مرور تاریخچه و تکنولوژی‌های پیشرانه‌های VTEC هوندا

در این مطلب نگاهی به تاریخچه، شیوهٔ کارکرد و تکنولوژی‌های موتورهای VTEC هوندا خواهیم داشتند که تغییر بزرگی در صنعت خودروسازی ایجاد کردند.

VTEC که مخفف کنترل الکترونیکی زمان‌بندی متغیر و لیفت سوپاپ است، نسخهٔ هوندا از تکنولوژی زمان‌بندی متغیر سوپاپ محسوب می‌شود. این سیستم از یک سو باعث افزایش پرفورمنس در دور موتورهای بالا و از سوی دیگر کاهش مصرف سوخت در دورهای پایین می‌شود. هوندا در دوران حباب اقتصادی ژاپن (از ۱۹۸۶ تا ۱۹۹۱) این پیشرانه‌ها را با بهترین استانداردها طراحی کرد. VTEC مسیر هوندا را خصوصاً در بخش خودروهای پرفورمنس برای همیشه تغییر داد. هرچند در آن زمان هوندا تقریباً در تمام محصولات خود از این تکنولوژی استفاده کرد اما این خودروهای پرفورمنس مثل NSX و نسخه‌های داغ سیویک بودند که واقعاً توانایی‌های VTEC را نشان دادند. در ادامه قصد داریم به تاریخچه و تکنولوژی‌های موتورهای VTEC نگاهی داشته باشیم که هنوز هم در خودروهای هوندا استفاده می‌شود.

دلیل توسعه موتور VTEC

در ژاپن هرچه پیشرانهٔ خودروها بزرگ‌تر بود، مالکین باید مالیات بیشتری پرداخت می‌کردند. به همین دلیل، خودروسازان ژاپنی مجبور شدند راهی برای بهبود پرفورمنس و راندمان پیشرانه‌های کم‌حجم خود پیدا کنند. درحالی‌که تویوتا و نیسان در خودروهایی مثل سوپرا و ۳۰۰ZX سراغ توربوشارژر رفتند و مزدا از موتورهای وانکل استفاده می‌کرد، هوندا تصمیم گرفت برای بهبود پیشرانه‌های خود از تکنولوژی زمان‌بندی متغیر سوپاپ‌ها استفاده کند. هرچند تکنولوژی VTEC هوندا در دههٔ ۹۰ متداول شد اما درواقع از سال ۱۹۸۳ به کار گرفته شد. همچنین هرچند این تکنولوژی در خودروها شهرت یافت و محبوب شد اما اولین بار روی موتورسیکلت معرفی شد.

اولین ساختهٔ هوندا که از تکنولوژی VTEC بهره می‌برد موتورسیکلت اسپرت CBR400 بود که در سال ۱۹۸۳ معرفی شد. این موتورسیکلت به یک پیشرانهٔ ۴۰۰ سی‌سی چهار سیلندر خطی مجهز بود که ۶۰ اسب بخار قدرت در ۱۳ هزار rpm تولید می‌کرد درحالی‌که قدرت آن در زیر دور ۹,۵۰۰ rpm تنها ۴۶ اسب بخار بود. این پیشرانه با ارائهٔ قدرت قابل‌استفاده در دورهای پایین و قدرت کامل در دورهای بالاتر، راندگی را بهبود می‌بخشید. اولین خودرویی که به تکنولوژی VTEC مجهز شد هوندا اینتگرا XSi در سال ۱۹۸۹ با پیشرانهٔ B16A بود. این یک پیشرانهٔ ۱.۶ لیتری چهار سیلندر تنفس طبیعی بود که ۱۶۰ اسب بخار قدرت در ۸,۲۰۰ rpm تولید می‌کرد. این یک شاهکار مهندسی برای تیم هوندا محسوب می‌شد زیرا آن‌ها به هدف خود یعنی تولید ۱۰۰ اسب بخار بر هر لیتر رسیده بودند. رسیدن به چنین دستاوردی با تکنولوژی VTCE امکان‌پذیر شد.

VTCE چطور کار می‌کند؟

در پیشرانه‌های VTCE، برای هر جفت سوپاپ، سه بادامک مختلف وجود دارد که دو بادامک بیرونی برای تولید گشتاور در دورهای پایین تنظیم شده درحالی‌که بادامک میانی برای تولید قدرت در دورهای بالا تنظیم شده است. هر بادامک انگشتی خاص خود را دارد اما فقط دو بادامک بیرونی به سوپاپ‌ها فشار وارد می‌کنند و انگشتی میانی فقط به بادامک میانی متصل است. در دور موتور پایین، از دو بادامک بیرونی برای باز و بسته کردن سوپاپ‌ها استفاده می‌شود و بادامک میانی غیرفعال است زیرا انگشتی آن مستقیماً به سوپاپ‌ها متصل نیست. با افزایش دور موتور، کامپیوتر به یک شیر قرقره‌ای دستور هدایت فشار روغن را می‌دهد تا یک پین را فعال کند که دو انگشتی بیرونی را در انگشتی میانی قفل می‌کند. بدین ترتیب، بادامک میانی که بزرگ‌تر است، با استفاده از انگشتی‌های بیرونی، سوپاپ‌ها را باز و بسته می‌کند و درنتیحه، زمان باز ماندن و همین‌طور لیفت سوپاپ‌ها (میزان ارتفاعی که سوپاپ باز می‌شود) افزایش پیدا می‌کند.

