VTEC nedir?

Değişken Zamanlamalı Supap Kontrol Sistemi (Variable-valve timing and
electronic-lift control) Değişken supap zamanlaması, motor işletim
sisteminin hangi devire göre hangi supap zamanlamasının kullanılacağını
belirlenmesi ve her devirde en verimli çalışmayı sağlamasıdır. Böylece
motor düşük devirlerde az yakıt tüketirken yüksek devirlerde de iyi bir
performans sunmaktadır. Motor devri yükseldikçe kayar pimli egzantirik
milleri subaplara daha büyük bir kam lobuyla hareket iletmekte ve hava
yakıt oranının yeniden düzenlenmesine imkan tanımaktadır.



DOHC VTEC

DOHC VTEC sistemi, yüksek devirli bir DOHC motorunda hem gücü hem de
torku optimize etmek için geliştirilmiştir. Her iki supap için, 3 kam
profili bulunur. Dış taraflardaki profiller düşük devirlerde, ortadaki
profil ise yüksek devirlerde kullanılır



Düşük devirlerde, supaplar düşük kam profillerinde hareket eden
külbütörler tarafından açılır. Bu kam profilleri, düşük devirlerde
silindirin emişinin iyi ve yakıt tüketiminin düşük olmasını sağlamak
için kısa supap liftiyle ve kısa açılma süresiyle hareket ederler. Kısa
supap lifti ve açılma süresiyle düşük ve orta devirlerde yüksek tork ve
yakıt tasarrufu sağlanır. Motorun hızı arttıkça, motorun elektronik
kontrol ünitesi kam mili takipçilerinin pimlerine basınçlı yağ gönderen
hidrolik sürgülü valfi çalıştırır (5850 d/d’de). Basınçlı yağ pimleri,
düşük devirde çalışması için tasarlanan takipçileri 3. takipçiye
kilitleyecek bir pozisyona hareket ettirir. O ana kadar 3. takipçi
herhangi bir supabı hareket ettirmemektedir. Kam mili takipçilerinin
birbirine kilitlenmesiyle birlikte, düşük devirde çalışan takipçiler
yüksek devirde çalışan takipçilerle aynı oranda çalışmaya zorlanırlar.
Supapların hem lift miktarı artmış hem de açık kalma süreleri
uzamıştır. Silindirin içine daha fazla dolgu alınmaktadır ve artan
devir sayısıyla birlikte motorun gücü de artmaktadır.



SOHC VTEC

Üstten tek eksantrikli bir motorda, her silindir sırası için bir kam
mili bulunur. Emme ve egzoz profilleri aynı kam mili üzerinde yer alır.
Alttaki şekilde kam milinin orta kısmında 3 kam profili bulunmaktadır,
bunlar emme kam profilleridir. Bu 3 kam profilinden dış tarafta olanlar
düşük devirlerde kullanılırken, ortadaki profil yüksek devirlerde
kullanılır.Fakat SOHC VTEC motorlarda egzoz supaplarının zamanlamaları
değiştirilmez. Egzoz supapları tüm devir bantları için aynı profilleri
takip eder. DOHC VTEC ve SOHC VTEC motorlar arasındaki en büyük fark
egzoz supaplarının zamanlamaları arasındaki farktır. Bunun yanı sıra
SOHC VTEC motorların yapıları, DOHC VTEC motorlara göre daha basittir



Düşük devirlerde, dıştaki 2 kam profili direkt olarak külbütörleri
hareket ettirir. Düşük devirlerde kullanılan kam profilleri motorun
sakin çalışmasını ve düşük yakıt tüketimi sağlar. Yüksek devirlerde
ise; yüksek devirler için tasarlanan profil, takipçiyi hareketlendirir.
Fakat takipçi herhangi bir parçayla bağlantılı olmadığı sürece, hiçbir
parçayı hareketlendirmez. Yüksek devirlerde, yağ basıncı metal pimi
külbütörlere ve takipçiye doğru iter ve 3 profil sanki tek profile
dönüşmüş gibi hareket etmeye başlar. Külbütörler, yüksek devirler için
tasarlanan profili takip etmektedirler. Yüksek devirlerde emme
supaplarının lifti arttığı gibi açık kalma süreleri de artar. Artan
devirler birlikte motora daha fazla dolgu emilir ve motorun gücü artar.



VTEC-E

VTEC-E sisteminin asıl amacı, düşük devirlerde yakıt ekonomisini
artırmak için oldukça fakir yakıt-hava karışımı sağlamaktır. 1,5
litrelik SOHC VTEC-E sistemine sahip motor 92 HP güç üretmektedir. 12
supap modunda hava-yakıt oranı 20 ; 1 ve üzerinde olabilmektedir.



