VTEC

الموسوعة الحرة
محرك هوندا K24A بتقنية i-VTEC
تقنية VTEC تعمل في محرك F23A7 رباعي الأسطوانات

نظام التحكم الإلكتروني المتغير في توقيت ورفع الصمامات (VTEC) هو نظام صمامات طورته شركة هوندا لتحسين الكفاءة الحجمية لمحرك الاحتراق الداخلي رباعي الأشواط ، مما ينتج عنه أداء أعلى عند دورات المحرك العالية، واستهلاك أقل للوقود عند دورات المحرك المنخفضة. يستخدم نظام VTEC نمطين (أو ثلاثة أحيانًا ) لعمود الكامات ، ويختار بينهما هيدروليكيًا. وقد ابتكره مهندس هوندا إيكو كاجيتاني. [ 1 ] [ 2 ] وهو يختلف تمامًا عن أنظمة VVT ( توقيت الصمامات المتغير ) القياسية التي تُغير توقيت الصمامات فقط، ولا تُغير نمط عمود الكامات أو رفع الصمامات بأي شكل من الأشكال.

السياق والوصف

تفرض اليابان ضريبةً بناءً على سعة المحرك ، [ 3 ] وقد ركزت شركات تصنيع السيارات اليابانية جهودها البحثية والتطويرية على تحسين أداء محركاتها ذات السعة الأصغر. ومن بين الطرق المُستخدمة لزيادة الأداء في المحركات ذات السعة الثابتة، استخدام الشحن التوربيني ، كما هو الحال في طرازات مثل تويوتا سوبرا ونيسان 300ZX ، اللتين استخدمتا الشاحن التوربيني ، وتويوتا MR2 التي استخدمت الشاحن الفائق في بعض السنوات. وثمة نهج آخر يتمثل في المحرك الدوار المستخدم في مازدا RX-7 و RX-8 . أما الخيار الثالث فهو تغيير توقيت عمود الكامات، حيث كان نظام VTEC من هوندا أول محرك إنتاجي يستخدم تقنية تبديل عمود الكامات لتغيير كلٍ من توقيت الصمامات ورفعها. [ 4 ]

يُزوّد ​​نظام VTEC المحرك بتوقيت صمامات مُحسّن للعمل بسرعات منخفضة وعالية. في أبسط صوره، يُستبدل فص الكامة الأحادي وذراع التأرجح/التابع في المحرك التقليدي بذراع تأرجح متعدد الأجزاء قابل للقفل، بالإضافة إلى نمطين للكامة: أحدهما مُحسّن لتحقيق استقرار وكفاءة في استهلاك الوقود عند السرعات المنخفضة ، والآخر مُصمم لزيادة القدرة الناتجة عند السرعات العالية. تتحكم وحدة التحكم الإلكترونية (ECU) في عملية التبديل بين فصي الكامة ، آخذةً في الاعتبار ضغط زيت المحرك ، ودرجة حرارة المحرك، وسرعة السيارة، وسرعة المحرك، وموضع دواسة الوقود. باستخدام هذه المدخلات، تُبرمج وحدة التحكم الإلكترونية للتبديل من فص الكامة ذي الرفع المنخفض إلى فص الكامة ذي الرفع العالي عند استيفاء شروط معينة. عند نقطة التبديل، يُفعّل ملف لولبي يسمح لضغط الزيت من صمام دوار بتشغيل دبوس قفل، يربط ذراع التأرجح الخاص بالسرعات العالية بذراع التأرجح الخاص بالسرعات المنخفضة. من هذه النقطة فصاعدًا، تُفتح الصمامات وتُغلق وفقًا لنمط الرفع العالي، مما يُتيح فتح الصمام بشكل أكبر ولمدة أطول. تتغير نقطة التحول، بين حد أدنى وحد أقصى، وتُحدد بناءً على حمل المحرك. ويتم ضبط العودة من وضعية الكامات عالية السرعة إلى وضعية الكامات منخفضة السرعة بحيث تحدث عند سرعة محرك أقل من سرعة التحول (مما يمثل دورة تخلفية ) لتجنب تشغيل المحرك باستمرار عند نقطة التحول أو حولها.

تعتمد الطريقة التقليدية لضبط التوقيت على إنتاج عمود كامات ذي توقيت صمامات مناسب للتشغيل بسرعات منخفضة. ويتحقق التحسن في الأداء عند السرعات المنخفضة، حيث تعمل معظم السيارات على الطرقات في أغلب الأحيان، على حساب انخفاض في القدرة وكفاءة استهلاك الوقود عند السرعات العالية. أما تقنية VTEC، فتسعى إلى الجمع بين كفاءة استهلاك الوقود والاستقرار عند السرعات المنخفضة والأداء العالي عند السرعات العالية.

