Ein Honda K24A-Motor mit i-VTEC
VTEC-Eingriff beim F23A7 Reihenvierzylinder

Variable Valve Timing & Lift Electronic Control (VTEC) ist ein von Honda entwickeltes Ventilsystem zur Verbesserung des volumetrischen Wirkungsgrades von Viertakt- Verbrennungsmotoren . Dies führt zu höherer Leistung bei hohen Drehzahlen und geringerem Kraftstoffverbrauch bei niedrigen Drehzahlen. VTEC nutzt zwei (gelegentlich drei ) Nockenwellenprofile und wählt hydraulisch zwischen diesen aus. Es wurde vom Honda-Ingenieur Ikuo Kajitani erfunden. [ 1 ] [ 2 ] Es unterscheidet sich deutlich von herkömmlichen VVT-Systemen ( Variable Valve Timing ), die lediglich die Ventilsteuerzeiten verändern und weder das Nockenwellenprofil noch den Ventilhub beeinflussen.

Kontext und Beschreibung

In Japan wird eine Steuer auf Basis des Hubraums erhoben [ 3 ] , weshalb japanische Automobilhersteller ihre Forschungs- und Entwicklungsbemühungen verstärkt auf die Leistungssteigerung ihrer kleineren Motoren konzentrieren. Eine Methode zur Leistungssteigerung bei gleichem Hubraum ist die Zwangsbeatmung , wie beispielsweise beim Toyota Supra und Nissan 300ZX mit Turbolader und beim Toyota MR2 , der in einigen Modelljahren mit Kompressor ausgestattet war. Ein weiterer Ansatz ist der Wankelmotor des Mazda RX-7 und RX-8 . Eine dritte Möglichkeit besteht in der Veränderung der Nockenwellensteuerung. Hondas VTEC-System war der erste Serienmotor, der die Nockenwellenverstellung nutzte, um sowohl die Ventilsteuerzeiten als auch den Ventilhub zu variieren [ 4 ] .

Das VTEC-System optimiert die Ventilsteuerung des Motors sowohl für niedrige als auch für hohe Drehzahlen. Im Prinzip wird der herkömmliche Nocken und der Stößel/Kipphebel eines Motors durch einen mehrteiligen, verriegelbaren Kipphebel und zwei Nockenprofile ersetzt: eines optimiert für Stabilität und Kraftstoffeffizienz bei niedrigen Drehzahlen , das andere für maximale Leistung bei hohen Drehzahlen. Der Wechsel zwischen den beiden Nockenprofilen wird vom Motorsteuergerät (ECU) gesteuert, das Motoröldruck , Motortemperatur, Fahrzeuggeschwindigkeit, Motordrehzahl und Drosselklappenstellung berücksichtigt . Anhand dieser Eingangsgrößen ist das Steuergerät so programmiert, dass es bei Erfüllung bestimmter Bedingungen vom Nockenprofil mit geringem Hub auf das mit hohem Hub umschaltet. Beim Umschalten wird ein Magnetventil betätigt, das durch Öldruck eines Schieberventils einen Verriegelungsstift betätigt. Dieser verbindet den Kipphebel für hohe Drehzahlen mit den Kipphebeln für niedrige Drehzahlen. Ab diesem Zeitpunkt öffnen und schließen die Ventile entsprechend dem Profil mit hohem Hub, wodurch sie weiter und länger geöffnet sind. Der Umschaltpunkt ist variabel und liegt zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert. Er wird durch die Motorlast bestimmt. Die Rückschaltung von Hoch- auf Niedrigdrehzahl-Nockenwellen erfolgt bei einer niedrigeren Motordrehzahl als die Hochschaltung (was einen Hysteresezyklus darstellt ) , um zu vermeiden, dass der Motor dauerhaft im oder nahe dem Umschaltpunkt betrieben wird.

Die ältere Methode zur Steuerzeitenoptimierung besteht darin, eine Nockenwelle mit einem für den Betrieb mit niedrigen Drehzahlen optimierten Ventilsteuerprofil zu entwickeln . Die Verbesserungen im unteren Drehzahlbereich, in dem die meisten im Straßenverkehr eingesetzten Fahrzeuge die meiste Zeit fahren, gehen jedoch mit Leistungs- und Effizienzverlusten bei höheren Drehzahlen einher. VTEC versucht, Kraftstoffeffizienz und Stabilität bei niedrigen Drehzahlen mit hoher Leistung bei hohen Drehzahlen zu kombinieren.

