Описание различных систем VTEC: DOHC VTEC, SOHC VTEC, VTEC-E и 3-stage VTEC
Что такое VTEC?
Аббревиатура VTEC полностью расшифровывается следующим образом — Variable Valve Timing and Lift Electronic Control. В переводе на русский — это электронная система управления временем открытия и высотой подъема клапанов. Или проще: электронная система регулировки фаз газораспределения.
Известно, что изменение длины фаз впуска и выпуска позволяет менять характеристики двигателя и широко применяется в тюнинге и подготовке моторов для спорта. Но спортсмены могут поменять фазы только перед гонкой, установив распределительный вал с измененными размерами кулачков. При этом максимальная отдача от двигателя достигается в довольно узком диапазоне оборотов. Давая прирост мощности на «верхах», такой вал неизбежно приносит потерю момента на средних оборотах или наоборот.
Гонщики справляются с этим неудобством, но далеко не каждому обычному водителю понравится ездить, постоянно гоняя стрелку тахометра, к примеру, между 6500 и 8000 об/мин. Поэтому фирмой Honda и была разработана система VTEC, автоматически изменяющая фазы газораспределения, для достижения наилучших характеристик в любых условиях работы двигателя.
Появившись в 1990 году, система VTEC дважды модернизировалась, и сегодня мы имеем дело с ее третьей серией, отличительная особенность которой в том, что оптимальное время и величина открытия впускных клапанов подбирается электроникой для трех режимов работы двигателя: на низких, средних и высоких оборотах. Раньше система различала только два режима (низкие и средние обороты были для VTEC едины).
В зоне низких оборотов VTEC обеспечивает экономичный режим работы двигателя на обедненной топливно-воздушной смеси. На средних оборотах фазы газораспределения изменяются так, чтобы получить максимальный крутящий момент. Ну, а когда обороты двигателя высокие, система считает, что уж не до экономии, главное — получить максимальную мощность.
Описание различных систем VTEC
Всего на данный момент существуют четыpе pазличные системы: DOHC VTEC, SOHC VTEC, VTEC-E и 3-stage VTEC, но общий пpиницип у них одинаковый: использование для конкpетного клапана pазличных по пpофилю кулачков для pазных pежимов pаботы, путём замыкания pокеpов или коpомысел небольшим стеpжнем, сдвигаемым давлением масла. Т.е., как видно, система очень пpоста и надёжна.
Система SOHC VTEC-E
Система 3-stage SOHC VTEC
Как видно из названия, 3-stage SOHC VTEC имеет тpи pежима pаботы. Пеpвый pежим аналогичен пеpвому pежиму SOHC VTEC-E. Во втоpом pежим, также как у SOHC VTEC-E, оба клапана упpавляются ноpмальным кpайним кулчаком. А пpи пеpеходе к тpетьему pежиму, pежиму максимальной мощности, оба клапана упpавляются одиним высоким центpальным кулчаком. Эта система по назначению достаточно унивеpсальна, так, напpимеp, упомянутый двигатель D15B с нею имеет очень неплохую удельную мощность (130/1.5=86.(6) л.с./л), но пpи этом, если двигатель pаботает в пеpвом, экономичном 12v pежиме, о чём свидетельствует загоpание индикатоpа ‘ECONO’ на пpибоpной панеле Honda Civic, pасход пpи движении с постоянной скоpостью 60 км/ч составляет около 3.5 л на 100 км.
Как видно, пpименение систем VTEC pазнообpазно, и отнюдь не огpаничивается созданием мощных ‘жужжалок’.
Разница между Nexia DOHC и Nexia SOHC
Неприхотливые, экономичные и дешевые Daewoo Nexia очень популярны в России и пользуются любовью и уважением многих наших соотечественников. Это связано с бюджетностью модели и хорошим соотношением качества и цены.
Nexia уверенно чувствует себя в условиях российских дорог и является отличным выбором в качестве автомобиля для людей с достатком не выше среднего. Достоинства модели позволяют ей успешно конкурировать с российскими авто.
Определение
Nexia SOHC – автомобиль, разработанный немецкой компанией «Opel» на базе популярной модели «Kadett», впоследствии модернизированный южнокорейским брендом Daewoo.
