Πως λειτουργεί το VTEC της Honda;

Ο Νίκος Ξυδιάς μας εξηγεί πως λειτουργεί ένα από τα πιο προηγμένα συστήματα μεταβλητού χρονισμού και βύθισης των βαλβίδων και ξεκαθαρίζει πως τα υβριδικά Honda μπορούν υπό προϋποθέσεις να κινηθούν μόνο με ηλεκτρική ενέργεια…

Όλα ξεκίνησαν κάπου γύρω στο 1987 όταν η Honda κατασκευάζει τον πρώτο κινητήρα μαζικής παραγωγής με σύστημα μεταβλητού χρονισμού των βαλβίδων (εισαγωγής – εξαγωγής, στο Civic 1.5 LSi), τελειοποιώντας στη συνέχεια την εν λόγω τεχνολογία εμφανίζοντας τους εκπληκτικούς ακόμη και σήμερα κινητήρες με κωδική ονομασία Β16A (160Hp) και Β18C (210Hp) σε διάφορα μοντέλα της εταιρίας. Από τότε κατασκευάστηκαν διάφορες εκδόσεις στα συστήματα μεταβλητού χρονισμού των βαλβίδων με διαφορετικά χαρακτηριστικά απόδοσης (π.χ. το VTEC-e με έμφαση στην οικονομία καυσίμου).

Με απλά λόγια το σύστημα VTEC έχει την δυνατότητα να μεταβάλλει την διάρκεια και το βύθισμα των βαλβίδων προκειμένου ο χρήστης να έχει στην διάθεσή του διαφορετικής απόδοσης χαρακτηριστικά στις χαμηλές-μεσαίες και υψηλές στροφές του κινητήρα.

Το επόμενο κομβικό σημείο αυτής της τεχνολογίας έρχεται από το 2003 και μετά όταν η Honda κατασκευάζει το περίφημο i-VTEC (intelligence VTEC), καθώς συμπεριλαμβάνει στο ήδη υπάρχον σύστημα το VTC (Variable Τiming Control), το οποίο έχει την δυνατότητα να δίδει προπορεία ή βραδυπορεία στο άνοιγμα των βαλβίδων εισαγωγής από την εναλλαγή του χρονισμού του εκκεντροφόρου εισαγωγής προκειμένου η λειτουργία του μοτέρ να προσαρμόζεται στο εκάστοτε φορτίο κινητήρα (Type R models: EP3 & FN2).

Η τεχνολογία i-VTEC εφαρμόζεται και σε άλλα μοντέλα του κατασκευαστή (Accord CL7, CR-V RD8) και ονοματολογικά διατηρείται μέχρι και σήμερα, υλοποιώντας όμως εντελώς διαφορετικά χαρακτηριστικά λειτουργίας κινητήρα. Έχουμε λοιπόν και λέμε:2006 Civic 5d & 4d, engines R18 και 2007 Jazz, 2007 CRV & Accord, engines R20. Το S 2000 είναι το πιο πρόσφατο μοντέλο παραγωγής εφοδιασμένο με το ίδιο σύστημα power-VTEC που υπήρχε και στα πρώτα μοντέλα. Η ενεργοποίηση του συστήματος συνεπάγεται εμπλοκή λοβών με μεγαλύτερη διάρκεια και βύθισμα βαλβίδων για αύξηση της απόδοσης.

Η ενεργοποίηση του i-VTEC (υπό ορισμένες συνθήκες φορτίου και rpm) συνεπάγεται καθυστέρηση στο κλείσιμο μιας από τις δύο βαλβίδες εισαγωγής προκειμένου να εξασσφαλιστεί καλύτερη εξοικονόμηση καυσίμου. Κάτι τέτοιο σημαίνει ότι η ενεργοποίηση του συστήματος προϋποθέτει τη διαχείριση του κινητήρα σε ηπιότερο χάρτη καυσίμου-ανάφλεξης. Εφόσον το σύστημα καθυστερεί το κλείσιμο της μιας βαλβίδας εισαγωγής με αυτό τον τρόπο μειώνεται η σχέση συμπίεσης συνεπώς και η αναλογία αέρα/καυσίμου· από την μεταβολή αυτή μειώνονται οι απώλειες από την άντληση των εμβόλων. Η υψηλή σχέση συμπίεσης αυξάνει την αντίσταση στην κίνηση των εμβόλων κατά τον χρόνο της συμπίεσης. Κλείνοντας την βαλβίδα εισαγωγής κατά ένα στάδιο αργότερα, μέρος του μίγματος μπορεί να απωθηθεί προς τα πίσω μέσα στην εισαγωγή και κατά συνέπεια να μειώσει την συμπίεση μέσα στον κύλινδρο.  Έτσι, μειώνονται οι απώλειες άντλησης και επιτυγχάνεται μειωμένη κατανάλωση καυσίμου.

