Sistema VTEC para motor de coche

Os motores de combustión interna para automoción melloran constantemente, os enxeñeiros intentan "espremer" a máxima potencia e o par, especialmente sen recorrer a aumentar o volume de cilindros. Os enxeñeiros de automóbiles xaponeses fixéronse famosos polo feito de que os seus motores atmosféricos, nos anos 90 do século pasado, recibían 1000 cabalos de potencia dun volume de 100 cm³. Falamos de coches Honda, que son coñecidos polos seus motores de aceleración, especialmente grazas ao sistema VTEC.

Así, no artigo veremos de preto o que é VTEC, o seu funcionamento, o principio de funcionamento e as características do deseño.

Que é o sistema VTEC

Control electrónico de sincronización e elevación de válvulas variables, que se traduce ao ruso, como un sistema electrónico para controlar o tempo de apertura e elevación da válvula do mecanismo de distribución de gas. En palabras sinxelas, trátase dun sistema para cambiar o momento do tempo. Este mecanismo inventouse por unha razón.

Sábese que un motor de combustión interna de aspiración natural ten unhas capacidades de potencia máxima extremadamente limitadas, e o chamado "estante" de par é tan curto que o motor funciona de xeito eficiente só nun determinado rango de velocidades. Por suposto, a instalación dunha turbina resolve este problema por completo, pero interésanos un motor atmosférico, máis barato de fabricar e máis doado de operar.

Xa nos anos 80 do século pasado, os enxeñeiros xaponeses de Honda comezaron a pensar como facer que un motor subcompacto funcione de forma eficiente en todos os modos, elimine a "reunión" de válvula a cilindro e aumente a velocidade de funcionamento a 8000-9000 rpm.

Hoxe en día, os vehículos Honda están equipados co sistema VTEC da serie 3, que se caracteriza pola presenza de electrónica sofisticada responsable da cantidade de tempos de apertura e elevación de válvulas para tres modos de funcionamento (baixa, media e alta velocidade).

A velocidades de ralentí e baixas, o sistema proporciona eficiencia de combustible debido a unha mestura pobre e alcanza velocidades medias e altas - potencia máxima.

Por certo, a nova xeración "VTECH" permite abrir unha das dúas válvulas de entrada, o que permite aforrar significativamente o combustible en modo cidade.

Principios básicos de traballo

Cando o motor funciona a velocidades baixas e medias, a unidade de control electrónico do motor de combustión interna mantén a válvula solenoide pechada, non hai presión de aceite nos balancíns e as válvulas funcionan normalmente a partir da rotación das levas principais dos árbores de levas.

Ao alcanzar certas revolucións, nas que se require un retorno máximo, a ECU envía un sinal ao solenoide que, ao abrirse, pasa aceite a presión na cavidade dos balancíns e move os pasadores, forzando as mesmas levas a traballar, que cambian a altura de elevación da válvula e o seu tempo de apertura. 

Ao mesmo tempo, o ECM axusta a relación combustible-aire inxectando unha mestura rica nos cilindros para obter un par máximo.

En canto baixa a velocidade do motor, o solenoide pecha o canal de aceite, os pasadores volven á súa posición orixinal e as válvulas funcionan a partir das levas laterais.

Así, o funcionamento do sistema proporciona o efecto dunha pequena turbina.

Variedades de VTEC

En máis de 30 anos de uso do sistema, hai catro tipos de VTEC:

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

A pesar da variedade de sistemas de control de tempo e válvula, o principio de funcionamento é o mesmo, só o esquema de deseño e control difire.

Sistema DOHC VTEC

En 1989 lanzáronse dúas modificacións do Honda Integra para o mercado doméstico xaponés: XSi e RSi. O motor de 1.6 litros estaba equipado con VTEC e a potencia máxima era de 160 CV. Cabe destacar que o motor a baixas velocidades caracterízase por unha boa resposta do acelerador, unha eficiencia de combustible e un respeto ao medio ambiente. Por certo, este motor aínda se produce, só nunha versión modernizada.

Estruturalmente, o motor DOHC está equipado con dous eixes de levas e catro válvulas por cilindro. Cada par de válvulas está equipado con tres levas con forma especial, dúas delas funcionan a baixa e media velocidade, e a central está "conectada" a alta velocidade.

As dúas levas exteriores comunícanse directamente coas válvulas a través do balancín, mentres que a leva central funciona inactiva ata alcanzar unha certa velocidade.

As levas dos árbores de levas laterais son elipsoidais estándar, pero só proporcionan eficiencia de combustible a baixas rpm. Cando a velocidade aumenta, a leva central, baixo a influencia da presión do aceite, actívase e, debido á súa forma máis redondeada e maior, abre a chave no momento requirido e a unha altura maior. Debido a isto, prodúcese un recheo mellorado dos cilindros, proporciónase a purga necesaria e a mestura combustible-aire arde coa máxima eficiencia.

Sistema SOHC VTEC

A aplicación de VTEC cumpriu coas expectativas dos enxeñeiros xaponeses e decidiron seguir desenvolvendo a innovación. Agora, estes motores son competidores directos cara ás unidades cunha turbina e o primeiro é estructuralmente máis sinxelo e é máis barato de operar.

