Можно ли с каждого литра рабочего объема бензинового двигателя снимать сотню лошадиных сил? Да, если оснастить его наддувом или настроить по‑гоночному. Tаким был единственно верный ответ до тех пор, пока не появилась технология VTEC.

Многие не могли поверить, что новая Honda Integra, появившаяся у японских дилеров в апреле 1989 года, была оснащена обычным атмосферным мотором. В то время как другие безнаддувные моторы объемом 1,6 л производили на свет 70, максимум 100 «лошадей», этот японский монстр выдавал 160 л.с. Как же японским конструкторам удалось совершить такой грандиозный рывок вперед?

Икуо Кайитани, занимавшийся в ту пору конструированием двигателей Honda, приоткрыл завесу тайны: «В марте 1984 года нам было поручено разработать двигатель для массового рынка с высокой удельной мощностью. Мы решили, что, используя четыре клапана на цилиндр, сможем снять 90 л.с. с литра, обеспечив нормальный крутящий момент на низких оборотах. Но тогдашний глава отдела разработок компании Нобухико Кавамото остался недоволен. «Почему бы не поднять задачу до 100 л.с. на литр?» — спросил он. Мы объяснили, что тогда придется пожертвовать крутящим моментом на «низах», а для массового двигателя это недопустимо. Но Кавамото отступать не собирался. И тогда мы решили с чистого листа создать новую технологию». Идея переменных фаз газораспределения уже витала в воздухе, но воплотить ее в жизнь казалось малореальным. Однако Кавамото решил рискнуть: так спустя пять лет появился первый мотор с технологией Variable Valve Timing & Lift Electronic Control System («электронная система изменения времени открытия и высоты подъема клапанов»), или просто VTEC. Для чего нужно было менять фазы?

Все дело в том, что ДВС работает в широком диапазоне оборотов и нагрузок. Для каждого из режимов есть оптимальные фазы газораспределения. Так, на низких оборотах было бы хорошо, чтобы время перекрытия клапанов (когда при еще не закрытом выпускном клапане открывается впускной) было минимальным. Тогда как на больших оборотах, напротив — для наилучшего наполнения цилиндра топливовоздушной смесью желательно открыть впускной клапан как можно раньше. До того как Honda разработала систему VTEC, в двигателе фазы газораспределения были компромиссом: их выбирали с расчетом на один наиболее востребованный режим. Моторы гоночных автомобилей настраивали под максимальный крутящий момент на «верхах» — можно сказать, что они всегда «дышали ртом». Тогда как для городских машин фазы газораспределения «затачивали» под средние обороты — «носовое дыхание».

Система VTEC позволяла обеспечивать оптимальное наполнение цилиндров и на «низах», и на «верхах» — дышать и ртом, и носом. Первая VTEC, примененная на Honda Integra, имела два распредвала, четыре клапана на цилиндр и два режима работы. На каждые два клапана приходилось по три кулачка на распределительном вале. В обычном режиме каждый клапан управлялся «своим» кулачком (внешним в тройке), но когда водитель выжимал газ и доводил мотор до высоких оборотов, оба клапана управлялись одним центральным кулачком — с «широкой» фазой и более высоким подъемом. Двигатель давал высокую удельную мощность и неплохую тягу на «низах».

Позже появилась более простая система с одним распредвалом, в которой варьировались только фазы для впускных клапанов. Мощность у них была ниже, но для недорогих машин такой простой мотор вполне годился.

А потом на свет появился «экономичный» VTEC-E. На мощностных режимах двигатель этой системы работал как обычный мотор, а при низкой нагрузке переходил на экономичный режим — работали только четыре впускных клапана из восьми. За счет несимметричности в потоке поступающего воздуха создавались завихрения. Они обеспечивали хорошее смешение воздуха и бензина, что, в свою очередь, позволяло работать на сильно обедненной смеси. В неком роде первые двигатели VTEC-E, дебютировавшие в начале 1990-х, были прообразами экономичных моторов с непосредственным впрыском бензина, которые появились несколькими годами позже. В них тоже удалось достичь экономичности за счет завихрений и сверхбедных смесей.

К 1995 году японским конструкторам удалось объединить достоинства обеих систем VTEC — высокую мощность и низкий расход топлива — в одном двигателе. Моторы системы 3-stage VTEC уже имели не двух-, а трехступенчатый механизм регулировки.

Ну а последняя версия системы — i-VTEC («i» — intelligent, «умная») стала симбиозом хондовской технологии и фазовращателей, которые применяли конкуренты. За счет вращения распредвалов впускных и выпускных клапанов нельзя было изменить ни длительности фаз открытия клапанов, ни высоту их подъема, но зато фазы регулировались не ступенчато, а непрерывно и плавно. Теперь же фазы у системы i-VTEC регулируются одновременно и ступенчато, и плавно. Японцы говорят, что мотор нового Honda Civic объемом 1,8 л по мощности сравним с двухлитровым, а топлива потребляет как двигатель объемом 1,6 л. Пожалуй, это повод задуматься о том, как важно дышать правильно…

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№8, Август 2006).