Geschichte

VTEC, das ursprüngliche variable Ventilsteuerungssystem von Honda, entstand aus REV (Revolution-Modulated Valve Control), das 1983 in der CBR400 eingeführt wurde [ 5 ] und als HYPER VTEC bekannt war. In herkömmlichen Viertakt-Automobilmotoren werden die Ein- und Auslassventile durch Nocken an einer Nockenwelle betätigt. Die Form der Nocken bestimmt Steuerzeiten, Hub und Öffnungsdauer jedes Ventils: Die Steuerzeiten bezeichnen den Winkel, zu dem ein Ventil relativ zur Kolbenposition (vor OT oder nach OT) geöffnet oder geschlossen wird; der Hub beschreibt, wie weit das Ventil geöffnet wird; die Öffnungsdauer , wie lange das Ventil geöffnet bleibt. Aufgrund des Verhaltens des Arbeitsmediums (des Luft-Kraftstoff-Gemisches) vor und nach der Verbrennung – was physikalische Strömungsbegrenzungen sowie die Wechselwirkung mit dem Zündfunken bedingt – unterscheiden sich die optimalen Einstellungen für Steuerzeiten, Hub und Öffnungsdauer im niedrigen Drehzahlbereich deutlich von denen im hohen Drehzahlbereich. Optimale Einstellungen für Ventilsteuerzeiten, -hub und -dauer bei niedrigen Drehzahlen würden bei hohen Drehzahlen zu einer unzureichenden Zylinderfüllung mit Kraftstoff und Luft führen und somit die Motorleistung stark einschränken. Umgekehrt würden optimale Einstellungen für Ventilsteuerzeiten, -hub und -dauer bei hohen Drehzahlen einen sehr unruhigen Lauf bei niedrigen Drehzahlen und einen unruhigen Leerlauf zur Folge haben. Der ideale Motor hätte eine stufenlos variable Ventilsteuerung, bei der sich die Ventile stets exakt zum richtigen Zeitpunkt öffnen, ausreichend weit öffnen und genau die richtige Zeit für die jeweilige Motordrehzahl und -last geöffnet bleiben.

DOHC VTEC

VTEC feierte sein Debüt im B16A-Motor des Honda Integra XSi von 1989.

VTEC wurde 1989 in Japan im Honda Integra XSi als DOHC- System (Dual Overhead Camshaft) eingeführt [ 1 ] , der mit dem 160 PS (120 kW) starken B16A -Motor ausgestattet war. Im selben Jahr hielt VTEC in Europa Einzug im Honda Civic und Honda CRX 1.6i-VT, die eine 150 PS (110 kW) starke Variante des B16A1-Motors nutzten. In den USA wurde VTEC erstmals 1991 im Acura NSX eingeführt [ 6 ] , der einen 3-Liter-DOHC- C30A -V6-Motor mit 270 PS (200 kW) verwendete . DOHC-VTEC-Motoren fanden bald auch in anderen Fahrzeugen Verwendung, beispielsweise im Acura Integra GS-R (1992, 160 PS (120 kW), B17A1 ) und später im Honda Prelude VTEC (1993, 195 PS (145 kW), H22A ) sowie im Honda del Sol VTEC (160 PS (120 kW), B16A3 ). Der in Japan erhältliche Integra Type R (1995–2000) leistete mit seinem 1,8-Liter-Motor B18C 197 PS (147 kW; 200 PS) und bot damit eine höhere Literleistung als die meisten Supersportwagen seiner Zeit. Honda entwickelte zudem kontinuierlich weitere Varianten und bietet heute verschiedene VTEC-Systeme wie i-VTEC und i-VTEC Hybrid an.

SOHC VTEC Ventiltrieb

Honda setzte das System auch bei SOHC- Motoren (Single Overhead Camshaft) wie den Motoren der D- und J-Serie ein , die eine gemeinsame Nockenwelle für Ein- und Auslassventile besitzen. Der Nachteil bestand darin, dass Hondas SOHC-Motoren nur an den Einlassventilen vom VTEC-Mechanismus profitierten. Dies liegt daran, dass VTEC einen dritten mittleren Kipphebel und einen Nocken (für jede Seite – Einlass und Auslass) benötigt. Beim SOHC-Motor befinden sich die Zündkerzen jedoch zwischen den beiden Auslasskipphebeln, wodurch kein Platz für den VTEC-Kipphebel bleibt. Zudem kann der mittlere Nocken der Nockenwelle nicht gleichzeitig für Einlass und Auslass genutzt werden, wodurch die VTEC-Funktion auf eine Seite beschränkt ist.

