Система i-VTEC в том виде, в котором она существует появилась не так давно, если не брать в расчет традиционный VTEC, который господствовал в мире моторов с 1989 по 2000 годы. Новая же система обзавелась дополнительным символом «i» и стала называться i-VTEC, подразумевая под этим символом наличие интелекта.
Принцип работы i-VTEC отдаленно напоминает традиционный VTEC. И все же «умный фазорегулятор» другой. О чем тут говорить, если даже i-VTEC в версиях SOHC и DOHC – системы функционирующие совершенно по-разному и конструктивно имеют гораздо больше различий, чем количество распределительных валов. Например, DOHC i-VTEC работает в паре с системой VTC, тогда как одновальный i-VTEC работает в одиночку. Кстати, в силу обширности темы сегодня мы будем обсуждать только SOHC i-VTEC. А «красноголовый двухвальник» оставим на потом.
Все описанное в статье будет в большей степени касаться двигателей R-серии, в частности мотора R18A, который появился в 2006 году на Honda Civic и стал первым носителем новой системы SOHC i-VTEC.
Предисловие
Идея новой системы i-VTEC по-большому счету осталась верной старым принципам, но адаптирована к новым общемировым тенденциям – обеспечивать оптимальную отдачу двигателя в различных условиях, при любом стиле вождения и при максимально эффективном потреблении топлива. Чтобы этого достичь необходимо распределить основные технические показатели, такие как мощность и крутящий момент, в максимально широком диапазоне оборотов. Другими словами – объединить хороший крутящий момент на «низах» от большеобъемных моторов и высокую мощность на «верхах» от высокооборотного спортивного двигателя. Лет двадцать назад вам бы сказали, что это невозможно.
Действительно, стандартный двигатель внутреннего сгорания на это не способен. Предыдущие поколения VTEC также с этой задачей справлялись не в полной мере – необходимый крутящий момент на низах традиционный VTEC не обеспечивал, хотя я к минусам это не отношу. Ведь крутить эти моторы одно удовольствие. Новый SOHC i-VTEC справился с поставленной задачей. Моторы оборудованные этой системой имеют приличный запас тяги на «низах» и неплохой «приход» на «верхах». И пусть одновальный i-VTEC делает это не так эффектно как DOHC i-VTEC, свою основную миссию система выполняет .
Принцип действия SOHC i-VTEC
Чтобы лучше понять принцип действия SOHC i-VTEC рассмотрим типичные ситуации. Спокойная езда по городу с пустым багажником и без пассажиров, плавные нажатия на педаль газа. В таком режиме обороты двигателя, как правило, не превышают порог в 2,5 – 3,5 тысяч оборотов в минуту, а усилия на педаль газа минимальны. На стандартных двигателях в таких ситуациях дроссельная заслонка находится почти в закрытом положении.Дроссельная заслонка – элемент впускной системы, которая регулирует подачу воздуха в двигатель. Самым непосредственныи образом на дроссельную заслонку воздействует педаль газа. В зависимости от количества поступаемого воздуха, электронная система управления двигателем в нужной пропорции подает топливо для образования топливно-воздушной смеси. Чем сильнее нажимаете на педаль газа, тем шире открывается дроссельная заслонка (увеличивается поперечное сечение впускного канала), которая являлась препятствием для прохождения воздуха.
По идее, такое поведение дроссельной заслонки способствует экономии топлива – поступает меньше воздуха и соответственно компьютер уменьшает дозу подаваемого топлива. Однако это не совсем так. В такой ситуации дроссельная заслонка выступает в качестве силы сопротивления, препятствуя прохождению воздуха, когда этого требует рабочий процесс. Получается поршень, опускаясь в цилиндре вниз, должен всасывать топливно-воздушную смесь, затрачивая на это собственную энергию. Энергию, которая в конечном итоге должна была полностью попасть на колеса. Этот побочный эффект прозвали «насосными потерями».
Попытаемся взглянуть на это с практической точки зрения на примере системы SOHC i-VTEC. Ведь именно «игра» с подачей воздуха и устранение насосных потерь – «фишка» нового одновального i-VTEC.
SOHC i-VTEC на двигателе R18A1
Удивительно, насколько гениальным и простым путем пошли инженеры Honda. Все что они сделали – оставили дроссельную заслонку широко открытой на низах, а регулировку подачи толивно-воздушной смеси доверили системе i-VTEC. На деле, разумеется, не все так просто.
Для начала запомним, что период, когда дроссельная заслонка полностью открыта, а на подачу воздуха действуют другие силы, и является рабочей зоной системы SOHC i-VTEC. Получается, что именно в этот период в впускную систему поступает чрезмерно много воздуха и соответственно в цилиндры много топливно-воздушной смеси? Так и есть.
