در اواخر دهه 90 میلادی و اوایل 2000، تمامی هوندا سواران می خواستند مطمئن شوند که هوندایی که خریداری کرده اند دارای تکنولوژی ویتک یا VTEC می باشد.

در مسابقه فرمول یک اتریش 2019 که هوندا دوباره پس از چندین سال طعم پیروزی را در فرمول یک چشید، با پستی در شبکه اجتماعی خود با متن “VTEC Just Kicked in” منتشر کرد که به جمله سنتی :

.VTEC Just kicked in YO

که توسط ماشین بازا و افرادی که در خیابان ها مسابقات برگزار می کردند باب شده بود اشاره داشت.

مکس ورشتپن و چارلز لکلرک - اتریش 2019

مکس ورشتپن و چارلز لکلرک – اتریش 2019

اما به واقع این تکنولوژی موتور ویتک یا VTEC چیست؟

ویتک VTEC یا (Variable valve Timing and lift Electronic Control system) که به پارسی به عنوان زمانبندی متغیر و کنترل الکترونیکی سوپاپ می شناسیم معرفی می شود. این تکنولوژی توسط مهندس هوندا، ایکوئو کاجیتانی در اواخر دهه هشتاد میلادی با هدف افزایش قدرت و صرفه جویی در مصرف سوخت اختراع شد.

ولی خب این دوتا که مخالف هم هستند! چطور همزمان هم قدرت را بالا می برید و هم در مصرف سوخت صرفه جویی می کنید؟ چطور ویتک چنین کاری را انجام می دهد؟

ابتدا یک سری مفاهیم را در مورد چگونگی ورود و خروج هوا به سیلندر ها با هم مرور می کنیم. سر سیلندر بالای بلوک سیلندر قرار گرفته است و تمام هوا باید از این راه وارد شود. پیستون که بالا و پایین می رود هوا را به داخل از طریق محفظه ای می‌مکد و به سمت خارج از طریق محفظه ای هدایت می کند.

سوپاپ هایی وجود دارند که این محفظه ها را باز و بسته می کنند. سوپاپ هوا و سوپاپ دود که با سرعت بالا و پایین می شوند و انجام وظیفه می کنند. اگر یک موتور در دور موتور 4000RPM باشد، سوپاپ ها در هر دقیقه 2000 بار باز و بسته می شوند.

بادامک های گردان کنترل و زمانبندی سوپاپ ها را را به عهده دارند. این بادامک ها روی میل بادامک قرار می گیرند و وقتیکه میل می چرخد، این بادامک ها با اهرم سوپاپ ها برخورد می کنند و باعث حرکت آن ها می شوند.

یک میل بادامک و دو میل بادامک

موتور های متفاوت از راهکارهای مختلف برای این کار استفاده می کنند. بعضی از موتورها از یک میل بادامک (Single Cam) استفاده می کنند که روی تمامی سوپاپ های دود و هوا کنترل دارند. برخی از موتورها نیز از دو میل بادامک (Dual Cam) استفاده می کنند که یک میل برای کنترل و زمانبندی سوپاپ های هوا و یک میل برای کنترل و زمانبندی سوپاپ های دود به کار می رود.

شکل دقیق بادامک ها تعیین کننده این موضوع خواهد بود که سوپاپ ها چه زمانی و به چه مدت باز شوند و چه زمانی بسته شوند. از آنجایی که دور موتور خالص اصولا در محدوده 1000 و یا بیشتر می باشد هوای ورودی دارای تکانه می باشد و فرایند و ورود و خروج آن تحت تاثیر قرار می گیرد. برای همین باز نگه داشتن سوپاپ هوا برای مدت زمان بیشتر می تواند ورود هوای تازه بیشتر را امکان پذیر کند و در نهایت احتراق بهتری صورت بگیرد.

صدای تر تر تر تر

در اوایل صنعت خودروسازی اصولا پروفایل های متفاوتی برای بادامک وجود نداشت و همه از یک سری الگوهای تکراری استفاده می کردند. برای همین بهترین بادامک ها برای خودروهای شهری که مصرف سوخت پایینی را داشتند برای تولید قدرت و سریع راندن افتضاح بودند. بادامک های تولیدی برای مسابقات اتومبیلرانی بزرگ بودند و سوپاپ ها نسبت به بادامک های کوچکتر، زودتر باز می کردند و دیر تر می بستند.

این تاخیر بیشتر که با ورود اکسیژن بیشتر همراه هست می تواند سبب تولید قدرت بیشتر و مصرف سوخت بیشتر در موتور شود. بادامک های بزرگ برای دور موتورهای بالا واقعا عالی بودند ولی در سرعت های پایین عملکرد فوق العاده بدی را داشتند.