Ab dem J37A2 3,7-Liter-SOHC-V6- Motor, der in allen Acura RL SH-AWD-Modellen der Baujahre 2009–2012 verbaut wurde, kam die SOHC-VTEC-Technologie für Ein- und Auslassventile zum Einsatz. Pro Zylinder wurden insgesamt sechs Nocken und sechs Kipphebel verwendet. Die Kipphebelwellen für Ein- und Auslass tragen jeweils primäre und sekundäre Kipphebel. Der primäre Kipphebel enthält den VTEC-Schaltkolben, der sekundäre die Rückholfeder. Die Bezeichnung „primär“ bezieht sich nicht darauf, welcher Kipphebel das Ventil bei niedrigen Drehzahlen betätigt, sondern auf den Kipphebel, der den VTEC-Schaltkolben enthält und von der Kipphebelwelle mit Öl versorgt wird.

Der primäre Auslasskipphebel berührt im Leerlauf einen flachen Nocken der Nockenwelle. Sobald der VTEC-Einsatz erfolgt, drückt der Öldruck, der von der Auslasskipphebelwelle in den primären Auslasskipphebel strömt, den VTEC-Schaltkolben gegen den sekundären Auslasskipphebel und verriegelt so beide Auslasskipphebel. Der hohe Nocken der Nockenwelle, der im Leerlauf normalerweise nur den sekundären Auslasskipphebel berührt, kann nun beide verriegelten Auslasskipphebel gemeinsam bewegen. Dasselbe gilt für die Einlasskipphebelwelle, nur dass hier der hohe Nocken der Nockenwelle den primären Kipphebel betätigt.

Der J37A2-Motor nutzt VTEC sowohl für Einlass als auch für Auslass dank einer neuartigen Konstruktion der Einlasskipphebel. Jedes Auslassventil des J37A2 ist mit einem primären und einem sekundären Auslasskipphebel verbunden. Insgesamt gibt es also zwölf primäre und zwölf sekundäre Auslasskipphebel. Die sekundären Einlasskipphebel hingegen sind Y-förmig und können so zwei Einlassventile gleichzeitig betätigen. Jedem sekundären Einlasskipphebel ist ein primärer Einlasskipphebel zugeordnet. Dadurch reduziert sich die Anzahl der primären und sekundären Einlasskipphebel auf sechs.

VTEC-E

Die früheste VTEC-E-Implementierung ist eine Variante des SOHC-VTEC, die die Verbrennungseffizienz bei niedrigen Drehzahlen steigert und gleichzeitig die Leistung im mittleren Drehzahlbereich von Motoren ohne VTEC beibehält. VTEC-E ist die erste VTEC-Version mit Rollenkipphebeln und benötigt daher keine drei Einlassnocken zur Betätigung der beiden Ventile – zwei Nocken für den Betrieb ohne VTEC (ein kleiner und ein mittelgroßer) und einen Nocken für den VTEC-Betrieb (den größten). Stattdessen gibt es zwei unterschiedliche Einlassnockenprofile pro Zylinder: einen sehr flachen Nocken mit geringem Hub und einen normalen Nocken mit moderatem Hub. Dadurch öffnet sich bei niedrigen Drehzahlen, wenn VTEC nicht aktiv ist, eines der beiden Einlassventile aufgrund des flachen Nockens nur minimal, während der Großteil des Ansauggemisches durch das andere, geöffnete Einlassventil mit dem normalen Nocken strömt. Dies erzeugt eine Verwirbelung des Ansauggemisches, wodurch die Luft-Kraftstoff-Zerstäubung im Zylinder verbessert und ein magereres Kraftstoffgemisch verwendet werden kann. Mit steigender Motordrehzahl und -last werden beide Ventile benötigt, um ein ausreichendes Gemisch zu gewährleisten. Beim Aktivieren des VTEC-Modus müssen vordefinierte Schwellenwerte für Geschwindigkeit (Fahrzeug muss in Bewegung sein), Drehzahl und Last erreicht werden, bevor das Steuergerät ein Magnetventil ansteuert, das – wie beim ursprünglichen VTEC – unter Druck stehendes Öl in einen Gleitstift leitet. Dieser Gleitstift verbindet die Stößel der Einlasskipphebel, sodass nun beide Einlassventile dem Nocken der „normalen“ Nockenwelle folgen, anstatt nur eines. Da der Nocken der „normalen“ Nockenwelle im VTEC-Modus die gleichen Steuerzeiten und den gleichen Hub wie die Einlassnocken der SOHC-Motoren ohne VTEC aufweist, bieten beide Motoren im oberen Drehzahlbereich die gleiche Leistung, vorausgesetzt, alle anderen Bedingungen sind identisch. Diese Variante des VTEC-E wird in einigen Motoren der D-Serie verwendet.

