VTEC ย่อมาจากคำเต็มว่า Variable valve Timing and lift Electronic Control เป็นระบบเครื่องยนต์ของฮอนด้า ที่เพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ในขณะที่ทำงานที่รอบสูงให้มีประสิทธิภาพ ดียิ่งขึ้น
เครื่องยนต์ VTEC DOHC ของ Honda
เครื่อง ยนต์ New Civic 2012 ก็เป็นเครื่องยนต์ VTEC เช่นกันครับจากภาพด้านล่างเป็นรถยนต์ Honda Civic 2012 Si ที่ใช้เครื่องยนต์ VTEC ตะกูล K-Series
ที่มาของระบบ VTEC
เรื่อง ของปุ่มวิเศษ เสียงหัวเราะแสดงความยินดี และเสียงเปิดแชมเปญฉลองความสำเร็จดังราวจะกลบสรรพเสียงทุกอย่าง ในโลก ทว่าไม่มีเสียงใดสามารถกลบเสียงที่ตอกย้ำอยู่ในสมองของ นากามูระ ตลอดเวลาว่า “มันได้ผลจริง ๆ “ นับเป็นปี ๆ ที่ โยชิโอะ นากามูระ หัวหน้าวิศวกรฟอร์มูล่าวัน คิดวนเวียนไปเวียนมาอยู่ในสมองของเขาว่า ทำอย่างไรจึงมามารถเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ใหม้มากกว่าเดิมที่เป็น อยู่ ทำอย่างไรให้เครื่องยนต์สามารถยืดหยุ่นในสถานการณ์ต่าง ๆ กันได้ อย่างเช่น อวัยวะต่างๆ ในร่างกายมนุษย์สามารถปรับตนเองได้อย่างมหัศจรรย์ เมื่อร่างกายตกอยู่ในสภาวะตึงเครียดหรือตกใจสุดขีดมันจะปล่อยฮอร์โมนจากต่อม Adrenaline ซึ่งเป็นเหมือนพลังงานแฝงตัวในมนุษย์ เมื่อในยามที่ตื่นเต้นหรือตกใจสุดขีด พลังแฝงนี้จะถูกนำมาใช้โดยไม่รู้ตัว ทำให้มนุษย์ทำสิ่งที่เหลือเชื่อได้ แต่รถยนต์นั้นทำไมได้เพราะมันไม่มีชีวิต ทำอย่างไรเขาจึงสามารถสร้างสรรค์สิ่งที่คล้าย ๆ กับ “จักรกลสมบรูณ์แบบ” ทำอย่างไรให้เครื่องยนต์สามารถปรับตัวเองได้ ทำอย่างไรเครื่องยนต์จึงสามารถดูดซับพลังได้มากขึ้น เพื่อที่จะทำงานหนักขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นภายใต้แรงกดดัน ทำอย่างไรเขาจึงสามารถสร้าง “พลังแฝง” ในเครื่องยนต์ได้
ณ กรุงเม็กซิโกซิตี้ ปี พ.ศ. 2508 สนามสุดท้ายในรอบปีของการแข่งขันฟอร์มูล่าวันของทุกคน การแข่งขันนัดนี้ มีบางสิ่งบางอย่างเกิดขึ้นเหมือนกับเป้นการคลบันดาลของเทพยดารวมถึงริชชี่ จินเธอร์ นักแข่งร่างเล็กชาวแคลิฟอร์เนียซึ่งเตรียมพร้อมอยู่ในรถแข่งสีขาววาววับของ เขา จิเธอร์ เริ่มสตาร์ทในตำแหน่งที่ 2 และเขากำลังใช้ความรวดเร็วเต็มที่บนสนามแข่ง ได้มีบางสิ่งบางอย่างเกิดขึ้นราวปาฏิหาริย์ ผลักดันให้เขาทะยานนำหน้าคู่แข่งไปอย่างเหลือเชื่อ จินเธอร์เล่าว่า “ผู้คนรอบสนามต่างส่งเสียงเชียร์กันสนั่นหวั่นไหว นากามูระได้ติดตั้ง ปุ่มวิเศษ ไว้บนหน้าปัดรถที่ผมขับ ทุกครั้งที่ผมกดมันผมจะรู้สึกถึงความเปลี่ยนแปลงของเครื่องยนต์ ที่ระเบิดพลังออกมาอย่างถึงที่สุด ผมก็เลยกดปุ่มนี้ทุกครั้งที่ผมต้องการ จนกระทั่งผมเห็นธงตราหมากรุกดบกสะบัดอยู่ตรงหน้า และนั้นคือครั้งแรกที่เราได้รับชัยชนะในการแข่งขันฟอร์มูล่าวัน ” ด้วยอุปกรณ์อัจฉริยะนี้ นากามูระได้ทำในสิ่งซึ่งมากกว่าการช่วยให้ฮอนด้าเป็น แชมป์ฟอร์มูล่าวันครั้งแรก แต่เขากลับกลายเป็นผู้คิดค้นระบบง่าย ๆ จากความซับซ้อนของเทคโนโลยีที่ถึงแม้วิศวกรทั่วไปมีความฝันที่จะสร้าง ปุ่มวิเศษ แบบนี้มาเป็นเวลาช้านาน แต่ไม่เคยมีสิ่งไหนมีศักยภาพเพียงพอที่จะสร้างสิ่งมหัศจรรย์ให้ เกิดขึ้นได้ยิ่งไปกว่าการแข่งขันที่แม็กซิโกซิตี้ครั้งนั้น
หลัง จากนั้นอีก 30 ปีวิศวกรฟอมูล่าวันคนอื่น ๆ ของฮอนด้าก็ได้ใช้เทคโนโลยีของ ปุ่มวิเศษ นี้เพื่อพัฒนาเครื่องยนต์ของรถบนสนามแข่งมาเป็นเครื่องยนต์ของรถทั่วไปเป็น ที่รู้จักในนาม VTEC
VTEC เป็นเครื่องยนต์ที่มีความซับซ้อน โดยสามารถปรับองศาและระยะเปิดปิดวาลว์เพื่อแจกจ่ายพลังงานได้ตามความเหมาะสม ของสภาพการขับขี่ไม่ว่าจะเป็นการขับขี่ด้วยความเร็วสูงสุดบนไฮเวย์ หรือค่อย ๆ เคลื่อนไปบนถนนที่มีการจราจรติดขัดในชั่วโมงเร่งด่วน วันนี้คุณสามารถพบเครื่องยนต์ VTEC ได้ในรถยนต์ฮอนด้าหลายๆรุ่น รวมทั้ง civic และ Accord ที่ให้คุณประโยชน์แก่ผู้ขับขี่รถยนต์ฮอนด้านับพันคนในทุก ๆ วันของปี และนี่คือคุณค่าที่แท้จริงของเครื่องยนต์ VTEC ปุ่มวิเศษ เทคโนโลยีที่เคยเป็นแค่ความฝันของวิศวกรทั่วไป แต่ที่ฮอนด้า ความฝันนั้นได้กลายเป็นจริงแล้ว ไม่เชื่อลองถามนากามูระดูสิ ตุลาคม 2537 MOTORCAR&BOATING
เครื่องยนต์ VTEC ทำงานอย่างไร?
VTEC คือระบบป้อนไอดีให้เครื่องยนต์ที่เป็นลิขสิทธิ์เฉพาะของฮอนด้าระบบควบคุม จังหวะและระยะยกตัวของลิ้นไอดีที่ควบคุมโดยอิเล็คทรอนิก การทำงานของเครื่องยนต์ VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control) ในเครื่องยนต์ชนิดลูกสูบโดยทั่วไปนั้น มีระบบที่สำคัญต่อการทำงานอยู่สองระบบ คือ ระบบไอดี และ ระบบไอเสีย ระบบไอดีคือระบบที่ทำหน้าที่ป้อนส่วนผสมระหว่างน้ำมันเชื้อเพลิงกับอากาศ ซึ่งผสมกันโดยใช้หัวฉีดหรือคาร์บูเรเตอร์ ก่อนจะส่งเข้าสู่ห้องเผาไหม้โดยอาศัยความแตกต่างของแรงดันระหว่างที่ลูกสูบ เคลื่อนตัวลง ปริมาณของไอดีที่ป้อนเข้าห้องเผาไหม้
นอก จากจะขึ้นอยู่กับปริมาณอากาศที่ควบคุมโดยมุมเปิดของลิ้นปีกผีเสื้อและต่อโดย ตรงอยู่กับแป้นคันเร่งซึ่งจะเป็นสัดส่วนที่ถูกต้องกับปริมาณน้ำมันเชื้อ เพลิงที่ฉีดเข้าไปผสมโดยการคำนวณของกล่องคอมพิวเตอร์ควบคุมแล้ว ยังขึ้นอยู่กับระยะเปิดและขนาดของลิ้นไอดีด้วย แต่ที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์สูงสิ่งที่เรามักจะสูญเสียไปคือแรงบิดซึ่งเป็น สิ่งที่จะช่วยให้เครื่องยนต์มีกำลังฉุดลากเพิ่มขึ้น