نکته داستان اینجا بود که ورود اکسیژن و سوخت در دور موتور بالا نسبت به دور موتور پایین نتیجه معکوسی را داشت و سبب ارسال ناپیوسته هوا و سوخت به موتور می شد. برخی از ماشین های قدیمی که کمی دستکاری شده اند و صدای تر تر تر تر می دهند به این خاطر می باشد. یعنی بادامک های بزرگی را دارند.

مردم با خودروهایشان به مسابقات اتومبیلرانی نمی روند!

موتور های کم مصرف بادامک های کوچک دارند تا صرفا به اندازه کافی سوپاپ ها باز شوند تا حداقل هوای مورد نیاز برای تامین قدرت موتور وارد شود و خودرو به راه بیافتد. به این شکل و با ایجاد محدودیت برای ورود هوا به سیلندر، سوخت کمتری نیز برای سوختن مورد استفاده قرار می گیرد.

این مسئله در دور موتور پایین چیز خوبی است ولی به محض اینکه دور موتور بالا می رود، هوا به میزان کافی و مورد نیاز تامین نمی شود و برای همین خودروهایی که با هدف مصرف سوخت کم تولید می شوند خودروهای کندی هستند.

خب البته این یک چیز کاملا منطقی است، اکثریت بازار متعلق به مردمی است که با خودروهایشان به مسابقات اتومبیلرانی نمی روند و فرصت سریع رانندگی کردن را پیدا نمی کنند برای همین خودروسازان به طراحی های ساده و کم هزینه برای بادامک هایشان بسنده می کنند.

ویتک (VTEC) وارد می شود

هوندا راهی را پیدا کرد که چطور یک دسته بادامک های دیگری را بکار بگیرد. یک آرایش جدیدی برای میل بادامک که هم کلید بهشت را به شما می داد و هم کلید جهنم! در همان موتور های مشابه حال هوندا هم قدرت بالا را در اختیارتان قرار می داد و هم مصرف سوخت پایین!

اولین محصول ژاپنی با تکنولوژی ویتک با خودروی اینتگرا در سال 1989 به بازار عرضه شد. البته این تکنولوژی با آکورا ان اس اکس در سال 1991 به بازار امریکا وارد شد. ژاپن براساس حجم موتور مالیات کسر می کرد و این منطقی بود که خودروسازان ژاپنی به دنبال راهی بروند که موتور های با حجم پایینی را تولید کنند که مصرف سوخت کمی را داشته باشند و اسب بخار بالا!

نحوه کارکرد سیستم ویتک (VTEC)

هوندا از دو میل بادامک استفاده می کند. در یک موتور ویتک (VTEC)، بادامک بزرگتر بین دو بادامک ساده که همگی باهم روی میل بادامک سوپاپ های هوا قرار دارند قرار می گیرد. اهرم خودکار (Rocker Arm)نیز بین بادامک ها و سوپاپ ها قرار دارد. با چرخش میل بادامک، تمامی بادامک ها با اهرم برخورد می کنند.

نکته: البته بسته به مدل موتور می تواند این موضوع متفاوت باشد، در برخی مدل ها به مانند موتورهای توربو شارژ تنها روی میل بادامک مرتبط به سوپاپ های دود این بادامک های بزرگتر قرار دارند. به این خاطر که با چرخش توربو شارژر هوای کافی تغذیه می شود و نیازی به بادامک های بزرگتر برای این کار نیست ولی برای خروج هر چه سریعتر دود بهتر است که این بادامک های بزرگتر روی میل بادامک سوپاپ های دود قرار بگیرند.

( علاوه بر این شما پس از احتراق باید این هوا را به سمت توربو شارژر هدایت کنید بنابراین با استفاده از بادامک های بزرگتر، خروج دود و ورود به توربوشارژر و سپس به اگزوز راحت تر است).

در دور موتورهای پایین و متوسط، اهرمی که با بادامک های ساده اتصال دارد تنها اهرم هایی هستند که باعث حرکت سوپاپ ها می شوند و بادامک بزرگ هنوز با هیچ سوپاپی ارتباط ندارد.

لطفا به مادرت چیزی نگو!

حال بر فرض مثال کودک خود را به مدرسه رسانده اید و از منطقه با سرعت آهسته برانید دور می شوید و می دانید که فرزندتان در مدرسه پیش دوستانش از دور موتوری که شما در اتوبان با ماشینتان به آن رسیده بودید و به او گفته بودید که به مادرش نگوید صحبت می کند.

حال می خواهید سرعتتان را بالا ببرید و پای راستتان را روی پدال گاز فشار می دهید. کامپیوتر خودرو بلافاصله این موضوع را تشخیص می دهد و حال اگر فشار روغن موتور، دمای موتور، سرعت موتور، موقعیت پدال در شرایط مناسبی باشد تصمیم می گیرد که آرزوی شما را براورده کند. ایسیو سیگنالی را به سوپاپ کنترل سولنوید می فرستد که به دنبال آن، پین هیدرولیکی را از بین اهرم های عادی فشار می دهد و با اهرم متصل به بادامک بزرگتر چفت می کند.