Но смесь не сгорает, как вы, наверное, подумали. Фишка системы состоит в том, что один из двух впускных клапанов в цилиндре после фазы впуска закрывается значительно позже второго.
В стандартных двигателях на фазе впуска впускные клапаны открыты, поршень движется вниз к нижней мертвой точке (НМТ). Как только поршень достигает низшей мертвой точки впускные клапаны закрываются, а поршень, начиная фазу сжатия поднимается к верхней мертвой точке (ВМТ).
Двигатель с SOHC i-VTEC работает несколько иначе. На фазе впуска все как обычно – поршень движется к нижней мертвой точке, впускные клапаны открыты. На фазе сжатия поршень начинает движение вверх к высшей мертвой точке, но! Один из впускных клапанов остается открытым, давая возможность поршню выдавить лишнюю топливно-воздушную смесь обратно в систему впуска, которая беспрепятственно прошла в цилиндр, благодаря полностью открытой дроссельной заслонке.
Конечно, профиль VTEC-ового кулачка, благодаря которому один из клапанов остается дольше открытым, разработан таким образом, что клапан закрывается до встречи с поршнем и в момент, когда в цилиндре остается оптимальное количество топливно-воздушной смеси.
Механизм SOHC i-VTEC
Механизм системы SOHC i-VTEC аналогичен механизму VTEC предыдущих поколений. Все двигатели с системой SOHC i-VTEC имеют два впускных клапана и два выпускных на каждый цилиндр, т.е 16 клапанов на 4 цилиндра. На каждую пару клапанов приходится 3 кулачка – два обычных крайних и один центральный vtec-овый. Кулачки распредвала традиционно воздействуют на клапаны не непосредственно, а через рокеры, которых тоже три на два клапана.
При отключенной системе i-VTEC 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 вхолостую.
Механизм SOHC i-VTEC
Как только двигатель переходит в режим работы, которую система Drive by Wire определяет как благоприятную для работы системы – посредством давления масла система смещает пистоны внутри рокеров таким образом, что два из трех рокеров превращаются в одну единую конструкцию. До этого работавший вхолостую vtec-овый кулачок вступает в игру. Теперь один из крайних рокеров начинает работать по законам vtec-ового кулачка, загоняя один из впускных клапанов цилиндра глубже и на дольше. Практически, как обычный VTEC, с той лишь разницей, что работают системы при разных условиях и в разных фазах.Drive by Wire (DRW) или «управление по проводам» — электронная цифровая система управления автомобилем. Водитель управляет бортовым компьютером, а не непосредственно автомобилем. Компьютер исполняет команды с учётом показаний датчиков, включая-выключая сервомоторы,— по проводам. Система в той или иной мере способна реализовать машину, действующую по принципу «делай то, что я хочу». Например, нажатый до упора тормоз может означать не «зажать колёса с максимальным усилием», а «остановиться как можно быстрее», и уже дело компьютера — решать, как остановиться.
В обычной системе VTEC два внешних кулачка отвечают за работу двигателя на низких оборотах, а центральный vtec-овый подключается на высоких оборотах, загоняя клапаны глубже и дольше, чтобы в цилиндры поступило как можно больше топливно-воздушной смеси. В «умном» SOHC i-VTEC все наоборот – рабочая зона системы находится в диапазоне от 1000 до 3500 оборотов в минуту. На «верхах» же мотор вступает в стандартный режим работы.
Рабочая зона системы SOHC i-VTEC
Однако, диапазон оборотов не единственный фактор по которому система Drive by Wire определяет момент включения и выключения системы. Иначе новый i-VTEC мало чем отличался бы от предшественников.
Новый SOHC i-VTEC в паре с «Drive by Wire» умеет определять нагрузку на двигатель и в зависимости от ее величины принимать решение включаться ей или нет. Последнее явление и раскрывает наличие загадочного символа «i» в названии системы. Получается система работает при определенных оборотах двигателя и определенной величине нагрузки на двигатель. Поэтому «Drive by Wire», которая и определяет оптимальные условия, является наиважнейшей составляющей системы в целом. Общий рабочий диапазон SOHC i-VTEC демонстрирует вышерасположенный график. Красная зона на графике и есть благоприятная среда для работы системы.
Судя по статье можно подумать, что система направлена исключительно на экономичность. Это не совсем так. Использование системы SOHC i-VTEC на низких оборотах позволило обычным кулачкам придать более спортивный профиль, при этом, не жертвуя такими показателями, как «умеренный аппетит» и плавность хода.
Кроме этого, в двигателях с данной системой применили новую технологию снижения трений, используются более легкие материалы, благодаря чему потерь стало гораздо меньше, удалось поднять степень сжатия. Если сравнивать двигатели с системой SOHC i-VTEC (например R18A) c аналогичными решениями конкурентов – будьте уверены, хондовское чудо мощнее и экономичнее.