Υβριδικά Civic IMA, Insight, Jazz Hybrid

Τα υβριδικά Insight & Jazz διαθέτουν σύστημα i-VTEC δύο σταδίων, ένα στάδιο κανονικής λειτουργίας βενζινοκινητήρα και ένα στάδιο idle stop. Κατά την φάση του idle stop, οι βαλβίδες παραμένουν κλειστές με ταυτόχρονη απενεργοποίηση του κινητήρα (παύση ψεκασμού και ανάφλεξης) και το όχημα κινείται μόνο με τον ηλεκτροκινητήρα (EV mode) δίχως όμως να υπάρχει και η δυνατότητα εκκίνησης μόνο με ηλεκτρική κίνηση. Γενικά για να υπάρξει κίνηση στα υβριδικά Civic, Insight & Jazz μόνο με ρεύμα (EV mode) σε κατάσταση “low speed cruising” αναγκαίες συνθήκες είναι:

• O κινητήρας να έχει κανονική θερμοκρασία λειτουργίας
• Η φόρτιση της μπαταρίας να είναι τουλάχιστον στο 1/3
• Η ταχύτητα του οχήματος να μην υπερβαίνει τα 80 Km/h
• Η πεταλούδα γκαζιού να είναι σε σταθερή θέση (όχι επιτάχυνση, με σταθερό φορτίο).

Δείτε ένα όμορφο animation με το σύστημα ΙΜΑ

Όταν η διαχείριση του κινητήρα (ECU) καταλάβει την ύπαρξη των παραπάνω, σταματά την ανάφλεξη και τον ψεκασμό σβήνοντας τον κινητήρα βενζίνης. Ταυτόχρονα δίνει εντολή στην ηλεκτροβαλβίδα του ivtec να ενεργοποιήσει (με πίεση λαδιού) ένα εμβολάκι που απεμπλέκει τα ζύγωθρα του εκκεντροφόρου από τις βαλβίδες, με αποτέλεσμα αυτές να μένουν κλειστές.Την συγκεκριμένη χρονική στιγμή το όχημα κινείται από το ηλεκτρικό μοτέρ μόνο (ροή ισχύος από μοτέρ – στρόφαλος – σασμάν), ενώ η αντίσταση περιστροφής του κινητήρα βενζίνης (που συμπαρασύρεται) ελαχιστοποιείται, αφού όσο μηχανικό έργο απορροφά κατά την συμπίεση το αποδίδει ξανά πίσω κατά την φάση της εκτόνωσης.

Το Civic IMA επιπλέον των παραπάνω διαθέτει σύστημα i-VTEC τριών σταδίων με δυνατότητα στην κανονική λειτουργία του κινητήρα να επιλέγει μεταξύ low cam & high cam lobe.

Στο CRZ το σύστημα i-VTEC (2 σταδίων) κρατά την μία βαλβίδα εισαγωγής κλειστή στις χαμηλές rpm, προκειμένου να επιτύχει καλύτερη σάρωση θαλάμου καύσης, βέλτιστη ροπή και οικονομία. Στις υψηλότερες rpm ενεργοποιούνται και οι δύο για μέγιστη απόδοση. Καθώς το όχημα δεν διαθέτει idle stop, δεν μπορεί να κινηθεί μόνο ηλεκτρικά.

Αυτή είναι λοιπόν μια σύντομη περίληψη των συστημάτων ivtec που εφοδιάζονται τα υπάρχοντα μοντέλα μας. Μείνετε συντονισμένοι για τα επόμενα τεχνικά μας θέματα.

Νικόλαος Π.Ξυδιάς
Υπεύθυνος Τεχνικής Υποστήριξης & Τεχνικός Εκπαιδευτής Honda

Στα προηγούμενης γενιάς υβριδικά παράλληλης διάταξης, σωστά, ήταν αδύνατο ο ηλεκτροκινητήρας να λειτουργήσει ανεξάρτητα από τον ΜΕΚ. Ωστόσο, στα νεώτερης… κοπής (από το υβριδικό Civic και μετά) τα υβριδικά της Honda έχουν την δυνατότητα κίνησης -όχι όμως εκκίνησης- μόνο με ηλετρική ενέργεια σε συνθήκης χαμηλού φορτίου. Κάποιοι άλλλοι κατασκευαστές έχουν προχωρήσει ακόμη πιο πέρα υιοθετώντας ένα μηχανισμό αποσύμπλεξης του ΜΕΚ ώστε το όχημα να μπορεί ακόμη και να εκκινήσει με ηλεκτρική ενέργεια. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί η υβριδική τεχνολογία τουVW Touareg Hybrid και της πιο πρόσφατης Porsche Panamera Hybrid.