Tork üretmek için, yakıt silindir içine emilen hava ile birlikte
yakılır. Ne kadar çok tork üretileceği, direkt olarak, yakıt-hava
karışımının birbiriyle ne kadar iyi karışmasıyla ilgilidir. Düşük
devirlerde motorların emme dolgu hızı, yakıt ve havanın iyi bir şekilde
birbirine karışabilmesi için yeterli değildir. VTEC-E, yapay olarak
emme dolgu hızını türbülans etkisi yaratacak şekilde artırır. Bu
şekilde yakıt ve hava arasında oldukça iyi bir karışım gerçekleşir.
VTEC-E sistemine sahip olmayan bir motor emme supapları için tek bir
kam profiline sahiptir. VTEC-E motoru ise, iki farklı emme kam
profiline sahiptir. Düşük devirlerde, her emme supabı kendi emme
profilini takip eder. Emme kam profillerinden biri diğerine göre
oldukça normal kalmaktadır. Diğeri ise, neredeyse yuvarlak bir profile
sahiptir. Düşük devirlerde sadece bir emme supabı çalışmaktadır. Emilen
dolgu bu supaptan silindire girmektedir ve sonuç olarak silindir içinde
türbülans efekti oluşturulmaktadır. Türbülans etkisi, dolgunun çok iyi
bir şekilde karışmasını sağlamaktadır. Bu sayede motor, oldukça fakir
karışımlarda çalışabilmektedir. VTEC sistemi, düşük devirlerde
çalışmayan emme supabını aktif hale getirmek için kullanılır.
Resim:VTEC_E_2.JPGVTEC-E sisteminin 12 supapla çalışma modu



Devir arttıkça daha fazla dolgu emilmek istenir, sadece bir emme
supabının çalışması motor için sınırlayıcı bir etki oluşturmaya başlar.
Yaklaşık 2500 d/d civarında, içi dolu bir pim iki külbütör tarafından
itilir ve iki külbütör tek bir ünite halinde hareket etmeye başlar.
Böylece, her iki emme supabı normal kam profiline bağlı olarak hareket
etmeye başlar, neredeyse yuvarlak bir yüzeye sahip olan profil
kullanılmaz



3 KADEMELİ VTEC

Kademeli VTEC sistemi, VTEC-E ve SOHC VTEC sistemlerini
birleştirmiştir. Bu sayede motorun yakıt tüketimi düşürülmüş ve yüksek
devirlerde yüksek güç elde edilmiştir. 3-Kademeli VTEC sistemine sahip
1,5 litrelik motor 128 HP güç üretmektedir.



Birinci kademede külbütörler bağımsız olarak çalışmaktadır. Düşük
devirlerde sadece bir emme supabı çalışmakta, diğer emme supabı ise
neredeyse yuvarlak bir kam profilini takip etmektedir. Motor, 2500
d/d’ye kadar 12 supap modunda çalışmaktadır. 12 supaplı modla birlikte
fakir yanma modu (lean-burn) devrededir, yakıt-hava oranı 20;1 gibi bir
orana ulaşmaktadır. Bu sayede düşük devirlerde yakıt ekonomisi
sağlanmaktadır



İkinci kademe motorun orta devir bandında devrededir, 2500 d/d’de
devreye girer ve 6000 d/d civarında devreden çıkar. Uygulanan yağ
basıncı pimi iterek iki emme supabının külbütörlerinin beraber
çalışmasını sağlar. İki supap da düşük kam profilini takip etmektedir.
Üçüncü kademede 6000 d/d’den sonra yağ basıncı iki kanaldan da geçerek
ortadaki kam profilini kilitler ve her iki emme supabı da daha yüksek
liftle daha uzun süre açık kalır.



i-VTEC

i-VTEC sisteminin en önemli özelliği ve diğer VTEC sistemlerinden
farkı, supap zamanlamasının sürekli değişken olmasıdır. VTC (Variable
Timing Control - Değişken Zamanlama Kontrolü), motorun çalışması
sırasında emme ve egzoz supapları arasındaki supap bindirmesini
ayarlayan/değiştiren bir mekanizmadır. VTC ile birlikte i-VTEC, VTEC
sistemlerinin en büyük dezavantajı olan orta devir bandındaki
güçsüzlüğü ortadan kaldırmıştır. i-VTEC, VTEC-E ve VTEC sistemlerinin
bir kombinasyonunu kullanmaktadır. Bu kombinasyon, motorun 12 supapla
ekonomi modunda ve 16 supapla güç modunda çalışabilmesini sağlamaktadır.



