Система впрыска «VTEC» на подвесных моторах «Honda»

Как мы уже писали в предыдущей статье цикла, многие современные технологии, "приходящие" в подвесные двигатели, были вначале апробированы на суше — в автомобильных двигателях. Характерный пример такого подхода демонстрирует один из старейших производителей четырехтактных подвесных моторов — фирма "Honda". Порой в некоторых "околоводных" журналах можно прочитать, что на таком-то моторе установлен силовой агрегат от... к примеру, автомобиля "Honda Accord" (речь в данном случае идет о двигателе "BF115"). Однако это все же не совсем так. В действительности производитель некоторые изменения, разумеется, вносит, причем порой довольно существенные, поэтому речь может идти не столько о простом заимствовании конкретных узлов или деталей, сколько о принципах и технологиях, которые применяются при производстве и конструировании силового агрегата. В подвесных моторах все устроено "чуть-чуть" не так, как у автомобильных — ведь они должны отвечать более жестким требованиям, предъявляемым в числе прочего, к весу и габаритам. Трудно себе представить, что будет с обычным автомобильным двигателем, если его, например, поставить на попа. Как себя в этом случае поведет, скажем, система смазки? Однако это все лирика...

Всячески опробовав на автомобилях и мотоциклах основные технологии, используемые при создании систем питания двигателей, "Honda", решив, что ее сухопутной продукции надежности уже не занимать, перешла к усовершенствованиям подвесных моторов. В результате на ее моторах более 100 л.с. стали появляться электронные системы впрыска. Были эксперименты и с менее мощными моторами, однако сегодня маломощные моторы этой марки, предлагаемые на рынке, имеют карбюраторные системы питания. Видимо, по каким-то причинам разработчики посчитали внедрение впрысковых систем на маломощные двигатели не очень выгодным делом.

По большому счету системы впрыска подвесных моторов "Honda" очень напоминают "сухопутные", если не брать в расчет их компоновку и вес. В них также присутствует насос (или насосы), который создает первичное давление в топливной магистрали, есть форсунки, через которые топливо подается в камеру сгорания, есть... Иными словами есть все, что положено приличному впрыску (или, если угодно, "инжектору"). Работой этой достаточно сложной системы руководит компьютер, который считывает при посредстве датчиков (до 18 у "BF225") необходимую информацию и обрабатывает ее в соответствии с программой, которая в него заложена. У двигателя "BF225" имеется программируемый управляющий блок PGM-FI, благодаря которому становится возможным щадящий и быстрый запуск двигателя при любых погодных условиях.

Система распределенного (многоточечного) впрыска, управляемого при помощи PGM-FI, на автомобильных двигателях "Honda" впервые появилась около 20 лет назад. В то время многие фирмы, выпускающие системы питания, за основу приготовления смеси брали массовый расход воздуха — его общее количество, попадающее во впускной тракт, измеряемое с помощью воздухоизмерительных пластин. "Хондовский" подход в отличие от остальных изначально строился на том, что за основу "воздушной составляющей" брались вычисляемые данные о количестве воздуха, поступающего во впускной коллектор в каждый конкретный момент времени. Вычисления базировались на анализе реальных мгновенных показателей; атмосферного давления, разрежения во впускном коллекторе, оборотов, скорости, угла открытия дроссельной заслонки, степени открытия клапана рециркуляции, количества кислорода в выхлопных газах и т.д. Такой подход позволил значительно стабилизировать работу двигателя при работе в совершенно разных режимах и облегчить его запуск. Разумеется, вследствие более качественного приготовления топливной смеси уменьшается расход топлива и увеличивается долговечность мотора. Сегодня в мире автомобилей система управления впрыском PGM-FI считается если не эталоном, то, по крайней мере, входит в тройку самых надежных и безотказных.

Системы впрыска — не единственная особенность мощных подвесных двигателей "Honda". Для увеличения мощности, тяги и улучшения работы силовой установки в различных режимах "Honda" применяет свою уникальную технологию VTEC, которая также с успехом используется и на "сухопутных" моторах. Благодаря этой системе, которая отвечает за механическое изменение объема подачи воздуха и заключается в достаточно простом изменении подъема клапанов, работа двигателя при частоте вращения коленвала выше 4500 об/мин становится более устойчивой, снижается расход топлива и улучшается сгорание топливной смеси. Поскольку система VTEC является своего рода "козырной картой" "Honda", не применяющейся никем из других производителей, рассмотрим ее чуть более подробно.

