dan bensin di intake manifold atau langsung di dalam silinder. Antara lain, faktor penting dalam efisiensi pembakaran campuran adalah keseragamannya.

Pada kecepatan rendah, derajat pemasukan udaranya rendah, yang berarti pencampuran bahan bakar dengan udara tidak efektif, yang berarti kita menghadapi operasi mesin yang tidak stabil. Untuk memastikan pengoperasian unit daya yang lancar, campuran yang diperkaya memasuki silinder.

Sistem VTEC-E tidak memiliki cam tambahan dalam desainnya, karena ditujukan secara eksklusif untuk penghematan bahan bakar dan kepatuhan terhadap standar lingkungan yang tinggi. 

Selain itu, ciri khas VTEC-E adalah penggunaan kamera dengan berbagai bentuk, salah satunya berbentuk standar, dan yang kedua berbentuk oval. Jadi, satu katup saluran masuk terbuka dalam kisaran normal, dan yang kedua hampir tidak terbuka. Melalui satu katup, campuran bahan bakar-udara masuk secara penuh, sedangkan katup kedua, karena throughputnya yang rendah, memberikan efek berputar-putar, yang berarti campuran tersebut akan terbakar dengan efisiensi penuh. Setelah 2500 rpm, katup kedua juga mulai bekerja, seperti yang pertama, dengan menutup cam dengan cara yang sama seperti pada sistem yang dijelaskan di atas.

Ngomong-ngomong, VTEC-E ditujukan tidak hanya untuk ekonomi, tetapi juga 6-10% lebih bertenaga daripada mesin atmosfer sederhana, karena berbagai torsi. Oleh karena itu, tidak sia-sia, pada suatu saat VTEC telah menjadi pesaing serius bagi mesin turbocharged.

Sistem VTEC SOHC 3-tahap

Ciri khas dari 3 tahap adalah bahwa sistem ditujukan untuk pengoperasian VTEC dalam tiga mode, dengan kata sederhana - para insinyur menggabungkan tiga generasi VTEC menjadi satu. Tiga mode operasi adalah sebagai berikut:

• pada kecepatan engine rendah, pengoperasian VTEC-E sepenuhnya disalin, di mana hanya satu katup dari keduanya yang terbuka penuh;
• pada kecepatan sedang, dua katup terbuka penuh;
• pada putaran tinggi, bubungan tengah aktif, membuka katup ke ketinggian maksimumnya.

Solenoida tambahan dirancang untuk operasi tiga mode.

Terbukti, motor seperti itu, dengan kecepatan konstan 60 km / jam, menunjukkan konsumsi bahan bakar 3.6 liter per 100 km.

Berdasarkan uraian VTEC, sistem ini dimaksudkan untuk dianggap dapat diandalkan, karena hanya sedikit bagian yang menyertai digunakan dalam desain. Penting untuk dipahami bahwa mempertahankan pengoperasian penuh motor semacam itu harus dilanjutkan dari perawatan tepat waktu, serta penggunaan oli mesin dengan viskositas tertentu dan paket aditif. Selain itu, beberapa pemilik tidak menyiratkan bahwa VTEC memiliki filter mesh sendiri, yang juga melindungi solenoida dan cam dari oli kotor, dan mesh ini harus diganti setiap 100 km.

Pertanyaan dan Jawaban:

Apa itu VTEC dan bagaimana cara kerjanya? Ini adalah sistem elektronik yang mengubah waktu dan ketinggian waktu katup. Ini adalah modifikasi dari sistem VTEC serupa yang dikembangkan oleh Honda.

Apa saja fitur desain dan bagaimana sistem VTEC bekerja? Dua katup ditopang oleh tiga cam (bukan dua). Tergantung pada desain timing belt, cam luar menghubungi katup melalui rocker, rocker arm atau pusher. Dalam sistem seperti itu, ada dua mode operasi dari valve timing.