Bei den späteren VTEC-E-Implementierungen besteht der einzige Unterschied zu den früheren VTEC-E-Versionen darin, dass das zweite normale Nockenprofil durch ein aggressiveres Nockenprofil ersetzt wurde, das dem ursprünglichen VTEC-Hochgeschwindigkeits-Nockenprofil entspricht. Dadurch werden VTEC und die früheren VTEC-E-Implementierungen im Wesentlichen ersetzt, da die Vorteile des früheren VTEC-E hinsichtlich Kraftstoffverbrauch und Drehmoment im unteren Drehzahlbereich mit der hohen Leistung des ursprünglichen VTEC kombiniert werden. Es gibt drei Einlassnocken: zwei für den Niedrigdrehzahlbereich (einer für fast geschlossenes, einer für normal geöffnetes Ventil) und einen für den Leistungsmodus, wenn das VTEC-Magnetventil aktiviert wird. Die niedrigste Drehzahl für die Aktivierung des VTEC liegt bei 2500 U/min, kann aber bei geringer Last höher sein – abhängig vom Motorsteuergerät. Sobald das VTEC-Magnetventil aktiviert ist, betätigt der drittgrößte Nocken alle Einlassventile mit dem aggressiveren Profil. Diese VTEC-E-Variante wird in den SOHC-VTEC-Motoren F23A, F22B und JDM F20B eingesetzt.

Dreistufiges VTEC

Dreistufiges VTEC ist eine Variante, die drei verschiedene Nockenprofile zur Steuerung von Einlassventilsteuerzeiten und -hub nutzt. Da diese VTEC-Version für einen SOHC-Zylinderkopf konzipiert wurde, war der Platz begrenzt; daher kann VTEC nur das Öffnen und Schließen der Einlassventile beeinflussen. Die Kraftstoffersparnis im unteren Drehzahlbereich von VTEC-E und die Leistung des herkömmlichen VTEC werden in dieser Anwendung kombiniert. Im Leerlauf bis 2500–3000 U/min, abhängig von der Last, öffnet sich ein Einlassventil vollständig, während das andere nur leicht öffnet, um Kraftstoffansammlungen hinter dem Ventil zu verhindern (auch 12-Ventil-Modus genannt). Dieser 12-Ventil-Modus erzeugt eine Verwirbelung des Ansauggemisches, was die Verbrennungseffizienz erhöht und somit zu einem verbesserten Drehmoment im unteren Drehzahlbereich und einem geringeren Kraftstoffverbrauch führt. Bei 3000–5400 U/min, abhängig von der Last, schaltet sich eines der VTEC-Magnetventile ein, wodurch das zweite Ventil auf den Nocken des ersten Ventils greift. Dieser auch 16-Ventil-Modus genannte Modus ähnelt einem normalen Motorbetriebsmodus und verbessert die Leistungskurve im mittleren Drehzahlbereich. Bei 5500–7000 U/min schaltet das zweite VTEC-Magnetventil ein (beide Magnetventile sind nun aktiv), sodass beide Einlassventile den mittleren, dritten Nocken der Nockenwelle nutzen. Dieser dritte Nocken ist auf hohe Leistung optimiert und liefert die maximale Leistung im oberen Drehzahlbereich.