تاريخ

نظام VTEC، وهو نظام التحكم المتغير بالصمامات الأصلي من هوندا، مُشتق من نظام REV (التحكم بالصمامات المُعدَّل بالثورة) الذي طُرح في دراجة CBR400 عام 1983 [ 5 ] ، والمعروف باسم HYPER VTEC. في محرك السيارة رباعي الأشواط التقليدي، تُشغَّل صمامات السحب والعادم بواسطة فصوص على عمود الكامات. يُحدد شكل هذه الفصوص توقيت كل صمام وارتفاعه ومدته: يُشير التوقيت إلى القياس الزاوي لفتح الصمام أو إغلاقه بالنسبة لموضع المكبس (قبل النقطة الميتة العليا أو بعدها)؛ ويُشير الارتفاع إلى مقدار فتح الصمام؛ وتُشير المدة إلى الفترة الزمنية التي يبقى فيها الصمام مفتوحًا. نظرًا لسلوك سائل التشغيل (خليط الهواء والوقود) قبل الاحتراق وبعده - والذي يفرض قيودًا فيزيائية على التدفق، بالإضافة إلى التفاعل مع شرارة الإشعال - فإن إعدادات التوقيت والارتفاع والمدة المثلى للصمامات في ظروف تشغيل المحرك بسرعات منخفضة تختلف اختلافًا كبيرًا عن تلك في ظروف السرعات العالية. يؤدي ضبط توقيت الصمامات ورفعها ومدتها على النحو الأمثل عند السرعات المنخفضة إلى عدم كفاية ملء الأسطوانة بالوقود والهواء عند السرعات العالية، مما يحدّ بشكل كبير من قدرة المحرك. وعلى العكس، يؤدي ضبط توقيت الصمامات ورفعها ومدتها على النحو الأمثل عند السرعات العالية إلى تشغيل غير منتظم عند السرعات المنخفضة وصعوبة في التباطؤ. أما المحرك المثالي، فيتميز بتوقيت صمامات ورفع ومدة متغيرة بالكامل، حيث تفتح الصمامات دائمًا عند النقطة المناسبة تمامًا، وترتفع بالقدر الكافي، وتبقى مفتوحة للمدة المناسبة لسرعة المحرك والحمل المستخدم.

DOHC VTEC

ظهرت تقنية VTEC لأول مرة في محرك B16A الخاص بسيارة هوندا إنتيجرا XSi موديل 1989.

طُرحت تقنية VTEC كنظام DOHC (عمود كامات علوي مزدوج) في اليابان عام 1989 مع سيارة هوندا إنتيجرا XSi، [ 1 ] التي استخدمت محرك B16A بقوة 160 حصانًا (120 كيلوواط) . وفي العام نفسه، شهدت أوروبا وصول تقنية VTEC إلى سيارتي هوندا سيفيك وهوندا CRX 1.6i-VT، باستخدام نسخة B16A1 بقوة 150 حصانًا (110 كيلوواط) . أما السوق الأمريكية ، فقد شهدت أول نظام VTEC مع طرح سيارة أكورا NSX عام 1991 ، [ 6 ] التي استخدمت محرك C30A V6 سعة 3 لترات بتقنية DOHC بقوة 270 حصانًا (200 كيلوواط) . سرعان ما ظهرت محركات DOHC VTEC في سيارات أخرى، مثل أكورا إنتيجرا GS-R موديل 1992 ( بقوة 160 حصانًا (120 كيلوواط) بمحرك B17A1 )، ولاحقًا في هوندا بريلود VTEC موديل 1993 ( بقوة 195 حصانًا (145 كيلوواط) بمحرك H22A ) وهوندا ديل سول VTEC ( بقوة 160 حصانًا (120 كيلوواط) بمحرك B16A3 ). أما إنتيجرا تايب آر (1995-2000) المتوفرة في السوق اليابانية، فتنتج 197 حصانًا (147 كيلوواط؛ 200 حصان بخاري) باستخدام محرك B18C سعة 1.8 لتر، ما يجعلها تنتج قوة حصانية لكل لتر أكثر من معظم السيارات الخارقة في ذلك الوقت. وواصلت هوندا تطوير أنواع أخرى، وتقدم اليوم عدة أنواع من محركات VTEC، مثل i-VTEC و i-VTEC الهجينة.               

نظام صمامات SOHC VTEC

طبّقت هوندا هذا النظام أيضًا على محركات SOHC (عمود الكامات العلوي المفرد) مثل محركات سلسلة D وسلسلة J ، التي تشترك في عمود كامات واحد لصمامات السحب والعادم. لكنّ هذا النظام كان له ثمن، إذ استفادت محركات SOHC من هوندا من آلية VTEC فقط على صمامات السحب. ويعود ذلك إلى أن VTEC يتطلب ذراعًا متأرجحًا مركزيًا ثالثًا وفص كامات ثالثًا (لكل من جانبي السحب والعادم)، وفي محرك SOHC، تقع شمعات الإشعال بين ذراعي العادم المتأرجحين، مما لا يترك مجالًا لذراع VTEC المتأرجح. إضافةً إلى ذلك، لا يمكن استخدام الفص المركزي على عمود الكامات من قِبل كلٍّ من صمامات السحب والعادم، مما يحدّ من فعالية VTEC في جانب واحد فقط.

