Het Honda VTEC systeem
van een 150 pk VT civic en crx uit 1990
Inleiding. Honda Civic Coupe CRX 1.6I 16v
VTEC
Medio 1990 introduceerde Honda Nederland B.V. de nieuwe VTEC
automotoren en wel in de modellen:
Honda Civic 3 deurs 1.6I 16v VTEC
De afkorting VTEC
staat voor :
Dit is de eerste
automotor voor serieproductie ter wereld waarin, zowel van de inlaat als
uitlaatkleppen de lichthoogte tijdens het rijden wordt gewijzigd, gecombineerd
met een veranderende klepopeningshoek. Met de introduktie van dit VTEC systeem
is de droom een motor die is voorzien van een nokkenastiming voor soepel en
zuinig rijgedrag bij een laag motortoerental gecombineerd met zeer lage
uitlaatgasemissiewaarden samen met een snelle en steile nokkenas, voor maximum
vermogen bij hoog toerental, werkelijkheid geworden.
De 1.6i VTEC motor levert een zeer hoog vermogen: 150 pk / 110 kW bij 7.600 tpm
(Dit is bijna 100 pk per liter, zonder turbo!)
Tijdens rijden met de VTEC motor valt het zeer soepele rijgedrag op: Maximum
koppel 144 Nm bij 7.100 tpm, waarbij 95% van het koppel reeds bij 3.000 tpm
wordt geleverd.
Technische gegevens B16 A1 motor
Technische aanpassingen VTEC motor ten opzichte van "standaard" 1.6 motor:
UITVOERING SPECIFICATIE CIVIC CRX 3-DEURS VTEC ’90
Wijzigingen ten opzichte van de 1.6I 16v DOHC
Uiterlijk:
Interieur:
Nieuwe stoelbekleding, voorstoelen deels met leer bekleed
Techniek:
VTEC motor B16 met 150 pk
UITVOERING SPECIFICATIE CIVIC 3-DEURS
VTEC ’90
Wijzigingen ten opzichte van de Civic 3-deurs 1.6I
Uiterlijk:
AUTOGEGEVENS: DE EIGENSCHAPPEN VAN HET VTEC
SYSTEEM
CRX VTEC
CIVIC VTEC
Wagengewicht:
1.010 kg
1.030 kg
Totale lengte:
3.815 mm
4.010 mm
Breedte:
1.675 mm
1.680 mm
Hoogte:
1.270 mm
1.335 mm
Wielbasis:
2.300 mm
2.500 mm
Spoorbreedte voor:
1.440 mm
1.440 mm
Spoorbreedte achter:
1.445 mm
1.445 mm
Bandenmaat:
195/60 R14
85V
Velgmaat:
5½ JJ 14
met 50 mm offset
We willen in een motorontwerp graag uiteenlopende
eigenschappen kombineren zoals,
Op zoek naar een combinatie van deze eigenschappen in een
motor, is Honda gekomen tot het ontwerpen van de VTEC motor. In deze constructie
is veel van de ervaring die door Honda is opgedaan op de Formule1 circuits,
verwerkt. De belangrijkste rol bij het bereiken van van een hoog motorvermogen
samen met een grote souplesse van de motor speelt het kleppenmechanisme. We
zullen dit nader bekijken.
Wil men een hoog motorkoppel bereiken bij een relatief laag toerental en daardoor een soepel trekkende motor, dan moet het kleppenmechanisme worden geconstrueerd met:
Het overschakelen
van de lage naar de hoge nokken gebeurt met een electrisch signaal van de
PGM-FI ECU naar de electrische doorstroomklep waarna het systeem hydraulisch
in werk wordt gesteld.
DE CILINDERKOP:
De aluminium cilinderkop heeft dakvormige
verbrandingskamers met centraal geplaatste bougies. Er zijn twee inlaatkleppen
met een schoteldiameter van 33,0 mm en twee uitlaatkleppen met een
schoteldiameter van 28,0 mm.