Daewoo Nexia SOHC
Nexia DOHC – рестайлинг первой версии (SOHC) седана, в результате которого были внесены изменения в технические характеристики автомобиля.
Сравнение
Внешне эти модели неотличимы, но главная особенность DOHC скрывается под капотом. Старая версия оборудовалась силовой установкой объемом 1,5 л. Она способна выдавать 75 л.с. и основана на двухклапанной системе с одним распределительным валом. Такая конструкция морально устарела и стала неэффективной.
Поэтому в Nexia DOHC не только увеличили объем двигателя до 1,6 л, но и модифицировали его конструкцию: два распределительных вала, а также по 4 клапана на один цилиндр.
Кроме того, были доработаны системы зажигания, охлаждения и впрыска топлива. Также были внесены изменения в ходовую часть и подправлены тормоза, к качеству которых владельцы первой версии предъявляли претензии.
Nexia SOHC немного экономичнее рестайлинговой модели по части расхода топлива, но проигрывает в динамике и максимальной скорости.
Газораспределительный механизм ( сокращенное название: ГРМ ) : механизм управления газовыми потоками, а именно подачи топливо-воздушной смеси в цилиндр двигателя и выпуск отработавших газов.
Задачей газораспределения является своевременное, максимально эффективное, наполнение рабочего объема цилиндра и полный, быстрый выпуск отработанных газов, согласно такту. От того, насколько точно рассчитаны моменты и длительность фаз газораспределения, зависит КПД, мощность и развиваемый момент двигателя.
Механизм газораспределения может быть организован с помощью клапанного механизма с одним или несколькими распредвалами, а может при помощи вращающихся гильз или золотникового механизма. Так же стоит отметить системы газораспределения вовсе исключающие распредвал любой конструкции, управление клапанами в таком случае может осуществляться при помощи электро управляемых соленоидов или по средствам гидравлики или пневматики.
Распределительный вал, там где он есть, может быть расположен как в самом блоке цилиндров ( такой двигатель называют нижнеклапанный ), так и в головке блока цилиндров ( такой двигатель называют верхнеклапанным )
SOHC, DOHC и все, что с этим связано.
Что такое SOHC: Англоязычные названия Overhead Camshaft и Single OverHead Camshaft (по сути одно и тоже),можно перевести, как «Верхний распределительный вал» и «одиночный верхний распределительный вал». Двигателе SOHC имеет один распределительный вал установлен в головке блока цилиндров, а клапаны работают либо с помощью коромысел, либо непосредственно через подъемники.
Что такое DOHC: Англоязычные названия «Double Over Head Camshaft» и «dual overhead camshaft» можно перевести, как «Двойной верхний распределительный вал». Таким образом, когда говорят о двигателе типа DOHC, имеют ввиду, что данный двигатель имеет два распредвала расположенных в головке блока цилиндров. Типичный двигатель DOHC имеет два распределительных вала и 4 клапана на цилиндр. Один распределительный вал управляет впускными клапанами, которые установлены с одной стороны, а другой распределительный вал управляет выпускными клапанами на противоположной стороне.
Двигатели SOHC дешевле и менее сложны в проектировании, строительстве и обслуживании из-за меньших движущихся частей, в то время как DOHC более сложны для проектирования сборки и ремонта из-за дополнительных движущихся частей. если сравнить их производительность, можно обнаружить, что двигатели SOHC развивают немного меньше энергии, чем его брат DOHC. Двигатели DOHC являются более гибкими по фазам газораспределения, следовательно н раскрывает большую часть своей мощности и как правило более экономичный. Показатели DOHC сложнее и выше, а при малых и средних оборотах такие двигатели развивают гораздо больше мощности для аналогичного SOHC, что делает их более предпочтительными для гоночных или тюнингуемых автомобилей.
Распределительный вал внутри блока цилиндров.