مع ذلك، بدءًا من محرك J37A2 سعة 3.7 لتر ذو عمود الكامات العلوي المفرد (SOHC) V6 الذي طُرح في جميع طرازات أكورا RL SH-AWD من 2009 إلى 2012، تم دمج تقنية VTEC ذات عمود الكامات العلوي المفرد (SOHC) لاستخدامها مع صمامات السحب والعادم، باستخدام ستة فصوص كامة وستة أذرع متأرجحة لكل أسطوانة. يحتوي عمودا ذراعي السحب والعادم المتأرجحين على ذراعي سحب وعادم رئيسيين وثانويين على التوالي. يحتوي الذراع المتأرجح الرئيسي على مكبس تحويل VTEC، بينما يحتوي الذراع المتأرجح الثانوي على زنبرك الإرجاع. لا يشير مصطلح "رئيسي" إلى الذراع المتأرجح الذي يدفع الصمام للأسفل أثناء تشغيل المحرك بسرعات منخفضة، بل يشير إلى الذراع المتأرجح الذي يحتوي على مكبس تحويل VTEC ويتلقى الزيت من عمود التأرجح.

أثناء تشغيل المحرك بسرعات منخفضة، يلامس ذراع التأرجح الرئيسي للعادم فص عمود الكامات المنخفض. عند تفعيل نظام VTEC، يدفع ضغط الزيت المتدفق من عمود ذراع التأرجح للعادم إلى ذراع التأرجح الرئيسي مكبس تحويل VTEC إلى ذراع التأرجح الثانوي للعادم، مما يؤدي إلى تثبيت ذراعي التأرجح معًا. أما فص عمود الكامات المرتفع، الذي يلامس عادةً ذراع التأرجح الثانوي فقط أثناء تشغيل المحرك بسرعات منخفضة، فيتمكن من تحريك ذراعي التأرجح معًا، ليصبحا وحدة واحدة. وينطبق الأمر نفسه على عمود ذراع التأرجح للسحب، إلا أن فص عمود الكامات المرتفع هو الذي يُشغّل ذراع التأرجح الرئيسي.

يستطيع محرك J37A2 استخدام نظام VTEC للسحب والعادم بفضل تصميم مبتكر لذراع التأرجح للسحب. يتوافق كل صمام عادم في محرك J37A2 مع ذراع تأرجح رئيسي وآخر ثانوي للعادم. بالتالي، يوجد إجمالاً اثنا عشر ذراع تأرجح رئيسي للعادم واثنا عشر ذراع تأرجح ثانوي للعادم. أما ذراع التأرجح الثانوي للسحب، فيتخذ شكل حرف "Y" مما يسمح له بالاتصال بصمامَي سحب في آن واحد. يتوافق ذراع تأرجح رئيسي واحد للسحب مع كل ذراع تأرجح ثانوي. ونتيجةً لهذا التصميم، يوجد ستة أذرع تأرجح رئيسية للسحب وستة أذرع تأرجح ثانوية للسحب فقط.

VTEC-E

يُعدّ نظام VTEC-E، وهو أول تطبيق له، نسخةً مُعدّلة من نظام SOHC VTEC، ويُستخدم لزيادة كفاءة الاحتراق عند دورات المحرك المنخفضة مع الحفاظ على أداء المحركات غير المزودة بنظام VTEC في نطاق السرعات المتوسطة. يُعتبر VTEC-E أول إصدار من VTEC يستخدم أذرع التأرجح الدوارة، ولذلك، فهو يُغني عن الحاجة إلى ثلاثة فصوص سحب لتشغيل الصمامين - فصان للتشغيل بدون VTEC (فص صغير وآخر متوسط ​​الحجم) وفص واحد للتشغيل مع VTEC (الفص الأكبر). بدلاً من ذلك، يوجد شكلان مختلفان لعمود الكامات لكل أسطوانة: فص كامة خفيف جدًا ذو رفع ضئيل، وفص كامة عادي ذو رفع متوسط. ونتيجةً لذلك، عند دورات المحرك المنخفضة، عندما لا يكون نظام VTEC مُفعّلاً، يُسمح لأحد صمامي السحب بالفتح بمقدار ضئيل جدًا بسبب فص الكامة الخفيف، مما يدفع معظم شحنة السحب عبر صمام السحب الآخر المفتوح ذي فص الكامة العادي. يُحدث هذا دوامة في شحنة السحب، مما يُحسّن من تذرية الهواء/الوقود داخل الأسطوانة، ويسمح باستخدام خليط وقود أقل كثافة. مع ازدياد سرعة المحرك وحمله، يصبح كلا الصمامين ضروريين لتوفير خليط كافٍ. عند تفعيل وضع VTEC، يجب استيفاء عتبة مُحددة مسبقًا للسرعة (يجب أن يكون المحرك متحركًا)، وعدد دورات المحرك في الدقيقة، والحمل، قبل أن يقوم الكمبيوتر بتشغيل صمام لولبي يُوجّه الزيت المضغوط إلى دبوس منزلق، تمامًا كما هو الحال في نظام VTEC الأصلي. يربط هذا الدبوس المنزلق أذرع صمامات السحب معًا، بحيث يتبع كلا صمامَي السحب الآن فص عمود الكامات "العادي" بدلًا من أحدهما فقط. في وضع VTEC، ولأن فص عمود الكامات "العادي" له نفس التوقيت والرفع مثل فصوص عمود الكامات في محركات SOHC غير VTEC، فإن أداء كلا المحركين متطابق في نطاق القدرة العالي، بافتراض ثبات جميع العوامل الأخرى. يُستخدم هذا النوع من VTEC-E في بعض محركات سلسلة D.