VTEC, или "Variable valve Timing and lift Electronic Control", можно перевести как "система электронного управления фазами и величиной подъема клапанов". Реально "Honda" использует четыре ее модификации, мы же рассмотрим только одну, ту, что применяется на подвесных лодочных моторах этой фирмы: на "BF225". В головках блока цилиндров данного двигателя расположено по одному распределительному валу, каждый из которых управляет 12 клапанами (по два на впуск и на выпуск в каждом цилиндре). Вал имеет не 12, а 15 кулачков — три из них используются для привода специального поводка, который непосредственно с клапанами никак не связан и на малых оборотах не влияет на их поведение, двигаясь абсолютно независимо. Это важно отметить, поскольку система VTEC уже успела обрасти различными слухами и легендами. При увеличении же числа оборотов свыше 4500 происходит повышение давления ,масла в двигателе, сигнал с электронного датчика открывает специальный клапан, и под воздействием давления масла подпружиненный рычажок, перемещаясь, связывает воедино этот дополнительный поводок с толкателями впускных клапанов. Поскольку профиль и размеры кулачка, управляющего поводком, отличаются от остальных, клапаны начинают "слушаться" именно его, в то время как кулачки, управляющие собственно толкателями впускных клапанов, вращаются вхолостую, без непосредственного контакта с ними. Происходит изменение фаз газораспределения, одновременно увеличиваются и подъем выпускных клапанов, и время их открытия на высоких оборотах мотора. За счет увеличения объема поступающего в цилиндры воздуха двигатель "дышит" заметно легче.

Так фирма за счет применения относительно простой технологии добилась значительного улучшения работы двигателя на оборотах выше 4500. (Уместно заметить, что на большинстве моторных судов крейсерская скорость достигается именно в этом режиме.) Поэтому владелец подобного двигателя на крейсерском ходу судна располагает определенным запасом, обеспечивающим ему, к примеру, облегченный выход на глиссирование при повышенной нагрузке. В то же время фазы газораспределения на низких оборотах оптимизированы для достижения наименьшего расхода топлива и наименьшего уровня шума. Фактически, получился своего рода двухрежимный двигатель, имеющий на больших оборотах более высокую мощность, чем сравнимые по объему двигатели, не оборудованные системами VTEC или наддувом.

В данном исполнении VTEC регулировка величины подъема происходит только для впускных клапанов, в отличие от ее остальных модификаций, где подобная регулировка существует и для клапанов выпускных. Надо сказать, что у некоторых автомобильных двигателей "Honda", оборудованных системой VTEC, имеются несколько наборов дополнительных кулачков и поводков, позволяющих двигателю работать не в двух, а в ipex или даже четырех режимах работы, но для лодочных моторов, по большей части работающих на неизменных оборотах, фирма, очевидно, сочла это излишеством. Все это свидетельствует об определенной осторожности "Honda" в отношении лодочных моторов. К слову сказать, иногда в прессе сами руководители компании определяют свою стратегию развития подвесников как "консервативную инновацию".

Продолжая разговор о системе VTEC, нельзя не коснуться существующих о ней мифов. Олин из них (очень широко распространенный, особенно среди автомобилистов) заключается в том, что, поскольку эти двигатели имеют несколько меньший крутящий момент по сравнению с аналогичными двигателями той же мощности — как правило, более высокообъемными, то и по своей динамике они везде и всегда им уступят. Однако это глубокое заблуждение — особенно если речь идет о лодочных моторах. Очень важна форма кривой крутящего момента, а вот здесь двигатели VTEC демонстрируют прекрасные результаты: их внешняя характеристика является на сегодняшний день одной из самых "плоских" среди четырехтактников, представленных на рынке. Это не очень хорошо разве что для резких рывков с места и для "драг-рейсинга", но там, где двигатель стремительно сорвавшегося с места конкурента уже начнет "задыхаться", мотор "Honda" с системой VTEC будет еще разгонять и разгонять свое судно. Да и для движения с повышенной нагрузкой на высокой скорости эти двигатели подходят почти идеально. К тому же они заметно легче. Правда, надо отметить, что VTEC сегодня устанавливается только на очень мощные подвесные моторы типа "BF225" (его 3.5-литровый V-образный аналог ставится на автомобили "Honda Odyssey" и "Acura MDX").

В нынешней производственной программе "Honda" есть и подвесные моторы, созданные на базе легендарного 1.6-литрового двигателя от "Civic", но они имеют карбюраторную систему питания и на них нет VTEC, в результате у "BF75" и "BF90" и мощность соответствующая.

Казалось бы, при чем тут впрыск? А вот при чем. Электронно-управляемая система VTEC не может существовать отдельно от электронного впрыска. Многие до сих пор его побаиваются, а зря. Эта система питания, прежде чем быть "призванной на флот", прошла суровые испытания на суше и доказала не только свою выгоду с точки зрения экономии топлива и увеличения ресурса мотора, но и свою надежность. Нынче ситуация с подвесными моторами удивительно напоминает проблемы покупки-продажи автомобилей иностранного производства в России середины 90-х гг., когда народ отказывался покупать машины, оснащенные впрыском, мотивируя это якобы неремонтопригодностью этих систем. "Неизвестный науке зверь" всегда страшен и вокруг него всегда рождается масса слухов и домыслов, которые подпитываются неграмотностью или плохой информированностью. Но покажите сегодня человека, который сознательно отказывается от покупки автомобиля, оснащенного впрыском (отечественные поделки в счет не берем). Таких, наверное, найдется не более двух из десяти, а десять лет назад их было восемь из десяти...

Так что те, кто в наши дни считают, что подвесные моторы, оснащенные системами впрыска, — это "неизвестный науке зверь", рискуют через какое-то время остаться в меньшинстве, а, значит, и в проигрыше.