A szelepek nyitási/zárási fázisainak beállítását lehetővé tevő réselt fogaskerék korábban csak a sportautók tartozékának számított. Számos modern motor alapfelszereltségként alkalmazza a változó szelepvezérlést, amely nem csak a teljesítmény, hanem az üzemanyag-fogyasztás és a károsanyag-kibocsátás csökkentése érdekében is működik. Nézzük meg, hogyan működik a változó szelepvezérlés (az ilyen típusú rendszer nemzetközi elnevezése) és a BMW, Toyota, Honda autókban található VVT-berendezés néhány jellemzője.

Rögzített fázisok

A szelepvezérlést általában a szívó- és kipufogószelepek nyitásának és zárásának pillanataként határozzák meg, a forgattyús tengely NFT-hez és TDC-hez viszonyított forgási fokban kifejezve. Grafikusan a nyitási és zárási időket általában diagram formájában ábrázolják.

Ha fázisokról beszélünk, akkor azok megváltoztathatók:

  • Az a pillanat, amikor a szívó- és kipufogószelepek nyitni kezdenek;
  • A nyitva tartás időtartama;
  • Emelési magasság (a szelep leengedésének mértéke).

A motorok túlnyomó többsége fix szelepvezérlésű. Ez azt jelenti, hogy a fent leírt paramétereket csak a vezérműtengely bütykös alakja határozza meg. Ennek a konstrukciónak az a hátránya, hogy a tervezők által a motor működéséhez kiszámított vezérműtengely-alak csak egy szűk fordulatszám-tartományban lesz optimális. A polgári motorokat úgy tervezik, hogy a vezérműtengely fázisa a jármű normál üzemi körülményeihez igazodjon. Végül is, ha olyan motort készítesz, amely nagyon jól hajt "alulról", akkor az átlagos fordulatszám felett a nyomaték, valamint a csúcsteljesítmény is túl alacsony lesz. Pontosan ezt a problémát oldja meg a változó szelepvezérlésű rendszer.

Változó szelepvezérlésű rendszerek

A VVT működésének elve

A VVT-rendszer lényege, hogy a szelepnyitási fázisokat valós időben, a motor üzemi körülményei alapján állítja be. Az egyes rendszerek kialakításától függően ez többféleképpen is megvalósítható:

  • A vezérműtengely forgatásával a vezérműtengely fogaskerekéhez képest;
  • Bizonyos fordulatszámon a teljesítményértékeknek megfelelő bütykök aktiválása;
  • A szelepemelés beállítása

A leggyakoribb rendszerek azok, amelyekben a fázisbeállítás a vezérműtengely fogaskerékhez viszonyított szöghelyzetének változtatásával történik. Bár az elv hasonló a különböző rendszerek esetében, sok autógyártó egyedi elnevezéseket használ.

  • Renault – Változó fázisú vezérműfázisok (VCP).
  • BMW – VANOS. A legtöbb autógyártóhoz hasonlóan kezdetben csak a szívótengelyt szerelték fel ilyen rendszerrel. Dupla VANOS-nak nevezzük azt a rendszert, amelyben a változó vezérműtengely-fázisú vezérlőegység folyadékcsatlakozói a kipufogótengelyre is fel vannak szerelve.
  • Toyota – Változó szelepvezérlés intelligenciával (VVT-i). A BMW esetében a szívó és kipufogó vezérműtengelyen lévő rendszer jelenlétét Dual VVT-nek nevezik.
  • Honda – Változó időzítésvezérlés (VTC).
  • A Volkswagen itt konzervatívabb volt, és a VVT (Variable Valve Timing) nemzetközi elnevezést választotta.
  • Hyundai, Kia, Volvo, GM – Folyamatosan változó szelepvezérlés (CVVT).

Hogyan befolyásolja a motor teljesítményét a fázistolás

A belsőégésű motorban a gázok viselkedése a motor üzemmódjától függően változik. Például a dugattyúk fordulatszáma alapjáraton lényegesen kisebb, mint amikor a motor maximális fordulatszámon jár. A gázközeg rezgése a szívó- és kipufogócsövekben következésképpen a motor működési pontjától függően jelentősen változik. Ezek az ingadozások lehetnek hasznosak, rezonáns lökést hozva létre (az akusztikus lökésről bővebben a szívócső geometriájának megváltoztatására vonatkozó cikkben), és károsak – stagnáló ingadozások. Ezért van az, hogy a hengerek feltöltésének sebessége és hatékonysága a motor különböző üzemi pontjain jelentősen eltér.

Alacsony fordulatszámon a hengerek maximális feltöltöttségét a kipufogószelep késői nyitása és a szívószelep korai zárása biztosítja. Ebben az esetben a szelepek átfedése (az a helyzet, amikor a kipufogó- és a szívószelepek egyszerre vannak nyitva) minimális, így nincs lehetőség arra, hogy a hengerben maradt kipufogógázok visszaszoruljanak a szívócsőbe. Éppen a széles fázisú ("fej feletti") vezérműtengelyek miatt a kényszerített motoroknak gyakran magasabb üresjárati fordulatszámot kell beállítaniuk.

Magas fordulatszámon a lehető legszélesebb fázisoknak kell lenniük, hogy a motor maximális teljesítményt tudjon kihozni, mivel a dugattyúk sokkal több levegőt pumpálnak egységnyi idő alatt. Ugyanakkor a szelepek átfedése pozitív hatással van a hengerek kiürítésére (a kipufogógáz-maradványok távozására) és az azt követő feltöltésre.