في الإصدارات اللاحقة من نظام VTEC-E، يكمن الاختلاف الوحيد بينها وبين الإصدارات السابقة في استبدال شكل الكامة الثاني العادي بشكل كامة أكثر قوة، مطابق لشكل كامة السرعة العالية الأصلي لنظام VTEC. وبذلك، يتفوق هذا النظام على نظام VTEC والإصدارات السابقة منه، إذ يجمع بين مزايا توفير الوقود وعزم الدوران عند السرعات المنخفضة في الإصدارات السابقة من VTEC-E والأداء العالي لنظام VTEC الأصلي. يحتوي النظام على ثلاثة فصوص كامة للسحب: اثنان لوضع السرعات المنخفضة (أحدهما للصمام شبه المغلق، والآخر للصمام المفتوح عادةً)، وواحد لوضع القوة عند تفعيل صمام VTEC. يبلغ الحد الأدنى لعدد دورات المحرك لتفعيل VTEC 2500 دورة في الدقيقة، وقد يكون أعلى في حال ضعف الحمل - وذلك حسب وحدة التحكم الإلكترونية. عند تفعيل صمام VTEC، يبدأ الفص الثالث الأكبر بدفع جميع صمامات السحب بشكل أكثر قوة. يتم استخدام هذا النوع من VTEC-E في محركات F23A و F22B و JDM F20B SOHC VTEC.

محرك VTEC ثلاثي المراحل

نظام VTEC ثلاثي المراحل هو نسخة تستخدم ثلاثة أنماط مختلفة لعمود الكامات للتحكم في توقيت ورفع صمامات السحب. ونظرًا لتصميم هذه النسخة حول رأس صمام أحادي الكامة العلوية (SOHC)، كانت المساحة محدودة؛ لذا يقتصر تعديل VTEC على فتح وإغلاق صمامات السحب فقط. يجمع هذا النظام بين تحسينات كفاءة استهلاك الوقود عند السرعات المنخفضة لنظام VTEC-E وأداء نظام VTEC التقليدي. من وضع الخمول إلى 2500-3000  دورة في الدقيقة، اعتمادًا على ظروف الحمل، يُفتح أحد صمامات السحب بالكامل بينما يُفتح الآخر بشكل طفيف، بما يكفي لمنع تجمع الوقود خلف الصمام، وهو ما يُعرف أيضًا بوضع 12 صمامًا. ينتج عن هذا الوضع دوامة في شحنة السحب، مما يزيد من كفاءة الاحتراق، وبالتالي تحسين عزم الدوران عند السرعات المنخفضة وكفاءة استهلاك الوقود. عند 3000-5400 دورة في الدقيقة، اعتمادًا على الحمل، يُفعّل أحد ملفات VTEC اللولبية، مما يؤدي إلى قفل الصمام الثاني على فص عمود الكامات للصمام الأول. يُعرف هذا الأسلوب أيضًا بوضع الـ 16 صمامًا، وهو يُحاكي وضع التشغيل العادي للمحرك ويُحسّن منحنى القدرة في نطاق السرعات المتوسطة. عند 5500-7000 دورة في الدقيقة، يتم تفعيل صمام VTEC الثاني (ويصبح كلا الصمامين مُفعّلين) بحيث يستخدم صماما السحب فصًا ثالثًا من عمود الكامات. تم ضبط هذا الفص الثالث لتحقيق أداء عالٍ، ويُوفّر ذروة القدرة عند أعلى نطاق دورات المحرك في الدقيقة.

في الإصدار الأحدث من نظام i-VTEC ثلاثي المراحل، تم دمج تقنيتي VTC وPGM-FI لتمكين وحدة التحكم الإلكترونية (ECU) من التحكم في نطاق كامل من أوضاع التشغيل، مما يُحسّن من كفاءة استهلاك الوقود والأداء. تستطيع هوندا CR-Z التبديل بسلاسة بين وضع السرعات المنخفضة والوضع القياسي من 1000 إلى 2250 دورة في الدقيقة، والتحول إلى وضع السرعات العالية من 2250 دورة في الدقيقة فما فوق في محركات SOHC.

i-VTEC

نظام هوندا i-VTEC (نظام VTEC الذكي) [ 7 ] هو نظام يجمع بين تقنية VTEC ونظام VTC (التحكم المتغير في التوقيت) من هوندا، وهو نظام لتغيير توقيت عمود الكامات بشكل مستمر، ويُستخدم في عمود الكامات الخاص بمحركات DOHC VTEC. ظهرت هذه التقنية لأول مرة في عائلة محركات هوندا من سلسلة K رباعية الأسطوانات عام 2001. استخدمت معظم سيارات هوندا أو أكورا رباعية الأسطوانات المباعة في الولايات المتحدة نظام i-VTEC بحلول عام 2002، باستثناء سيارة هوندا أكورد موديل 2002.