ความต้องการกำลังฉุด ลากเพิ่มขึ้นนี้จะสังเกตได้ชัดเจนเวลาที่เราใช้เกียร์สูงอยู่แล้วแต่ต้องการ เร่งแซงรถคันหน้าให้พ้นในเวลาคับขัน เรามักจะใช้วิธีเลื่อนเกียร์ลงต่ำเพื่อให้ได้กำลังฉุดลากมากขึ้น ความเร็วรอบของเครื่องยนต์ก็จะพุ่งขึ้นสูง แต่ในทางกลับกันเมื่อความเร็วรอบเครื่องยนต์สูงก็จะทำให้แรงบิดต่ำลง กำลังฉุดลากก็จะต่ำไปด้วย เราจึงมักจะรู้สึกว่ารถแซงไม่ทันใจ สาเหตุที่เป็นดังนั้นเพราะที่ความเร็วรอบของเครื่องยนต์สูงๆ ไอดีจะไหลเข้าห้องเผาไหม้ไม่ทันเนื่องจากต้องผ่านช่องที่เกิดจากการยกตัวของ ลิ้นไอดีคงที่เท่ากับตอนที่เครื่องยนต์หมุนด้วยความเร็วต่ำๆ เพราะลิ้นไอดีเปิดได้ด้วยลูกเบี้ยวที่กดลงบนก้านลิ้นซึ่งลูกเบี้ยวย่อมมี ระยะยกตัวคงที่วิศวกรจึงคิดค้นสร้างลูกเบี้ยวขึ้นมาอีกชุดหนึ่ง มีระยะยกตัวสูงกว่าลูกเบี้ยวชุดเดิม สร้างระบบควบคุมการทำงานขึ้นมาอีกชุดหนึ่งทำงานด้วยอิเล็คทรอนิก บังคับให้ลิ้นไอดีใช้ความสูงของลูกเบี้ยวชุดที่สองเมื่อถึงความเร็วที่จำ เป็น ปริมาณไอดีสามารถป้อนเข้าห้องเผาไหม้ได้มากขึ้น แน่นอนว่าเครื่องยนต์ก็จะมีกำลังมากขึ้น มีแรงบิดและแรงฉุดมากขึ้นที่ความเร็วสูง ผลก็คือทำให้เร่งความเร็วได้ทันใจมากขึ้น
เครื่องยนต์ VTEC LEV ทำงานอย่างไร?
เครื่อง ยนต์ VTEC LEV คือเครื่องยนต์ที่ประสานคุณสมบัติของ VTEC เข้ากับคุณสมบัติการเป็นเครื่องยนต์ที่ให้มลพิษต่ำ ฮอนด้ากำหนดมาตรฐานของยานยนต์มลพิษต่ำของตัวเองว่า ระดับมลพิษในไอเสียต้องต่ำกว่าที่กฎหมายกำหนดไม่น้อยกว่า 80%แต่ต้องยังคงสมรรถนะทางกำลังของเครื่องยนต์ไว้ได้อย่าง เครื่องยนต์ VTEC LEV ประกอบด้วยลักษณะเด่นสามประการ
ประสิทธิภาพ การประจุไอดี โดยการออกแบบขนาดและตำแหน่งของลิ้นไอดีร่วมกับการทำงานของ VTEC เครื่องยนต์ VTEC LEV จะให้ประสิทธิภาพในการประจุไอดีสูง ทำให้ได้ส่วนผสมระหว่างอากาศและน้ำมันเชื้อเพลิงในอัตราที่เหมาะสม
ประสิทธิภาพ ในการเผาไหม้ ด้วยวงจรควบคุมที่ออกแบบใหม่และการทำงานของเซนเซอร์ที่มีความแม่นยำมากขึ้น การฉีดน้ำมันเชื้อเพลิงและการจุดระเบิดจะสามารถกระทำด้วยปริมาณและจังหวะที่ เหมาะสมกับสภาวะต่างๆ ของเครื่องยนต์สูงสุด
ประสิทธิภาพในการกรอง ไอเสีย เครื่องกรองไอเสียแบบสามทางใหม่ที่เพิ่มพื้นที่การกรองให้มากขึ้นรวมกับตัว ตรวจจับออกซิเจนใหม่ ทำให้การกรองไอเสียมีประสิทธิภาพมาก
เครื่องยนต์ i-VTEC ทำงานอย่างไร?