(3 راکر آرم به هم متصل می شوند) و حال پس از چفت شدن این اهرم ها، وقتیکه بادامک بزرگ می چرخد این اهرم ها نیز می چرخند و کنترل سوپاپ ها را به دست می گیرند. بادامک های کوچکتر اینجا فقط نقش تماشاچی را دارند و مشاهده می کنند که بادامک بزرگتر سوپاپ ها را زودتر و بیشتر باز می کند و دیرتر می بندد. در نتیجه این کار شما، هوای بیشتری وارد می شود و به دنبال آن قدرت بیشتری را در اختیار دارید.

وقتیکه شما پاهایتان را از روی پدال گاز بر می دارید و ایسیو متوجه می شود که شما دیگر به این همه قدرت نیاز ندارید، دوباره دستور می دهد تا پین هیدرولیکی چفت کننده اهرم ها به حالت عادی و چفت نشده برگردد و موتور کار را با بادامک های کوچکتر ادامه دهد.

انواع مختلف ویتک VTEC

البته الان هوندا تکنولوژی ویتک را توسعه داده و نسخه های متفاوتی از ویتک به مانند i-VTECi،VTC،i-VTEC،VTEC-E و … می باشد که هر کدام با اهداف راندمان متفاوت و صرفه جویی در مصرف سوخت تولید شده اند.

 

5 دیدگاه

  1. Schwaben

    2

    1

    تشکر از اقا سید عزیز !
    مطلب فوق العاده آموزنده ای بود.
    سید جان ی سری شایعات هست که گرندپری بلژیک وتل و ریسینگ پوینت قرارداد رسمی رو میبندن امیدوارم خبری بود در سایت هم بزارین .

  2. mahyar

    3

    0

    توی طراحی پروفیل یا پروفایل بادامک ها چند تا فاکتور مهمه ، لیفت ، دیوریشن ، زاویه قیچی ، سایز سوپاپ و…
    مهم‌ترینش لیفت و دیوریشن و زاویه قیچی هست .
    لیفت میزان باز شدن سوپاپه که هر چقدر بادامک دراز تر باشه لیفت بیشتره . و هوا بیشتر و راحتر می‌تونه وارد سیلندر بشه ولی ی فاکتور مهم دیگه هم هست
    دیوریشن یا میزان باز بودن سوپاپ هر چقدر نوک بادامک پهنتر باشه و از حالت نوک‌تیز بودن خودش خارج بشه میزان باز بودن سوپاپ هم بیشتر میشه و درنتیجه هوا بیشتر زمان داره تا وارد سیلندر بشه ، حالا اینو ترکیب کنید با لیفت بالا .
    نکته بعدی زاویه قیچی هست که زمانیکه که هو سوپاپ هوا و هم دود یک سیلندر در ابتدای سیکل مکش وقتی سوپاپ هوا داره باز میشه ، هنوز مقداری سوپاپ دود باز هست ، دلیلش اینه که توی دوران های بالاتره موتور بیشتر از چهار پنج هزار دور وقتی باعث میشه وقتی سوپاپ هوا باز میشه کمک می‌کنه به تمیز شدن هرچه بهتر محفظه احتراق از دود . اما توی دور های پایینتر توی زمان بز شدن سوپاپ هوا حجم زیادی از محصول احتراق به خاطر فشار و دمای بالاس برمیگرده توی سیلندر و حتی ممکنه توی مانیفولد هوا هم بره که نتیجش میشه کم شدن گشتاور توی دور پایینتر که عمده رانندگی توی دور های پاینتره .
    اما . همه اتفاقات بالا فقط برای دور موتورهای بالا خوبه تا گشتاور رو به دور های بالاتر می‌فرسته که دلیل این میشه به نسبتش اسب بخار تولیدی هم افزایش پیدا کنه .
    هوا توی سرعت های مختلف و شرایط مختلف واکنش های متفاوتی داره .
    هر چقدر مجرا های موتور محدودتر باشن . پروفیل بادامک محدودتر طراحی بشه لیفت و دیوریشن و… زیادی نداشته باشه موتور بیشتر مناسب رانندگی شهری میشه .
    به همین دلیل سازنده ها برای رسیدن به ی بالانس یا توی طراحی ها چیز هایی رو مدنظر قرار میدن مثلاً نه اونقدر لیفت زیاد بشه که موتور توی ترافیک و شروع حرکت به تقلا بیفته و نه اونقدر کم باشه که توی سینه کشی ها و یا شیطنت های رانندگی به جون کندن بیفته ،
    یکی از این روش ها همین VTEC هست
    یا روش های دیگه مثل vvt یا cvvt و شیوه های دیگه که بعضی شرکت ها با طراحی های پیچیده مثل فرستادن روغن پشت بادامک متغیر .
    و یا شیوه های هوشمندانه دیگه .

دیدگاه خود را بیان کنید