لا تزال أنظمة التحكم في رفع الصمامات ومدة فتحها في نظام VTEC محدودةً بنطاقي دوران منخفض وعالي، ولكن أصبح بإمكان عمود الكامات الخاص بالسحب التقدم بين 25 و50 درجة، وذلك حسب تصميم المحرك. ويتم ضبط توقيت فتح الصمامات بواسطة ترس كامة قابل للتعديل يعمل بالزيت ويتم التحكم فيه بواسطة الكمبيوتر. ويؤثر كل من حمل المحرك وسرعته على نظام VTEC. ويتغير توقيت فتح صمامات السحب من متأخر تمامًا عند التباطؤ إلى متقدم قليلاً عند فتح الخانق بالكامل وعند دورات المحرك المنخفضة. ويؤدي ذلك إلى تحسين عزم الدوران الناتج، خاصةً عند دورات المحرك المنخفضة والمتوسطة. يوجد نوعان من محركات سلسلة K المزودة بنظام i-VTEC، وسيتم شرحهما في القسم التالي.

تستخدم محركات هوندا من سلسلة J ذات عمود الكامات العلوي المفرد نظامًا مختلفًا تمامًا، يُسوّق أيضًا، بشكلٍ مُربك، باسم i-VTEC. تجمع محركات هوندا من سلسلة J التي تستخدم i-VTEC بين تشغيل VTEC ذي عمود الكامات العلوي المفرد وتقنية الإزاحة المتغيرة VCM (إدارة الأسطوانات المتغيرة) من هوندا لتحسين كفاءة استهلاك الوقود تحت الأحمال الخفيفة.

سلسلة K

تتميز محركات سلسلة K بنظام i-VTEC بنوعين مختلفين. النوع الأول مخصص لمحركات الأداء العالي مثل K20A2 أو K20Z3 المستخدمة في سيارات RSX Type S موديلات 2002-2006 أو Civic Si موديلات 2006-2011، أما النوع الثاني فهو مخصص لمحركات الاقتصاد مثل K20A3 أو K24A4 المستخدمة في سيارات Civic Si موديلات 2002-2005 أو Accord موديلات 2003-2007 . نظام i-VTEC للأداء العالي هو نفسه نظام DOHC VTEC في محركات B16A . يحتوي كل من عمود الكامات للسحب والعادم على ثلاثة فصوص لكل أسطوانة. ومع ذلك، يتميز نظام الصمامات بميزة إضافية تتمثل في أذرع الصمامات الدوارة وتقنية VTC (توقيت الصمامات المتغير باستمرار لصمامات السحب). يجمع نظام i-VTEC للأداء العالي بين نظام DOHC VTEC التقليدي وتقنية VTC (التي تعمل لصمامات السحب فقط). تتوفر تقنية VTC في كل من محركات i-VTEC الاقتصادية ومحركات الأداء العالي.

يُشبه نظام i-VTEC الاقتصادي المُستخدم في محركات K20A3/K24A4 نظام SOHC VTEC-E من حيث أن عمود الكامات الخاص بالسحب يحتوي على فصين فقط، أحدهما صغير جدًا والآخر أكبر، بالإضافة إلى عدم وجود نظام VTEC على عمود الكامات الخاص بالعادم. عند دورات المحرك المنخفضة، يُفتح صمام واحد فقط على صمام السحب بالكامل، مما يُعزز دوامة غرفة الاحتراق ويُحسّن من تذرية الوقود. يسمح هذا باستخدام خليط هواء/وقود أقل كثافة، مما يُحسّن من كفاءة استهلاك الوقود. عند السرعات العالية، يعمل كلا صمامي السحب بواسطة فص عمود الكامات الأكبر، مما يُحسّن من تدفق الهواء الكلي وقوة المحرك عند السرعات العالية.

يمكن التمييز بسهولة بين نوعي المحركات من خلال قوة الإنتاج المقدرة من المصنع: محركات الأداء تنتج حوالي 200 حصان (150 كيلوواط) أو أكثر في حالتها الأصلية، بينما محركات الاقتصاد لا تنتج أكثر من 160 حصان (120 كيلوواط) .    