Die neuere Version des dreistufigen i-VTEC kombiniert VTC und PGM-FI, sodass das Steuergerät den gesamten Drehzahlbereich steuern kann, um Kraftstoffverbrauch und Leistung zu optimieren. Der Honda CR-Z kann im Bereich von 1000 U/min bis 2250 U/min nahtlos zwischen dem Niedrigdrehzahl- und dem Standardmodus wechseln und ab 2250 U/min in den Hochleistungsmodus (SOHC) schalten.

i-VTEC

Honda i-VTEC (intelligent-VTEC) [ 7 ] ist ein System, das VTEC mit Hondas VTC (Variable Timing Control) kombiniert, einem System zur stufenlosen Nockenwellenverstellung an der Einlassnockenwelle von DOHC-VTEC-Motoren. Die Technologie wurde erstmals 2001 in Hondas K-Serie- Vierzylindermotorenfamilie eingesetzt. Die meisten in den USA verkauften Fahrzeuge von Honda und Acura mit Vierzylindermotoren nutzten ab dem Modelljahr 2002 i-VTEC, mit Ausnahme des Honda Accord des Modelljahres 2002.

Die VTEC-Steuerung von Ventilhub und Ventilöffnungsdauer ist weiterhin auf unterschiedliche Drehzahlprofile für niedrige und hohe Drehzahlen beschränkt. Die Einlassnockenwelle kann nun jedoch je nach Motorkonfiguration um 25 bis 50 Grad vorverstellt werden. Die Phasenverstellung erfolgt über ein computergesteuertes, ölgekühltes Nockenwellenrad. Sowohl Motorlast als auch Drehzahl beeinflussen VTEC. Die Einlassphase variiert von maximal verzögert im Leerlauf bis leicht vorverstellt bei Vollgas und niedrigen Drehzahlen. Dies führt zu einer weiteren Optimierung des Drehmoments, insbesondere im unteren und mittleren Drehzahlbereich. Es gibt zwei Arten von i-VTEC-Motoren der K-Serie, die im nächsten Abschnitt erläutert werden.

Die J-Serie-SOHC-Motoren von Honda nutzen ein völlig anderes System, das – etwas verwirrend – ebenfalls als i-VTEC vermarktet wird. Die Honda J-Serie-Motoren mit i-VTEC kombinieren die SOHC-VTEC-Technologie mit der variablen Zylinderabschaltung (VCM) von Honda , um den Kraftstoffverbrauch bei geringer Last zu senken.

K-Serie

Die Motoren der K-Serie verfügen über zwei verschiedene i-VTEC-Systemvarianten. Die erste Variante kommt in leistungsstarken Motoren wie dem K20A2 oder K20Z3 zum Einsatz, die im RSX Type S (2002–2006) oder im Civic Si (2006–2011) verbaut wurden . Die zweite Variante ist für sparsame Motoren wie den K20A3 oder K24A4 vorgesehen, die im Civic Si ( 2002–2005) oder im Accord (2003–2007) verwendet wurden . Das i-VTEC-System der Leistungsklasse entspricht im Wesentlichen dem DOHC-VTEC-System der B16A-Motoren . Sowohl Einlass- als auch Auslassnockenwellen besitzen drei Nocken pro Zylinder. Der Ventiltrieb bietet zusätzlich den Vorteil von Rollenkipphebeln und der stufenlosen, variablen Einlassnockenwellenverstellung (VTC). Das i-VTEC-System der Leistungsklasse kombiniert konventionelles DOHC-VTEC mit VTC (das nur die Einlassventile steuert). VTC ist sowohl in den sparsamen als auch in den leistungsstarken i-VTEC-Motoren verfügbar.

Der in den K20A3/K24A4-Motoren eingesetzte i-VTEC-Motor ähnelt dem SOHC VTEC-E, da die Einlassnockenwelle nur zwei Nocken besitzt – einen sehr kleinen und einen größeren – und die Auslassnockenwelle keinen VTEC-Mechanismus aufweist. Bei niedrigen Drehzahlen öffnet sich nur ein Einlassventil vollständig, wodurch die Verwirbelung im Brennraum und die Kraftstoffzerstäubung verbessert werden. Dies ermöglicht den Einsatz eines magereren Kraftstoff-Luft-Gemisches und senkt somit den Kraftstoffverbrauch. Bei höheren Drehzahlen werden beide Einlassventile vom größeren Einlassnocken betätigt, was den Gesamtluftdurchsatz und die Leistung im oberen Drehzahlbereich erhöht.

Die beiden Motortypen lassen sich leicht anhand der werkseitig angegebenen Leistung unterscheiden: Die Hochleistungsmotoren leisten in der Serienausstattung rund 200 PS (150 kW) oder mehr, während die Sparmotoren nicht viel mehr als 160 PS (120 kW) leisten.