De uitlaatkleppen zijn
vervaardigd van speciaal nieuw materiaal met een groot warmtebereik, een
combinatie van titanium en molybdeen. Dit levert voor de uitlaatkleppen een
gewichtsbesparing van 20% op. Door dunne klepstelen met een diameter van 5,5 mm
toe te passen kon ook gewicht worden bespaard. Aan de inlaatzijde kon ook
gewicht worden bespaard. Aan de inlaatzijde worden dubbele klepveren toegepast
ten opzichte van de uitlaatzijde met enkele klepveren. Tussen de inlaat- en
uitlaatkleppen is een veerbelaste plunjer gemonteerd, die ervoor zorgt dat de
middelste tuimelaar de hoge nok blijft volgen wanneer deze niet gebruikt wordt.
Is het VTEC systeem ingeschakeld, dan werkt de middelste tuimelaar en zorgt de
veerbelaste plunjer voor ondersteuning van de klepveren om zweven van kleppen
bij hoog motortoerental tegen te gaan. Er is een speciale asbestvrije koppaking
toegepast, opgebouwd uit enkele lagen staalplaat.
DE NOKKENASSEN
De beide nokkenassen zijn vervaardigt van gietstaal en
hebben een speciaal hardingsproces ondergaan. Elke nokkenas is vijf maal
gelagerd. Boven elke nokkenas is een brug aangebracht met oliekanalen, die
zorgen voor een oliedouche op de nokken. Nieuw ontworpen, lichte uit
sintermetaal vervaardigde, distributietandwielen zijn op de voorzijde van de
nokkenassen aangebracht. De distributieriem is vervaardigd volgens een nieuw
produktieproces om de extra belasting bij hoog toerental te kunnen weerstaan. De
vervangingstermijn bedraagt normaal gesproken 100.000 kilomter voor de
distributieriem maar testen hebben uitgewezen dat 250.000 kilometer haalbaar is.
WERKING VAN HET VTEC INSCHAKELMECHANISME:
A.
HET SYSTEEM IS OP LAGE NOKKEN GESCHAKELD.
In deze situatie volgen de twee buitenste tuimelaars de
buitenste lage nokken. De middelste tuimelaar volgt nu onder veerdruk van de
plunjer de middelste hoge nok, maar loopt vrij, dus zonder
de kleppen te bedienen. Doordat de primaire en secundaire tuimelaars
verschillende nokvormen volgen met varierende hoogt en timing, ontstaat er in de
verbrandingskamer een sterke werveling, wat voor een volledige verbranding
zorgt.
B.
HET SYSTEEM IS OP DE MIDDELSTE HOGE NOK GESCHAKELD.
Wanneer de bedieningsklep van het VTEC systeem wordt bediend door middel van een
electrisch signaal van de PGM-FI ECU, gaat er oliedruk werken op de kleine
zuiger in de primaire tuimelaar. Wanneer de
in- en uitlaatkleppen zijn gesloten kan de zuiger naar buiten komen en duwt de
stift van de middelste tuimelaar in de secundaire tuimelaar. Op deze wijze
worden de drie tuimelaars aan elkaar gekoppeld en gaan
deze samen de middelste hoge nok volgen. De extra oliestroom door het VTEC
systeem zorgt ook voor extra smering van de hoge nokken om slijtage te
voorkomen.
HET ELECTRISCH / HYDRAULISCH BEDIENINGSSYSTEEM:
Situatie: NIET bekrachtigt door ECU
De klep is nu gesloten en laat geen oliedruk door naar de tuimelaars. Via een
kleine boring met 1,25 mm diameter kan er wel konstant een kleine hoeveelheid
olie naar de tuimelaars stromen om de nokenassen te smeren, echter zonder dat er
druk wordt opgebouwd in het systeem, waardoor het eventueel zou inschakelen (let
op voor te dikke olie, advies is 10W40, het liefst nog 5W40)
Situatie: WEL bekrachtigd
door PGM-FI ECU
De klep wordt nu door de PGM-FI ECU electrisch bediend, waardoor er oliedruk wordt doorgelaten naar de doorstroomklep. De oliedruk van de oliepomp werkt nu rechtstreeks op de tuimelaarsassen en vandaar op de kleine zuigers in de primaire tuimelaars van het VTEC systeem. De kleine zuigers koppelen nu de drie tuimelaars aan elkaar, die nu samen de hoge nokken gaan volgen. De oliestroom door de tuimelaarassen passeert nu verderop twee doseurs, die zorgen voor de oliedruk in het VTEC systeem. Hierna spuit de olie uit openingen boven de middelste tuimelaars voor extra smering van de hoge nokken en tuimelaars.