En 1991, VTEC tamén se instalou no motor D15B cun sistema de distribución de gas SOHC e cun volume modesto de 1,5 litros, o motor "produciu" 130 CV. O deseño da unidade de potencia prevé un único eixe de levas. En consecuencia, as levas están no mesmo eixo.

O principio de funcionamento do deseño simplificado non é moi diferente aos demais: tamén usa tres levas para un par de válvulas e o sistema funciona só para as válvulas de admisión, mentres que as válvulas de escape, independentemente da velocidade, funcionan no modo xeométrico e temporal estándar.

O deseño simplificado ten as súas vantaxes en que este motor é máis compacto e lixeiro, o que é importante para o rendemento dinámico do coche e a disposición do coche no seu conxunto. 

Sistema I-VTEC

Seguro que coñeces coches como a Honda Accord de 7a e 8a xeración, así como o crossover CR-V, que están equipados con motores co sistema i-VTEC. Neste caso, a letra "i" significa a palabra intelixente, é dicir, "intelixente". En comparación coa serie anterior, unha nova xeración, grazas á introdución dunha función adicional VTC, que funciona constantemente, controlando completamente o momento en que as válvulas comezan a abrirse.

Aquí as válvulas de admisión non só se abren tarde ou cedo e a unha certa altura, senón que a árbore de levas tamén se pode xirar cun certo ángulo grazas á porca de engrenaxe da mesma árbore de levas. En xeral, o sistema elimina o par de caídas, proporciona unha boa aceleración e un consumo moderado de combustible.

Sistema SOHC VTEC-E

A próxima xeración de "VTECH" céntrase en lograr a máxima economía de combustible. Para comprender o funcionamento do VTEC-E, pasemos á teoría do motor co ciclo Otto. Así, a mestura aire-combustible obtense mesturando aire e gasolina no colector de admisión ou directamente no cilindro. Entre outras cousas, un factor importante na eficiencia de combustión da mestura é a súa uniformidade.

A velocidades baixas, o grao de admisión de aire é baixo, o que significa que a mestura de combustible con aire é ineficaz, o que significa que estamos ante un funcionamento inestable do motor. Para garantir un bo funcionamento da unidade de potencia, unha mestura enriquecida entra nos cilindros.

O sistema VTEC-E non ten levas adicionais no deseño, porque está dirixido exclusivamente ao aforro de combustible e ao cumprimento de altos estándares ambientais. 

Ademais, unha característica distintiva de VTEC-E é o uso de levas de varias formas, unha das cales é unha forma estándar e a segunda é oval. Así, unha válvula de entrada ábrese no rango normal e a segunda apenas se abre. A través dunha válvula, a mestura de aire-combustible entra por completo, mentres que a segunda válvula, debido ao seu baixo rendemento, dá un efecto de remolino, o que significa que a mestura arderá con total eficiencia. Despois das 2500 rpm, a segunda válvula tamén comeza a funcionar, como a primeira, pechando a leva do mesmo xeito que nos sistemas descritos anteriormente.

Por certo, VTEC-E está dirixido non só á economía, senón tamén a un 6-10% máis potente que os motores atmosféricos simples, debido a un amplo rango de par. Polo tanto, non é en balde, ao tempo, VTEC converteuse nun serio competidor dos motores turboalimentados.

Sistema SOHC VTEC de 3 etapas

Unha característica distintiva da etapa 3 é que o sistema está dirixido ao funcionamento do VTEC en tres modos, en palabras simples: os enxeñeiros combinaron tres xeracións de VTEC nun só. Os tres modos de funcionamento son os seguintes:

• a baixas velocidades do motor, copiase completamente o funcionamento de VTEC-E, onde só se abre completamente unha das dúas válvulas;
• a velocidade media, dúas válvulas completamente abertas;
• a altas revolucións, a leva central engancha, abrindo a chave á súa altura máxima.

Un solenoide adicional está deseñado para o funcionamento en tres modos.

Comprobouse que un motor deste tipo, a unha velocidade constante de 60 km / h, mostraba un consumo de combustible de 3.6 litros por cada 100 km.

Baseado na descrición de VTEC, preténdese que este sistema sexa considerado fiable, xa que hai poucas pezas acompañantes no deseño. É importante entender que manter o funcionamento completo dun motor deste tipo debe proceder dun mantemento oportuno, así como do uso de aceite de motor cunha certa viscosidade e un paquete de aditivos. Ademais, algúns propietarios non implican que VTEC teña os seus propios filtros de malla, que protexen ademais os solenoides e as levas do aceite sucio, e estas pantallas deben cambiarse cada 100 km.

Preguntas e respostas:

Que é VTEC e como funciona? É un sistema electrónico que cambia o tempo e a altura da sincronización da válvula. É unha modificación dun sistema VTEC similar desenvolvido por Honda.

Cales son as características de deseño e como funciona o sistema VTEC? Dúas válvulas están soportadas por tres levas (non dúas). Dependendo do deseño da sincronización, as levas exteriores entran en contacto coas válvulas a través de balancíns, balancíns ou empurradores. Neste sistema, hai dous modos de funcionamento da sincronización da válvula.