R-Serie

Das i-VTEC-System des R-Serien-Motors nutzt ein modifiziertes SOHC-VTEC-System mit einem kleinen und zwei großen Nocken. Die großen Nocken betätigen die Einlassventile direkt, während der kleine Nocken im VTEC-Modus aktiv ist. Anders als bei herkömmlichen VTEC-Systemen arbeitet das System des R-Serien-Motors umgekehrt und greift nur bei niedrigen bis mittleren Drehzahlen ein. Bei niedrigen Drehzahlen greift der kleine Nocken in einen der größeren Nocken ein und hält eines der Einlassventile während des Verdichtungszyklus teilweise geöffnet, ähnlich dem Atkinson-Zyklus . Durch die Möglichkeit, zwischen Atkinson-Zyklus und normalem Zyklus umzuschalten, erzielt Honda eine hervorragende Kraftstoffeffizienz ohne wesentliche Leistungseinbußen.

i-VTEC mit variabler Zylinderabschaltung (VCM)

Im Jahr 2003 führte Honda einen i-VTEC V6 (eine Weiterentwicklung der J-Serie ) ein, der über Hondas Zylinderabschaltungstechnologie verfügt. Diese schließt die Ventile einer Zylinderbank mit drei Zylindern bei geringer Last und niedriger Geschwindigkeit (unter 80 km/h). Laut Honda

Die VCM-Technologie basiert auf dem Prinzip, dass ein Fahrzeug bei Reisegeschwindigkeit nur einen Bruchteil seiner Leistung benötigt. Das System deaktiviert elektronisch Zylinder, um den Kraftstoffverbrauch zu senken. Der Motor kann je nach Leistungsbedarf mit 3, 4 oder allen 6 Zylindern betrieben werden und vereint so die Vorteile eines V6-Motors beim Beschleunigen und Bergauffahren mit der Effizienz eines kleineren Motors bei Reisegeschwindigkeit.

Die Technologie wurde ursprünglich 2005 im Honda Odyssey Minivan in den USA eingeführt und findet sich mittlerweile im Honda Accord Hybrid, im Honda Pilot (2006) und im Honda Accord (2008). Beispiel: Die EPA-Verbrauchswerte für den Accord (2011, 271 PS, SOHC 3,5 l) liegen bei 24 mpg (kombiniert), im Vergleich zu 27 mpg bei den beiden Modellen mit Vierzylindermotor.

Das i-VTEC VCM wurde auch im 1,3-Liter-LDA-Motor des Honda Civic Hybrid der Baujahre 2001–2005 verwendet . [ 8 ]

i-VTEC i

Eine Version von i-VTEC mit Direkteinspritzung , die erstmals im Honda Stream 2004 eingesetzt wurde . [ 9 ] Direkteinspritzender 2,0-Liter-DOHC-i-VTEC-I-Benzinmotor.

  • Der 2-Liter-DOHC i-VTEC I-Motor integriert das i-VTEC-System mit VTEC und VTC und nutzt eine Direkteinspritzung für ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis von bis zu 65:1, was eine beispiellose, extrem magere Verbrennung ermöglicht. Eine stabile Verbrennung wird durch einen geringeren Kraftstoffverbrauch als bei herkömmlichen Direkteinspritzmotoren mit einem Luft-Kraftstoff-Verhältnis von 40:1 erreicht.
  • Die Verbrennungssteuerung mittels hochpräziser AGR-Ventile und eines neu entwickelten Hochleistungskatalysators ermöglicht es dem 2,0-Liter-DOHC-i-VTEC-I-Magerverbrennungs-Direkteinspritzmotor, als Ultra-Low-Emission Vehicle (ULEV) zu gelten.

AVTEC

Der AVTEC-Motor ( Advanced VTEC ) wurde erstmals 2006 angekündigt. [ 10 ] Er kombiniert eine stufenlose variable Ventilhub- und -zeitpunktsteuerung mit einer stufenlosen variablen Phasensteuerung. Honda plante ursprünglich, innerhalb der nächsten drei Jahre Fahrzeuge mit AVTEC-Motoren zu produzieren. Obwohl spekuliert wurde, dass er erstmals im Honda Accord des Modelljahrs 2008 zum Einsatz kommen würde, nutzte dieses Fahrzeug stattdessen das bestehende i-VTEC-System. Stand Ende 2017 ist das AVTEC-System in keinem Honda-Fahrzeug verbaut.