DE ELECTRISCHE SCHAKELING VAN HET
VTEC SYSTEEM:
Zoals in het voorgaande besproken wordt het VTEC ingeschakeld door een signaal vanuit de PGM-FI ECU. Deze doet dat alleen onder de volgende 5 voorwaarden;
1. Motortoerental moet
hoger zijn dan 5.300 tpm (deellast tot ongeveer 6.000 tpm).
2. Motorbelasting moet
hoog zijn (MAP signaal).
3. Wagensnelheid moet
hoger zijn dan 30 km/u, gemeten door V pulser in het dashboard.
4. Koelwatertemperatuur
moet hoger dan 60°C zijn.
5. Het lampje "Check Engine" mag niet branden,
DE ELECTRISCH BEDIENDE KLEP:
Wanneer de PGM-FI ECU een spanningssignaal stuurt laat de electrische klep
oliedruk door naar de tuimelaarassen. DE VTECOLIEDRUKSCHAKELAAR
Wanneer de oliedruk is opgebouwd in het VTEC systeem geeft de drukschakelaar dit
door aan de PGM-FI ECU. HET SMEERSYSTEEM Door de inbouw van het hydraulisch
werkende VTEC systeem is de opbouw van het smeersysteem van de B16 motor
gecompliceerder geworden en tevens gevoeliger voor de kwaliteit en de dikte van
de motorolie. Te dikke motorolie werkt te traag bij het in- en uitschakelen van
het systeem (max. dikte 10W40)
De loop van de motorolie in het smeersysteem is als volgt:
A. oliepomp » oliedrukventiel
» oliefilter » oliekoeler » hoofdoliegalerij.
B. van hieruit smering van: hoofdlagers » drijfstanglagers » vier extra
oliesproeiers op de zuigerbodems.
C. vanuit de hoofdoliegalerij via een doseur smering van de nokkenaslagers en door middel van de oliedouche smering van alle nokken en tuimelaars.
D. Olievoorziening van de electrisch bediende klep van het VTEC systeem
MET VTEC SYSTEEM UITGESCHAKELD:
Via een klein omloopkanaaltje met een boring van 1,2 mm wordt de smering van de
tuimelaarassen verzorgd, waarbij vrijwel geen druk wordt opgebouwd doordat er
twee doseurs zijn aangebracht aan het eind van de kanalen. De maximum oliedruk
zal nu 0,2 kg/cm² bedragen, niet voldoende om het VTEC systeem in werking te
stellen.
MET VTEC SYSTEEM INGESCHAKELD:
De electrische klep wordt nu bediend door de ECU en laat oliedruk door naar de
doorstroomklep. Deze laat op zijn beurt de motoroliedruk door naar de
tuimelaarassen. Door de werking van de beide doseurs aan het einde van de
tuimelaarassen wordt er oliedruk opgebouwd in deze assen, druk 2,5 tot 4,0 kg/cm².
Deze oliedruk duwt de kleine zuigers naar buiten en schakelt het VTEC in. De
oliestroom die de beide doseurs passeert, wordt nu weer gebruikt om de
ingeschakelde hoge nokken van extra smering te voorzien omdat deze zwaar belast
zijn door toerental en nokvorm. De oliedruk bedient tevens de VTECdrukschakelaar.
HET MOTORBLOK VAN DE VTEC:
Het VTEC motorblok is
vervaardigd van lichtmetaal en heeft een zeer stevige struktuur. De bouw van het
motorblok is op vele punten afwijkend van de "normale" 16.i 16v motor.
Met dank aan: Cubik-vtec
donkickass - 12-02-2002