Emme kam miline takılan VTC hareketlendiricisi, motorun yüküne bağlı
olarak sürekli değişken supap zamanlamasını sağlaması için yağ basıncı
tarafından kontrol edilir. VTC mekanizması, şekilde görülmektedir. Bu
sistemde temel fikir, kam milini bağlı olduğu dişliden ayırmak, tabla
(mavi renkle gösterilmiştir) ile birbirlerine göre izafi hareketlerini
sağlamak, motorun yük ve gaz pedalı durumuna göre değişken zamanlamayı
gerçekleştirmektir



i-VTEC sisteminde, değişken supap zamanlamasını sağlamak için tabla
üzerinde dişli çark mekanizması kullanılmaktadır. Kam mili dönme
yönünde ilerlerken, eğer supap zamanlamasında avans verilmesi
istenirse, tabla kam milini kam dişlisinden ayırır, kam miline
kilitlenir ve dişli ile aynı yönde dönerek mili olması gereken açı
değerinden daha büyük bir değere getirir. Eğer supap zamanlamasında
gecikme yapılması istenirse, tabla kam milini yine kam dişlisinden
ayırır, kam miline kilitlenir ve dişli ile ters yönde dönerek mili
olması gereken açı değerinden daha küçük bir değere getirir. Supap
zamanlamasının değişkenliği bu şekilde sağlanmaktadır. VTC mekanizması,
supap zamanlamasını avans veya rötar durumlarında 250
değiştirebilmektedir. VTC elektronik kontrol ünitesi, motor devrini,
kam mili ve gaz kelebeği pozisyonunu, ateşleme zamanını ve motorun
egzoz durumunu sürekli kontrol ederek gerekli supap zamanlamasını
belirler. i-VTEC için 4 kademe bulunmaktadır. 1., 2. ve 3. kademelerde,
supapları düşük miktarda açan kam profilleri devrededir. 4.
kademedeyse, supapları yüksek miktarda açan kam profilleri devrededir.
i-VTEC motorlarda sadece emme kam milinde VTEC sistemi mevcuttur.



1., 2. ve 3. kademelerde emme supaplarından biri hareketsiz
kalmaktadır. Bu, VTEC-E' deki 1 emme supaplı çalışma durumuna
benzemektedir. 1 emme supabı hareketsiz dururken, diğeri açılmaktadır.
Bu şekilde, hava akımı üzerinde bir türbülans efekti oluşturulmasına,
fakir yanma ve rölanti devirlerinde 20'den büyük hava-yakıt oranlarına kullanılmasına fırsat vermektedir.



1. kademe, motorun elektronik kontrol ünitesinin 20;1'den yüksek hava
yakıt oranlarını kullandığı fakir yanma modudur. VTC, emme/egzoz supap
bindirmesini minimuma getirir. 1. kademe, sadece fakir yanma modunda
yada düşük oranlı kelebek pozisyonlarında kullanılır. Elektronik
kontrol ünitesi, yüksek oranlı kelebek pozisyonları için 3. kademeyi
devreye sokar. 2. kademede, fakir yanma modunu terk edip 14.7-12;1
hava-yakıt oranlarına geri dönebilmektedir ve supap bindirmesini
maksimuma çıkarabilmektedir. Bu şekilde EGR efekti artırılmakta ve
emisyonlar iyileşmektedir. 3. kademe elektronik kontrol ünitesinin,
emme/egzoz supaplarının açılmasını ve bindirmesini motor devrine bağlı
ve dinamik olarak değiştirdiği bir durumdur. Burada motor devrinin
düşük fakat gaz kelebeğinin yüksek oranda açık olduğu durumlar
geçerlidir. Yavaş çalışma devirleri; ideal çalışma şartlarının geçerli
olduğu düşük devirler, kapalı ya da kapalıya yakın gaz kelebeği
pozisyonları anlamına gelir. Bu durum, eğimi sıfıra yakın yol
kullanımlarında, sabit hızda kullanımlarda da geçerlidir. 4. kademe,
devir yükseldiğinde ve gaz pedalına sonuna kadar basıldığında aktif
hale gelir. Bu modda, emme kam milinin supaplarını yüksek oranda açan
kamları devreye girer, motor 16 supap moduna geçer. Supapların açık
kalma süreleri ve liftleri artar. VTC, istenilen güç miktarını ve
optimum emme/egzoz supap zamanlamasını ve bindirmesini elde etmek için
emme kam milini dinamik olarak değiştirir.



Otomobil markalarındaki değişken zamanlamalı supap kontrol sistemleri, Honda VTEC, Toyota VVT-i, BMW Vanos, Rover VVC dir.