سلسلة R

يستخدم نظام i-VTEC في محرك سلسلة R نظام SOHC VTEC مُعدّلًا يتكون من فص صغير وفصين كبيرين. يُشغّل الفصان الكبيران صمامات السحب مباشرةً، بينما يعمل الفص الصغير أثناء تفعيل VTEC. على عكس أنظمة VTEC التقليدية، يعمل النظام في محرك سلسلة R بطريقة "عكسية"، حيث يعمل فقط عند سرعات دوران منخفضة إلى متوسطة. عند سرعات الدوران المنخفضة، يرتبط الفص الصغير بأحد الفصين الكبيرين، ويُبقي أحد صمامات السحب مفتوحًا جزئيًا أثناء دورة الضغط، على غرار دورة أتكينسون . تُمكّن قدرة هوندا على التبديل بين دورة أتكينسون والدورة العادية من تحقيق كفاءة ممتازة في استهلاك الوقود دون التضحية بالأداء بشكل كبير.

نظام i-VTEC مع نظام إدارة الأسطوانات المتغيرة (VCM)

في عام 2003، قدمت هوندا محرك i-VTEC V6 (وهو تحديث لسلسلة J ) يتضمن تقنية تعطيل الأسطوانات من هوندا، والتي تعمل على إغلاق الصمامات في صف واحد من الأسطوانات الثلاث أثناء التشغيل بأحمال خفيفة وسرعات منخفضة (أقل من 80 كم/ساعة (50 ميل/ساعة) ). وفقًا لهوندا،  

تعتمد تقنية VCM على مبدأ أن السيارة لا تحتاج إلا لجزء بسيط من طاقتها عند القيادة بسرعات ثابتة. يقوم النظام بتعطيل بعض الأسطوانات إلكترونيًا لتقليل استهلاك الوقود. يستطيع المحرك العمل بثلاث أو أربع أو جميع الأسطوانات الست حسب الحاجة، مما يجمع بين أفضل ما في العالمين: قوة محرك V6 عند التسارع أو الصعود، وكفاءة محرك أصغر عند القيادة بسرعات ثابتة.

طُرحت هذه التقنية لأول مرة في الولايات المتحدة الأمريكية في سيارة هوندا أوديسي ميني فان موديل 2005، وهي متوفرة الآن في هوندا أكورد هايبرد، وهوندا بايلوت موديل 2006، وهوندا أكورد موديل 2008. على سبيل المثال: تُشير تقديرات وكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA) إلى أن استهلاك الوقود في هوندا أكورد موديل 2011 (  بمحرك V6 سعة 3.5 لتر وقوة 271 حصانًا) يبلغ 24 ميلًا للغالون الواحد (معدل استهلاك مُجمّع)، مقابل 27 ميلًا للغالون الواحد في الطرازين المُجهّزين بمحرك رباعي الأسطوانات.

تم استخدام تقنية i-VTEC VCM أيضًا في محرك LDA سعة 1.3 لتر المستخدم في سيارة هوندا سيفيك هايبرد من طراز 2001 إلى 2005. [ 8 ]

i-VTEC i

نسخة من نظام i-VTEC مع الحقن المباشر ، استخدمت لأول مرة في سيارة هوندا ستريم عام 2004. [ 9 ] محرك بنزين i-VTEC I سعة 2.0 لتر بتقنية الحقن المباشر وعمودي كامة علويين.

  • يجمع محرك i-VTEC سعة 2 لتر ذو عمود الكامات المزدوج العلوي بين نظام i-VTEC الذي يستخدم تقنية VTEC ونظام VTC الذي يستخدم نظام الحقن المباشر للحصول على نسبة هواء إلى وقود تصل إلى 65:1، مما يوفر مستوىً غير مسبوق من الاحتراق فائق الكفاءة. ويتحقق الاحتراق المستقر باستخدام كمية وقود أقل من محركات الحقن المباشر التقليدية التي تبلغ نسبة الهواء إلى الوقود فيها 40:1.
  • إن التحكم في الاحتراق من خلال استخدام صمامات EGR عالية الدقة ومحفز عالي الأداء تم تطويره حديثًا يمكّن محرك الحقن المباشر DOHC i-VTEC I سعة 2.0 لتر والذي يتأهل كمركبة منخفضة الانبعاثات للغاية (ULEV).

أفتيك

أُعلن عن محرك AVTEC (محرك VTEC المتطور) لأول مرة عام 2006. [ 10 ] وهو يجمع بين التحكم المتغير باستمرار في رفع الصمامات وتوقيتها، والتحكم المتغير باستمرار في طور الصمامات. كانت هوندا تخطط في الأصل لإنتاج سيارات مزودة بمحركات AVTEC خلال السنوات الثلاث التالية. ورغم التكهنات التي أشارت إلى استخدامه لأول مرة في سيارة هوندا أكورد 2008، إلا أن السيارة تستخدم نظام i-VTEC الحالي. وحتى أواخر عام 2017، لم تعد أي من سيارات هوندا تستخدم نظام AVTEC.