Unterschiede zu anderen VTECs

Hondas fortschrittliche VTEC-Technologie unterscheidet sich grundlegend von ihren Vorgängern, da sie nicht mehr auf dem Umschalten zwischen zwei Nockensätzen an einer Nockenwelle basiert . Stattdessen verwendet sie einen einzelnen Nocken pro Ventil und zwei Kipphebel pro Ventil, wobei der zweite Kipphebel einen beweglichen Drehpunkt besitzt und so den variablen Nockenhub ermöglicht. Moderne VTEC-Motoren nutzen weiterhin den mittlerweile standardmäßigen, öldruckgesteuerten Mechanismus zur variablen Nockenwellenverstellung. Durch die Kombination dieser beiden Technologien hat Honda ein stufenloses System zur Steuerung und zum Hub der Ventile („VVTL“) entwickelt. Frühere VTEC-Versionen verfügten lediglich über eine gestaffelte VVTL (High-Low). Mit der Einführung von i-VTEC erhielten die Systeme zwar eine stufenlose Ventilsteuerung, jedoch weiterhin nur einen gestaffelten Hub (High-Low). Die stufenlose Variabilität des A-VTEC macht ihn zu einem bedeutenden Evolutionsschritt in der VTEC-Welt. [ 11 ]

Patent

Ein zugehöriges US-Patent (6,968,819) wurde am 5. Januar 2005 angemeldet. [ 12 ] [ 13 ]

Der Advanced VTEC-Motor verfügt über eine Standard-Nockenwelle und Kipphebel, die wie üblich obenliegend montiert sind und die Ventile betätigen . Die Nockenwelle ist von einer teilweise offenen Trommel umgeben, an der über einen Drehpunkt sekundäre Kipphebel befestigt sind. Diese sekundären Kipphebel, deren Profiltiefe (ähnlich wie bei Nocken) variiert, werden von der Nockenwelle scherenartig betätigt. Die primären Kipphebel werden wiederum von den sekundären (an der Trommel befestigten) Kipphebeln betätigt. Die Trommel dreht sich ausschließlich, um die Position der sekundären Kipphebel zu verändern und so deren unterschiedliche Profile auszunutzen. Durch die Veränderung der Trommelposition um ihre Achse wird jedes Nockenprofil auf die optimale Höhe für maximale Motorleistung eingestellt , ohne den Kraftstoffverbrauch bei niedrigen Drehzahlen zu beeinträchtigen. [ 14 ]

VTEC-TURBO

Die VTEC-Turbo-Motorenreihe wurde 2013 im Rahmen der Earth Dreams Technology-Reihe eingeführt und zeichnet sich durch neue Merkmale wie Benzin-Direkteinspritzung, Turbolader, Dual Cam VTC und VTEC im Abgasbereich anstelle des Ansaugbereichs aus. Dies markiert das Ende des „traditionellen VTEC-Sounds“ bei diesem Motor. Die VTEC-Implementierung an den Auslasskipphebeln sorgt für ein schnelleres Ansprechverhalten des Turboladers und eliminiert so das Turboloch. VTEC-Turbo-Motoren sind in drei Hubraumgrößen erhältlich: als 1,0-Liter-Dreizylinder, als 1,5-Liter-Vierzylinder und als 2,0-Liter-Vierzylinder .

Die erste Implementierung für europäische Fahrzeuge umfasste den 2-Liter-Vierzylinder-Turbomotor, der ab dem 2015 im Honda Civic Type R bis heute verwendet wurde und die Euro-6- Abgasnorm erfüllte. [ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]