เครื่อง ยนต์ i-VTEC เป็นพัฒนาการใหม่ของเครื่องยนต์ VTEC โดยผนวกเทคโนโลยี VTC (Variable Timing Control) เข้ากับระบบ VTEC อันเลื่องชื่อของฮอนด้า
คง เป็นที่ทราบกันดีแล้วว่าระบบ VTEC เป็นระบบที่เพิ่มประสิทธิภาพการประจุไอดีโดยใช้ชุดลูกเบี้ยวพิเศษที่มีความ สูงมากกว่าปกติทำงานแทนลูกเบี้ยวชุดเดิมเมื่อเครื่องยนต์มีความเร็วรอบสูง ขึ้น กระบวนการควบคุมให้ลูกเบี้ยวตัวสูงส่งแรงกดไปยังกระเดื่องวาล์วนี้อาศัยแรง ดันของน้ำมันเครื่อง โดยมีกล่องคอมพิวเตอร์ทำหน้าที่ควบคุมจังหวะการทำงานของระบบ VTEC ให้สัมพันธ์กับการขึ้นลงของลูกสูบและความเร็วในขณะนั้น การทำงานอย่างแม่นยำของกล่องคอมพิวเตอร์ได้มาจากสัญญาณของตัวตรวจจับ(เซน เซอร์)จำนวนมาก เครื่องยนต์ VTEC จึงเป็นเครื่องยนต์ที่มีสมรรถนะสูงเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ขนาดเดียวกันแต่ ไม่มีระบบ VTEC
แต่การทำงานของระบบ VTEC นั้นเกิดขึ้นที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์จุดใดจุดหนึ่งเป็นต้นไปและจะทำงาน ด้วยจังหวะและระยะเปิดของวาล์คงที่ แม้จะได้ประสิทธิภาพการเผาไหม้เพิ่มขึ้นแต่ก็เป็นการเพิ่มที่มีอัตราคงที่ ตามความเร็วของเครื่องยนต์ วิศวกรพบว่าหากสามารถปรับเปลี่ยนจังหวะการเปิดปิดของวาล์วเมื่อเปรียบเทียบ กับจังหวะการเลื่อนขึ้นลงของลูกสูบให้เร็วขึ้นหรือช้าลงได้ก็จะทำให้ปริมาณ การประจุไอดีสัมพันธ์กับความต้องการของเครื่องยนต์ยิ่งขึ้น ผลก็คือจะได้กำลังและแรงบิดของเครื่องยนต์เพิ่มขึ้นจากการเผาไหม้น้ำมัน เชื้อเพลิงปริมาณเท่าเดิม
การทำให้ตำแหน่งเริ่มเปิดหรือเริ่มปิดของ วาล์วไอดีผันแปรไปทำได้โดยหมุนเปลี่ยนตำแหน่งเพลาราวลิ้นให้ความสัมพันธ์ของ เพลาราวลิ้นกับเพลาข้อเหวี่ยงเปลี่ยนไป ในเครื่องยนต์ i-VTEC (I= Intelligence) ที่ปลายเพลาราวลิ้นด้านไอดีบริเวณเฟืองขับจะมี VTC Actuator ประกอบอยู่ อุปกรณ์นี้ทำหน้าที่ปรับเปลี่ยนองศาที่ลูกเบี้ยวเริ่มแตะก้านวาล์วให้เร็ว ขึ้น( Advance) หรือช้าลง( Retard) การทำงานจะใช้แรงดันน้ำมันเครื่องที่จ่ายให้กับห้องน้ำมันในอุปกรณ์ดังกล่าว ไปดันให้ใบพัด ( Vane) ซึ่งต่ออยู่กับเพลาราวลิ้นขยับตัวไปยังตำแหน่งที่ต้องการ แรงดันที่จ่ายให้กับห้องน้ำมันของ Actuator จะถูกควบคุมโดยกล่องคอมพิวเตอร์ควบคุมการทำงานของเครื่องยนต์ซึ่งประมวลผล จากสัญญาณที่ได้รับจากตัวจับสัญญาณ(เซนเซอร์)ดังได้กล่าวมาแล้ว
ที่มา
http://www.newcivicthailandclub.com/forum/viewtopic.php?f=9&t=174 
ผู้เขียน
