VTEC = Variable Valve Timing and Lift Electronic Control

Det variable ventilstyring blev udviklet af Honda i 1983 til motorcykler( den første motorcykel Honda CBR 400). Siden 1989 var målet også at få det monteret i biler,(den første Honda med vtec, var Integra XSi 1989)  en sportsmotor med højt omdrejningstal, men som ved lave omdrejninger havde et fornuftigt højt drejningsmoment, som trods sin sportslige præg, kunne bruges til normal daglig dags brug. I mellemtiden bliver systemet også brugt til at opfylde de strenge emsissionskrav, med fine udstødningsværdier og benzinøkonomiske motorer med tilfredsstillende ydelser (VTEC-Economy, i[ntelligent]-VTEC).

Funktionen og princippet i det variable ventilstyring er afhængig af hvad det skal bruges til, udformning og størrelse af knasten på knastakslen er afgørende for effekt og drejningsmoment (via ventilåbningstider og ventilløft). Grundlæggende betyder det: Des hurtigere at en ventil kan åbnes og lukkes samt hvor stort et løft der er, desto mere effekt kan man få, men det kan så være på bekostning af drejningsmoment og brændstofforbruget kan blive øget.

Kombinationen af en højtydende motor med højt drejningsmoment ved lave omdrejninger, og er i princippet to knastaksler integreret i én.

 

 

 

 


Ventilsystem på en DOHC motor

Billedet viser fint, at begge ventiler ikke er styret af hver sin knastaksel, men af tre knaster styrer to ventiler. Endvidere er det tydeligt at VTEC ikke vil fungere ved direkte aktiverede ventiler, men kun med (afhængig af motorkonstruktion) f.eks en form for vippearm.

Ved  lave omdrejninger [engl. low revs] aktiveres knasten for lave omdrejninger [engl. Cam profiles for low revs] de yderste vippearme [engl. primary und secondary rocker], mens at knasten for høje omdrejninger er i friløb, imens er fjederen [engl. return spring] der sørger for at forbindelse (= Pin A und Pin B) mellem begge vippearme er afbrudt så den midterste vippearm [engl. mi ddle rocker] ikke bliver aktiveret.

Ved  høje omdrejninger [engl. high revs] bliver en magnetventil åbnet og motoroliens tryk [engl. oil pressure] presser en låsestift (= Pin A und Pin B) ind således at der skabes en fast forbindelse mellem vippearmene. Da den midterste vippearm bliver aktiveret af den "skrappere" knast til højere omdrejningstal [engl. Cam profile for high revs] trykker den ventillerne endnu længere ned, altså større løft, og i denne situation løber de to yderste knaster frit og kun den midterste knast bestemmer ventilens bevægelse.

Lukker magnetventilen igen, så trykker fjederen låsestiften tilbage og forbindelsen mellem de tre vippearme er igen afbrudt: den midterste vippearm løber igen frit.


Vippearme med ruller på F20C

I princippet virker alle  VTEC-versioner efter ovenstående beskrivelse. I DOHC-motorerne er det dog lettere at få dette mekaniske system til at fungere end i SOHC-motorer. VTEC-E-motorer bliver  kun styret på indsugningsventilsiden. Derved kan det lade sig gøre på flerventil-motorer at lave forskellige styretider på ventilerne samt forskelligt ventilløft over det komplekse vippearm- og knastakselsystem samt en komplet frakobling ag en indsugningsventil i de lave omdrejninger. Yderligere er der mulighed for at via den elektroniske motorstyring at ændre punktet i omdrejninger alt efter anvendelse samt belastning. 

Ved videreudviklingen til i-VTEC er en indsugningsventil, helt ude af drift i lave omdrejninger. Herefter kommer der en kontinuerlig tilpasning af åbningstiden på indsugningsventilen (VTC = Variable Timing Control) så system får en maximal udnyttelse af brændstoffet, ved hjælp af en forbedret cylinderfyldning og derved opnås en forbedret forbrænding, og drejningsmomentet bliver øget. Dette opnås ved hjælp af en hydraulisk drejning af indsugningsknastakslen, hvilket muliggør en ændret overlapningstid i forhold til udstødningsknastakslen.

Sammenspillet mellem VTEC og VTC optimerer dette system.

Ved acceleration fra lave omdrejningstal behøves mange kræfter. En lille overlapningstid, samt det langsomme "flow" som den indsugne luft har, besværliggør dette. Her øger VTEC-systemet drejningsmomentet i de lave omdrejninger ved at den benytter de "sløve" knaster. Når det korrekt omdrejningstal opnås, kobler VTEC-System selv over til de "skarpe" knaster og  VTC- systemet holder sin indstilling. Dette forstærker ydelsen endnu engang.

Ved kørsel med høje omdrejninger og konstant hastighed er en anden form for effekt ønskelig, og også ønsket om et lavt brændstofforbrug. En større overlapningstid er på dette tidspunkt ønskeligt og et godt kompromis. Når der ikke gives så meget gas mere og gaspedalen holdes i ro, fører dette til en forbedret økonomi. Ydermere bliver mere udstødningsgas ført ind i forbrændingsrummet og ved næste forbrænding igen forbrændt, hvilket forbedrer udstødningsemissionerne

I tomgang eller lave omdrejninger er en lille overlapningstid ønskelig, så der kan bibeholdes et fornuftig "flow" og hvirvel i indsugningsmanifolden, som vil give en bedre og mere homogen blanding, som forbrænder bedre. Derved skal der igen bruges mindre brændstof for at opnå en fuldstænding forbrænding, og mindre af de skadelige udstødningsgasser.

tidligere senere
Tændingspunkt

Ved hjælp af den variable indsugningsmanifold bliver virkingen af VTC endnu bedre. Ved lave omdrejningstal suges luften ind gennem lange indsugningsrør, hvilket øger lufthastigheden, som giver en fordret fyldning af cylindrene og derved bedre forbrænding. Ved høje omdrejningstal afkortes indsugningsmanifoldens længde. På denne måde kan man så få mere luft ind til cylindrene, som så igen kan afgive mere effekt.

Ved Civic Hybrid og andre modeller, anvender Honda VTEC-princippet til at koble cylindrene fra (VCM = Variable Cylinder Management) på grund af en yderligere brændstofforbrug nedsættelse.I  i-DSI-motor LDA som den bezinforbrugende del i Hybrid-bilerne anvendes en indretning til frakobling af indsugnings- og udstødningsventil. Derved begrænses muligheden for at der opstår rivning i cylinderen ved frakobling af den frakoblede cylinder, hvilket igen fører til en højere genindvindingsenergi til opladning af IMA-batterierne. Honda overførte dette system med succes til V6-IMA-enheden og andre motorer.