VTEC bei Motorrädern

Abgesehen von der ausschließlich in Japan erhältlichen Honda CB400SF Super Four HYPER VTEC [ 18 ] , die 1999 vorgestellt wurde, erfolgte die weltweit erste Anwendung der VTEC-Technologie in einem Motorrad mit der Einführung der Honda VFR800 im Jahr 2002. Ähnlich wie beim SOHC VTEC-E bleibt ein Einlassventil bis zum Erreichen einer Drehzahl von 6800 U/min (6600 U/min ab 2006) [ 19 ] geschlossen . Anschließend wird das zweite Ventil durch einen öldruckbetätigten Stift geöffnet. Die Ventilöffnungszeiten bleiben, wie beim VTEC-E im Automobilbereich, unverändert. Es wird nur eine geringe Leistungssteigerung erzielt, dafür aber ein gleichmäßigerer Drehmomentverlauf. Kritiker bemängeln, dass VTEC das Fahrerlebnis der VFR kaum verbessert, die Komplexität des Motors jedoch erhöht. Honda schien dem zuzustimmen, denn die im Oktober 2009 angekündigte VFR1200 ersetzte die VFR800, die auf das VTEC-Konzept zugunsten eines großvolumigen, schmalen V-Motors mit Unicam (SOHC) verzichtete. Die VFR800 des Modelljahres 2014 führte jedoch das VTEC-System der VFR-Motorräder der Baujahre 2002–2009 wieder ein.

Siehe auch

Referenzen

  1. ^ a b „Der VTEC-Motor“ . Honda Motor Co., Ltd. Archiviert vom Original am 17.06.2018 . Abgerufen am 11.03.2011 .
  2. ^ „Der ‚Vater‘ von VTEC“ . Honda Motor Co., Ltd. Archiviert vom Original am 08.05.2009 . Abgerufen am 04.12.2011 .
  3. ^ „Übersicht über die Kfz-Steuern“ (PDF) . Präfekturverwaltung Aichi . Präfektur Aichi . Archiviert (PDF) vom Original am 13.07.2017 . Abgerufen am 04.08.2017 .
  4. ^ Lou, Zheng; Zhu, Guoming (11.02.2020). „Überblick über Fortschritte bei der variablen Ventilbetätigung von Verbrennungsmotoren“ . Applied Sciences . 10 (4): 1216. doi : 10.3390/app10041216 . ISSN 2076-3417 . 
  5. ^ „1983 CBR400F“ . Honda Global . Honda Motor Co., Ltd. Abgerufen am 09.01.2026 .
  6. ^ „VTEC – Geschichte & Technologie – Honda Tuning Magazine“ . superstreetonline.com . 20. Mai 2009. Abgerufen am 27. März 2018 .
  7. ^ "acura.com" . acura.com. Archiviert vom Original am 24.06.2008 . Abgerufen am 04.12.2010 .
  8. ^ „Honda Civic Hybrid Technology“ . Autospeed.com. Archiviert vom Original am 28.07.2011 . Abgerufen am 04.12.2010 .
  9. ^ „Honda Worldwide“ . World.honda.com. Archiviert vom Original am 15.05.2014 . Abgerufen am 07.11.2012 .
  10. ^ Nunez, Alex (25.09.2006). „Honda stellt den Advanced VTEC-Motor vor“ . Autoblog.com . Abgerufen am 04.12.2010 .
  11. ^ „Tempel der VTEC-Gerüchte und -Neuigkeiten – A-VTEC-Details werden beim USPTO veröffentlicht; TOV analysiert“ . Archiviert vom Original am 14.02.2007 . Abgerufen am 13.02.2007 .
  12. ^ Tan, Paul (17.04.2007). „Honda reicht Patent für fortschrittliches VTEC ein“ . Paultan.org . Abgerufen am 04.12.2010 .
  13. ^ „A-VTEC-Details werden beim USPTO veröffentlicht; TOV analysiert“ . Vtec.net. Archiviert vom Original am 24.07.2011 . Abgerufen am 04.12.2010 .
  14. ^ „US-Patentanmeldung Nr. 11/028,608“
  15. ^ „Honda stellt drei neue Turbo-VTEC-Motoren vor, darunter den Civic Type R 2.0L“ . autoblog.com . 19. November 2013. Archiviert vom Original am 28. März 2018. Abgerufen am 27. März 2018 .
  16. ^ Honda entwickelt VTEC TURBO Benzin-Direkteinspritzmotor mit Turbolader, der in seiner Klasse führende Leistung und Umweltverträglichkeit erzielt (Archiviert am 09.12.2013 im Internet Archive) .
  17. ^ „VTEC TURBO」を新開発“ . www.honda.co.jp . Abgerufen am 27. März 2018 .
  18. ^ „Honda Worldwide | Technologie im Detail“ . World.honda.com. Archiviert vom Original am 4. Juni 2011. Abgerufen am 4. Dezember 2010 .
  19. ^ "VFR800 VTEC (2005 - 2013) Testbericht | Visordown" . 11. Januar 2006.
Allgemein