В двигателях Pushrod, как и в двигателях SOHC и DOHC, клапаны расположены в головке над цилиндром. Основное различие заключается в том, что распределительный вал на двигателе с толкателем (OHV или Pushrod) находится внутри блока цилиндров, а не в головке. Вся цель последующей модернизации и создания конфигураций DOHC и SOHC состоит в том, чтобы избавиться от подъемников и инерции двигателя OHV. В конфигурациях OHV используется центрально расположенный кулачковый вал (располагается в центре блока цилиндров), клапана приводится в действие с помощью подъемников, толкателей и коромысел. Конфигурация OHC устраняет большую часть этого для уменьшения массы в клапане. Это уменьшение массы обычно означает, что двигатель может работать более безопасно и чище при более высоких оборотах двигателя из-за меньшего инерционного давления на приводе клапана.
Кулачок приводит в действие длинные стержни, которые проходят через блок и в голову, чтобы перемещать коромысла и клапана. Эти длинные стержни добавляют массу к системе, что увеличивает нагрузку на пружины клапана. Это может ограничить скорость толкающих двигателей. Именно технологии с верхним распределительным валом, сделали возможными более высокие обороты двигателя. Распредвал в толкающем двигателе часто приводится в действие шестернями или короткой цепью.
Двигатели не имеющие распределительного вала:
Газораспределение с поршневым управлением: Механизм газораспределения с поршневым управлением впуском и выпуском применяется на двухтактных двигателях. Фазы газораспределения задаются за счёт движения поршня, открытием и закрытием впускных и выпускных окон в стенке цилиндра.
Газораспределение с золотниковым управлением: Для управления впуском используется золотник (клапан) дискового, лепесткового или мембранного типа. Благодаря ему удаётся сделать фазу впуска асимметричной относительно верхней мертвой точки поршня и увеличить её длительность до 180—200°, тем самым улучшив наполнение цилиндра.
Газораспределение с гильзовым управлением: В такой конструкции гильза цилиндра выполняется в виде подвижной вдоль оси цилиндра детали, имеющей привод от распределительного вала через пару косозубых шестерён. Этот привод обеспечивает перемещение гильзы вверх-вниз, синхронизированное с движением поршня. Окна в стенках гильзы при этом в определённый момент оказываются напротив ответных окон в стенке цилиндра, тогда через них осуществляется впуск рабочей смеси и выпуск отработанных газов..
Выводы: История развития двигателей увидела много технологических решений по эффективному газораспределению, некоторые из них были сложны, некоторые эффективны и громоздкий, но как показали годы, наиболее целесообразным стала система включающая в себя два верхних распределительных вала. Такая конструкция не только обошла все предложенные варианты по точности и выверенности фазы газораспределения, но и стала основой для более глубоких модернизаций двигателя (системы изменения фаз газораспределения и системы изменения высоты поднятия поршня). Все эти доработки сделали современные двигатели более сложнее, но и намного более эффективнее, мощнее и оборотистее.
Преимущества и недостатки SOHC и DOHC:
Головка с одним верхним распредвалом весит меньше, что задает более легкий двигатель и автомобиль в целрм, sohc также менее сложный механизм, чем dohc, и требует меньшего усилия и меньшего количества движущихся частей для поворота одного распределительного вала. Sohc клапана будет хорошо работать с простым двигателем, но ему, скорее всего, понадобятся карамысла, которые добавят к списку движущихся частей. Установка двойного верхнего распределительного вала обеспечивает несколько преимуществ, поскольку двигатели dohc широко используются, и их большее количество движущихся частей, похоже, не беспокоит инженеров. Одним из основных преимуществ dohc является то, что он легко включает в себя четыре клапана для каждого цилиндра, два впукных и два выпусскных. Четыре клапана на цилиндр обеспечивают более легкий поток топлива и газов как внутри, так и вне цилиндра для четырехтактного цикла, тем самым повышая производительность, особенно при высоких скоростях. Другим преимуществом будет положение свечи зажигания или дизельного инжектора в двигателе dohc, который будет находиться в центре цилиндра, обеспечивая более эффективное сгорание воздушно-топливной смеси. Стоит так же отметить, конструкция типа sohc, так же не исключает 4-х клапанов на цилиндр. Констукция DOHC легко включает в себя механизм изменения фаз газорапределения и механизм изменения высоты поднятия клапана, но это не невозможно на двигателях sohc. Поэтому, если вы все еще задаетесь вопросом о sohc vs dohc, у них есть свои преимущества.
Пара интересных картинок к теме:
| Двигатели SOHC | ||
 Двигатель SOHC Suabru | ||