Ezért egy olyan rendszer beépítése, amely lehetővé teszi a szelepvezérlés és – egyes rendszereknél – a szelepemelés beállítását a motor üzemi körülményeihez, rugalmasabbá, erősebbé, gazdaságosabbá és egyúttal környezetbarátabbá teszi a motort.

VVT készülék, működési elv

A fázisváltó, amely egy folyadékkapcsoló, amelynek működését a motor ECU vezérli, felelős a vezérműtengely szögeltolásáért.

A fázisváltó egység szerkezetileg egy forgórészből áll, amely a vezérműtengelyhez csatlakozik, és egy házból, amelynek külső része a vezérműtengely fogaskereke. A folyadékcsatlakozó ház és a forgórész között üregek vannak, amelyek olajjal töltve mozgatják a forgórészt és ezáltal a vezérműtengelyt a fogaskerékhez képest. Az üregeket speciális csatornákon keresztül olajjal látják el. A csatornákon keresztül történő olajáramlást egy elektrohidraulikus elosztó vezérli. Az elosztó egy egyszerű mágnesszelep, amelyet az ECU PWM-jelen keresztül vezérel. A PWM jel az, amely lehetővé teszi a vezérműtengely időzítésének zökkenőmentes változtatását.

Változó szelepvezérlésű rendszerek

A vezérlőrendszer a motor ECU formájában a következő érzékelők jeleit használja:

  • DDCV (a forgattyús tengely fordulatszámának kiszámítása);
  • DPW;
  • DPDZ;
  • DPMV;
  • DTC.

Változó szelepvezérlésű rendszerek

Különböző bütyökformájú rendszerek

A bonyolultabb kialakítás miatt a változó vezérműtengely-ütközés kevésbé elterjedt. A változó szelepvezérléshez hasonlóan az autógyártók is különböző elnevezéseket használnak a hasonló rendszerek leírására.

  • Honda – Változó szelepvezérlés és emelés elektronikus vezérlése (VTEC). Ha egy motoron egyszerre használják a VTEC és a VVT rendszert, akkor ezt a rendszert i-VTEC-nek rövidítik.
  • BMW – Valvelift rendszer.
  • Audi – Valvelift rendszer.
  • Toyota – Változtatható szelepvezérlés és szelepemelés intelligenciával a Toyotától (VVTL-i).
  • Mitsubishi – Mitsubishi Innovatív szelepvezérlésű elektronikus vezérlés (MIVEC).

Működési elv.

A Honda VTEC rendszere valószínűleg az egyik legismertebb, de a többi rendszer is hasonló típuson működik.

Változó szelepvezérlésű rendszerek

Amint az ábrán látható, alacsony fordulatszámú üzemmódban az erőt a lengőkarokon keresztül a két külső bütyök közvetíti a szelepekre. Ez azt jelenti, hogy a középső hintaszár "tétlenül" mozog. Amikor az üzemi nyomás nagyobb motorfordulatszámon megnő, a dugattyúszár (zárószerkezet) visszahúzódik, és a három lengőkar egyetlen összekötőszerkezetté alakul. A szelepemelkedés azért hosszabbodik meg, mert a középen lévő lengőkar a legnagyobb bütyökprofilú vezérműtengelyen lévő bütykösnek felel meg.

A VTEC-rendszer egyik változata az alacsony, közepes és magas fordulatszámú motorokhoz különböző lengőkarokkal és bütykökkel rendelkező konstrukció. Alacsony fordulatszámon a kisebb bütyök csak egy szelepet nyit ki, közepes fordulatszámon a két kisebb bütyök 2 szelepet nyit ki, nagy fordulatszámon pedig a nagyobb bütyök mindkét szelepet.

Szélsőséges fejlődési spirál

A szelepek nyitási és emelési idejének fokozatos változtatásával nemcsak a szelepek időzítése változtatható, hanem a fojtószelep is szinte teljesen kivonható a motor terhelésszabályozási funkciójából. Ez elsősorban a BMW Valvetronic rendszere. A BMW szakemberei először értek el ilyen eredményeket. A Toyota (Valvematic), a Nissan (VVEL), a Fiat (MultiAir), a Peugeot (VTI) már rendelkezik hasonló fejlesztésekkel.

A kis szögben nyitott fojtószelep jelentős ellenállást hoz létre a légáramlás mozgásával szemben. Ennek eredményeképpen a levegő-tüzelőanyag keverék égéséből származó energia egy részét a szivattyú veszteségek leküzdésére használják fel, ami negatívan hat a jármű teljesítményére és gazdaságosságára.

Változó szelepvezérlésű rendszerek

A Valvetronic rendszerben a hengerekbe jutó levegő mennyiségét az emelés mértéke és a szelepek nyitvatartási ideje szabályozza. Ezt egy excentrikus tengely és egy közbenső kar bevezetése teszi lehetővé. A kar egy csigakerékkel kapcsolódik egy szervohajtáshoz, amelyet az ECU vezérel. A köztes kar helyzetének változása a lengőkar hatását a kisebb vagy nagyobb szelepnyílás felé tolja el. A működési elv részletesebben a videón látható.

Similar Posts