پیشرانه‌های سری B اولین موتورهای هوندا بودند که از VTCE بهره‌مند شدند. در این موتورها همان‌طور که گفته شد، در دورهای پایین‌تر از بادامک‌های بیرونی استفاده می‌شد که کوچک‌تر بودند اما از دور ۵,۵۰۰ به بعد برای تولید قدرت بیشتر، بادامک بزرگ‌تر میانی وارد عمل می‌شد. کارکرد موتورهای VTCE تا به امروز به همین شیوه بوده اما این تکنولوژی طی سال‌ها پیشرفت‌های زیادی را تجربه کرده است.

ظهور پیشرانه‌های VTEC

پیشرانهٔ VTCE هوندا در اروپا اولین بار با مدل‌های سیویک و CRX ارائه شد که ۱۵۰ اسب بخار قدرت داشتند. اولین مواجههٔ آمریکایی‌ها با این تکنولوژی اما با سوپراسپرت آکورا NSX بود. این خودرو به یک پیشرانهٔ ۳ لیتری V6 مجهز بود که ۲۷۰ اسب بخار قدرت تولید می‌کرد. این تکنولوژی آن‌قدر خوب بود که هوندا از آن در دیگر محصولات خود مثل پرلیود و آکورا اینتگرا هم استفاده کرد. یکی از بهترین موتورهای VTEC اما در اینتگرا تایپ R ارائه شد. این یک پیشرانه‌های ۱.۸ لیتری بود که ۲۰۰ اسب بخار قدرت تولید می‌کرد و نسبت قدرت به حجمی بیش از پیشرانه‌های سوپرکارهای زمان خود داشت.

چرا VTEC محبوب شد؟

هوندا اولین شرکتی بود که یک تکنولوژی زمان‌بندی متغیر سوپاپ کاربردی و قابل‌اعتماد را ارائه کرد. این تکنولوژی تغییر مهمی در صنعت خودروسازی ایجاد کرد و روی دیگر خودروسازان هم تأثیر گذاشت. دلیل اصلی محبوبیت موتورهای VTEC اما تولید بیشترین قدرت در کلاس خود بود. همچنین این پیشرانه‌های تنفس طبیعی درحالی‌که رکوردهای نسبت قدرت به حجم را می‌شکستند، همچنان از دوام بالایی برخوردار بودند. از سوی دیگر، مصرف سوخت پیشرانه‌های هوندا هم معمولی بود. موتورهای VTEC بهترین ویژگی‌ها را در یک پکیج ارائه می‌کردند.

انواع پیشرانه‌های VTEC

اولین نسخهٔ موتورهای سری VTEC نمونه‌های DOHC بود که در دههٔ ۹۰ استفاده می‌شد اما این پیشرانه‌ها در طول سال‌ها تکامل پیدا کردند و هوندا نسخه‌های مختلفی از آن را تولید کرد.

SOHC VTEC: این نسخه در سال ۱۹۹۲ در سیویک پدیدار شد. عملکرد این موتور بسیار شبیه نسخهٔ اصلی DOHC بود اما این نسخه با یک میل بادامک، بسیار ساده‌تر بود و برای خودروهای معمولی در نظر گرفته بود. افزودن VTEC به پیشرانهٔ سیویک خروجی را از ۱۰۸ اسب بخار قدرت و ۱۳۵ نیوتن متر گشتاور به ۱۲۵ اسب بخار و ۱۴۴ نیوتن متر افزایش داد.

VTEC-E: این نسخه از VTCE هم در سال ۱۹۹۲ معرفی شد و روی کاهش مصرف سوخت تمرکز داشت. این نسخه هم مثل SOHC کار می‌کرد اما با غیرفعال کردن تعدادی از سوپاپ‌ها، پیشرانهٔ ۱.۵ لیتری ۱۶ سوپاپ در دور زیر ۲,۵۰۰ rpm با ۱۲ سوپاپ کار می‌کرد.

i-VTEC: حرف i در این نسخه به معنای هوشمند است و امروزه هنوز در خودروهای هوندا از آن استفاده می‌شود. در این نسخه، با ادغام ECU در مکانیسم سیستم سوپاپ، تغییر بادامک‌ها نرم‌تر و بهتر انجام می‌شود.

سری K: این سری، پیشرانه‌های پرفورمنس هوندا است که از i-VTEC بهره می‌برد و قدرت بالایی تولید می‌کند. سری K به‌عنوان ۲JZ (تویوتا) یا LS (جنرال موتورز) موتورهای هوندا شناخته می‌شود. از این سری پیشرانه در خودروهایی مثل هوندا سیویک Si و آکورا RSX تایپ S استفاده شد.

VTEC توربو: هوندا نهایتاً در سیویک سال ۲۰۱۶ توربوشارژر را به پیشرانه‌های VTEC خود اضافه کرد. این یک موتور ۱.۵ لیتری با ۱۷۴ اسب بخار قدرت بود و نسخهٔ قوی‌تر آن با ۱۹۰ اسب بخار قدرت در سال ۲۰۱۷ برای CR-V ارائه شد. VTEC توربو در سیویک تایپ R با تولید ۳۰۶ اسب بخار قدرت به اوج رسید و هنوز هم در جدیدترین نسل این ماشین استفاده می‌شود.

چرا تکنولوژی VTEC هوندا این‌قدر خوب است؟

در طول سال‌ها خودروسازان زیادی تلاش کردند سیستم زمان‌بندی متغیر سوپاپ را توسعه دهند اما زمانی که هوندا VTEC را ارائه کرد، دیگر شرکت‌ها از آن آموختند و نسخه‌های خودشان از این تکنولوژی را ساختند. هوندا هنوز هم در محصولات کنونی خود از این تکنولوژی استفاده می‌کند اما ازآنجایی‌که تکنولوژی پیشرانه‌ها بسیار پیشرفت کرده و توربوشارژرها وارد عمل شده‌اند، تأثیر آن دیگر به‌اندازهٔ نمونه‌های اولیه پررنگ نیست.