الاختلافات عن محركات VTEC الأخرى

تختلف تقنية VTEC المتقدمة من هوندا اختلافًا كبيرًا عن سابقاتها، إذ لم تعد تعتمد على التبديل بين مجموعتين من الفصوص على عمود الكامات . بل تستخدم فص كامة واحدًا لكل صمام، وذراعين متأرجحين لكل صمام، حيث يتميز الذراع المتأرجح الثاني بنقطة ارتكاز متحركة، مما يوفر رفعًا متغيرًا للكامة. لا تزال محركات VTEC المتقدمة تستخدم آلية زاوية تروس الكامة المتغيرة التي يتم التحكم فيها بضغط الزيت، وهي آلية قياسية الآن. بدمج هاتين التقنيتين، طورت هوندا نظام توقيت ورفع صمامات متغيرًا باستمرار (VVTL). كانت الإصدارات السابقة من VTEC تتضمن فقط VVTL على مراحل (عالي-منخفض). مع طرح i-VTEC، اكتسبت الأنظمة توقيت صمامات متغيرًا باستمرار، ولكنها ظلت تقتصر على رفع على مراحل (عالي-منخفض). إن خاصية "التغير المستمر" في A-VTEC هي ما يميزها كخطوة تطورية هامة في عالم VTEC. [ 11 ]

براءة اختراع

تم تقديم طلب براءة اختراع أمريكية ذات صلة (6,968,819) في 5 يناير 2005. [ 12 ] [ 13 ]

يحتوي نظام VTEC المتقدم على عمود كامات وأذرع تأرجح قياسية، مثبتة كما هو معتاد، حيث يكون عمود الكامات في الأعلى، وتضغط أذرع التأرجح على صمامات الفتح . يحيط بعمود الكامات أسطوانة مفتوحة جزئيًا، متصلة بها أذرع تأرجح ثانوية عبر نقطة ارتكاز. يتم تشغيل هذه الأذرع الثانوية، ذات المقطع العرضي المتغير (على غرار الكامات)، مباشرةً بواسطة عمود الكامات، بحركة تشبه حركة المقص. يتم تشغيل أذرع التأرجح الرئيسية بواسطة أذرع التأرجح الثانوية (المثبتة على الأسطوانة). تدور الأسطوانة فقط لتقديم أو تأخير موضع أذرع التأرجح الثانوية، للاستفادة من مقاطعها العرضية المتغيرة. وبالتالي، من خلال تغيير موضع الأسطوانة حول محورها، يتم تغيير كل مقطع عرضي للكامات إلى الارتفاع الأمثل لتحقيق أقصى أداء للمحرك دون التضحية بكفاءة استهلاك الوقود عند السرعات المنخفضة. [ 14 ]

VTEC توربو

طُرحت سلسلة محركات VTEC TURBO في عام 2013 ضمن مجموعة تقنيات Earth Dreams، وتتضمن ميزات جديدة مثل الحقن المباشر للبنزين، والشواحن التوربينية، ونظام Dual Cam VTC، وتقنية VTEC على صمامات العادم بدلاً من صمامات السحب، مما يُنهي الصوت التقليدي لتقنية VTEC في هذا المحرك. يُساهم تطبيق تقنية VTEC على أذرع صمامات العادم في تسريع استجابة الشاحن التوربيني، مما يُزيل تأخر التوربو. تتوفر محركات VTEC Turbo بثلاث سعات: 1.0 لتر بثلاث أسطوانات، و 1.5 لتر بأربع أسطوانات ، و 2.0 لتر بأربع أسطوانات .

تضمنت النسخة الأولى المُطبقة على المركبات الأوروبية محركًا رباعي الأسطوانات سعة 2 لتر مزود بشاحن توربيني، والذي استُخدم في سيارة هوندا سيفيك تايب آر موديل 2015 وحتى الآن، والذي يتوافق مع معايير انبعاثات يورو 6. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

تقنية VTEC في الدراجات النارية

باستثناء دراجة هوندا CB400SF Super Four HYPER VTEC المخصصة للسوق اليابانية فقط ، [ 18 ] والتي طُرحت عام 1999، كان أول تطبيق عالمي لتقنية VTEC في دراجة نارية مع طرح دراجة هوندا VFR800 الرياضية عام 2002. وكما هو الحال في نظام SOHC VTEC-E، يبقى صمام السحب مغلقًا حتى الوصول إلى عتبة 6800 دورة في الدقيقة (6600 دورة في الدقيقة بعد عام 2006) [ 19 ] ، ثم يُفتح الصمام الثاني بواسطة دبوس يعمل بضغط الزيت. ويبقى زمن إغلاق الصمامات ثابتًا، كما هو الحال في نظام VTEC-E للسيارات، ولا ينتج عن ذلك سوى القليل من الطاقة الإضافية، ولكن مع تحسين انسيابية منحنى عزم الدوران. ويرى النقاد أن تقنية VTEC لا تُضيف الكثير إلى تجربة قيادة VFR، بينما تزيد من تعقيد المحرك. يبدو أن هوندا قد وافقت على ذلك، حيث جاء طراز VFR1200، الذي أُعلن عنه في أكتوبر 2009، ليحل محل VFR800، الذي تخلى عن مفهوم VTEC لصالح محرك ذي سعة كبيرة وزاوية ضيقة على شكل حرف V، أي محرك SOHC. ومع ذلك، أعاد طراز VFR800 لعام 2014 نظام VTEC من دراجة VFR النارية التي طُرحت بين عامي 2002 و2009.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ١ ٢ "محرك VTEC" . شركة هوندا موتور المحدودة. مؤرشف من الأصل بتاريخ ١٧ يونيو ٢٠١٨. تم الاطلاع عليه بتاريخ ١١ مارس ٢٠١١ .
  2. ↑ «أبو تقنية VTEC» . شركة هوندا موتور المحدودة. مؤرشف من الأصل بتاريخ 8 مايو 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 ديسمبر 2011 .
  3. ↑ "نظرة عامة على ضرائب السيارات" (ملف PDF) . مكتب حكومة محافظة آيتشي . محافظة آيتشي . مؤرشف (ملف PDF) من الأصل بتاريخ 13 يوليو 2017. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 أغسطس 2017 .
  4. ↑ لو، تشنغ؛ تشو، غومينغ (11 فبراير 2020). "مراجعة للتطورات في تشغيل الصمامات المتغيرة لمحركات الاحتراق الداخلي" . العلوم التطبيقية . 10 (4): 1216. doi : 10.3390/app10041216 . ISSN 2076-3417 . 
  5. ↑ "1983 CBR400F" . هوندا العالمية . شركة هوندا موتور المحدودة . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 يناير 2026 .
  6. ↑ "VTEC - التاريخ والتكنولوجيا - مجلة هوندا لتعديل السيارات" . superstreetonline.com . 20 مايو 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 27 مارس 2018 .
  7. ↑ "acura.com" . acura.com. مؤرشف من الأصل بتاريخ 24-06-2008 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 04-12-2010 .
  8. ↑ "تقنية هوندا سيفيك الهجينة" . Autospeed.com. مؤرشف من الأصل بتاريخ 28 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 ديسمبر 2010 .
  9. ↑ "هوندا العالمية" . World.honda.com. مؤرشف من الأصل بتاريخ 15 مايو 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 نوفمبر 2012 .
  10. ↑ نونيز، أليكس (25 سبتمبر 2006). "هوندا تكشف عن محرك VTEC المتطور" . Autoblog.com . تاريخ الاسترجاع: 4 ديسمبر 2010 .
  11. ↑ "شائعات وأخبار معبد VTEC - تفاصيل A-VTEC تُكشف في مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية الأمريكي؛ TOV تُحلل" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 14 فبراير 2007. تم الاطلاع عليه بتاريخ 13 فبراير 2007 .
  12. ↑ تان، بول (17 أبريل 2007). "هوندا تسجل براءة اختراع VTEC المتقدمة" . Paultan.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 ديسمبر 2010 .
  13. ↑ "كشف تفاصيل A-VTEC في مكتب براءات الاختراع والعلامات التجارية الأمريكي؛ وتحليل TOV" . Vtec.net. مؤرشف من الأصل بتاريخ 24 يوليو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 ديسمبر 2010 .
  14. ↑ " طلب براءة اختراع أمريكي رقم 11/028,608 " [ تمت إزالة الرابط ]
  15. ↑ "هوندا تكشف عن ثلاثة محركات VTEC توربو جديدة، بما في ذلك محرك سيفيك تايب آر سعة 2.0 لتر" . autoblog.com . 19 نوفمبر 2013. مؤرشف من الأصل في 28 مارس 2018. تم الاطلاع عليه في 27 مارس 2018 .
  16. ↑ هوندا تطور محرك بنزين توربو بتقنية الحقن المباشر VTEC يحقق أداءً رائدًا في فئته من حيث القوة وكفاءة استهلاك الوقود. (مؤرشف بتاريخ 9 ديسمبر 2013 في أرشيف الإنترنت)
  17. ↑ """"""""""""""""""""""" توربو」を新開発" . www.honda.co.jp . تم الاسترجاع في 27 مارس 2018 .
  18. ↑ "هوندا العالمية | نظرة عن كثب على التكنولوجيا" . World.honda.com. مؤرشف من الأصل بتاريخ 4 يونيو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 4 ديسمبر 2010 .
  19. ↑ "مراجعة VFR800 VTEC (2005 - 2013) | Visordown" . 11 يناير 2006.
عام
  • "نظرة عن قرب على التكنولوجيا" . شركة هوندا موتور المحدودة، 2004. تم الاطلاع عليه بتاريخ 25-07-2006 .
  • "نظرة عن كثب على تكنولوجيا هوندا العالمية" . شركة هوندا موتور المحدودة، 2004. مؤرشف من الأصل بتاريخ 4 يونيو 2011. تم الاطلاع عليه بتاريخ 12 يوليو 2007 .
  • "فيديو هوندا العالمي IVTEC" . شركة هوندا موتور المحدودة، 2009. مؤرشف من الأصل بتاريخ 15 مايو 2014. تم الاطلاع عليه بتاريخ 17 مايو 2009 .