Prieš kelias dešimtmečius variklių konstruktoriai turėjo šventąjį gralį – sukurti variklį, kuris generuotų daugiausiai galios kai jos reikia ir sumažintų degalų suvartojimą ir išmetamų teršalų kiekį kitaip. Pagrindinė problema? Tradicinių variklių vožtuvo laikymas yra fiksuotas – tai kompromisas tarp žemo sukiojančiojo momento ir didelės galios. Čia pasirodo kintamojo vožtuvo laikymo (VVT) technologija – revoliucinė technologija, dinamiškai optimizuojanti variklio kvėpavimą. Taigi, panagrinėkime, kaip ji veikia ir kokius milžiniškus privalumus tai suteikia.
Kas yra kintamasis vožtuvo laikymas ir kaip jis padeda pagerinti variklio efektyvumą?
Paprastai tariant, VVT leidžia varikliui dalinai valdyti įsiurbimo ir/ar išmetimo vožtuvų atidarymo ir uždarymo laiką per degimo ciklą. VVT sistemos gali perkelti krumpliaračio valdymo laiką, lyginant su veleno padėtimi, į priekį (ankstesnis) arba atgal (vėlesnis), vietoj to, kad būtų pritvirtintos prie vienos fiksuotos padėties, kuri nulemta krumpliaračio fiksuotu kampu, lyginant su velenu.
Kas čia tokio galingo? Optimalus vožtuvų atidarymo laikas labai skiriasi, priklausomai nuo variklio sūkių ir apkrovos:
- Esant žemiems sūkiams: Turėtų būti galima bent jau dalinai pašalinti tuščiojo važiavimo kokybės ir žemo sukiojančio momento problemas, vėluojant įsiurbimo krumpliaratį (vėliau uždarant vožtuvą).
- Esant aukštiems sūkiams: Padidėja aukštojo diapazono galia, anksčiau atidarant vožtuvą per įsiurbimo krumpliaračio ankstesnį valdymą.
- Efektyvumas: Veikiant mažai apkraunant, galima sumažinti siurbimo nuostolius ir kuro degimo temperatūrą, perleidžiant inertines išmetamųjų dujų dalis (vidinį EGR) per tam tikrą intervalą (tiek įleidimo, tiek išleidimo vožtuvai yra šiek tiek atidaryti), o tai tiesiogiai padidina kuro naudojimo efektyvumą.
VVT taip pat užtikrina, kad variklis „kvėpuotų“ kiek įmanoma geriau, nuolat keisdamas krumpliaračio fazę pagal variklio poreikius realiu laiku – tai reiškia, kad kiekviena kuro lašas išgauna maksimaliai naudingo darbo.
Pagrindinės sistemos sudedamosios dalys VVT Sistema: Elektromagnetiniai vožtuvai, alyvos slėgis ir fazininkai
VVT stebuklas įvyksta sinergiškai veikiant pagrindinėms komponentėms:
1. Fazininkas: Čia prasideda viskas ir čia yra dalis, kuri pritvirtinama prie krumpliaračio galo. Ji panaši į hidraulinį jungiklį, ir leidžia šiek tiek pasukti krumpliaračio padėtį į priekį (operatyvų veikimą) arba atgal (vėlavimą) lyginant su grandinės/diržo krumpliaračiu. Viduje yra kameros, kuriose yra variklio alyva, reguliuojanti skysčio judėjimą.
2. Alyvos slėgis: Tam reikia generuoti hidraulinę energiją, kad aktyvuotumėte krumpliaračio fazės keiklį. Švari alyva tinkamu slėgiu yra sistemos pagrindas, kuris užtikrina tikslų ir patikimą jos veikimą. Palaikyti tinkamą tepimą ir alyvos kokybę yra labai svarbu kintamosios vožtuvo fazės (VVT) ilgaamžiškumui.
3. Elektromagnetinis vožtuvas (vožtuvai): Tai yra elektroniškai valdomi vožtuvai, kurie yra vartų sargai. Jie naudoja slėgį sukuriančią variklio alyvą tam tikriems kanalams pavaros fazininko viduje tiekti pagal Variklio valdymo bloko (ECU) nurodymus. Elektromagnetinis vožtuvas pasirenka, į kurią kamerą paduoti alyvos slėgį – tai bus padaryta tam, kad pakeisti (pagreitinti arba sulėtinti) pavaros fazavimą.
ECU visą laiką skaito variklio sūkius, apkrovą, sklendės padėtį, temperatūrą ir pan. Remiantis sudėtingais algoritmais, jis nustato geriausią galimą pavaros fazavimo poziciją esamomis važiavimo sąlygomis ir siunčia komandas elektromagnetiniams vožtuvams, kad jos būtų pasiektos.
Realus pasaulis Privalumai: Kaip VVT padeda sutaupyti kuro ir sumažinti išmetamų teršalų kiekį
Dinaminė optimizacija, kurią suteikia VVT, virsta praktiškai naudingomis realybės prasme naudą teikiančiomis savybėmis:
- Žymiai pagerinta kuro ekonomija: Tai yra pavadinimo privalumas. VVT sistemos turi potencialo žymiai padidinti kuro naudą, sumažinant siurbimo nuostolius (ypač dėl dalinio EGR esant daliniu atidarymu), optimizuojant cilindrų pripildymą platesniame sūkių diapazone ir didesnėse kompresijos santykio ribose. Tokio patobulinimo lygis dažnai vertinamas 5–10 procentų arba daugiau, lyginant su panašia varikliu be VVT.
- Sumažinti išmetimai: Maksimali degimo temperatūra yra gerokai sumažinta, degimas yra optimizuotas ir naudojamas vidinis EGR. Tai tiesiogiai mažina žalingų azoto oksidų (NOx) susidarymą. Pilnesnis ir veiksmingesnis kuras taip pat sumažina angliavandenilių (HC) ir anglies monoksido (CO) išmetimą, kuris padeda varikliams atitikti griežtas ekologines standartus.
- Padidinta galia ir sukimo momentas: VVT plečia variklio sukimo momento diapazoną, suteikiant daugiau žemo sukio galios traukos galimybių ir patogesnį valdymą su reakcingesne galia aukštesniuose RPM diapazonuose, suteikiant naudingesnę ir vairuotojui draugiškesnę patirtį kelyje ir už jo ribų.
- Pagerinta tuščios eigos kokybė: Tikslesnis vožtuvų persidengimo reguliavimas padeda pagerinti variklio sklandumą ir stabilumą.
Tikslus inžinerija už Didžiausia Veikimas
VVT technologija yra įrodymas apie nuostabų sudėtingumą, kuris būdingas naujausių variklių konstrukcijoms. Ji taip pat pabrėžia svarbią aukštos kokybės tinkamų dalių reikšmę vožtuvo mechanizmo sistemai, kadangi ji labai priklauso nuo kruopščiai kontroliuojamų hidraulikos sistemų, reaguojančių solenoidų ir ilgaamžių krumpliaračių fazės keitiklių. Tai užtikrins šių veiksnių sklandžią sąveiką, kad varikliai galėtų „kvėpuoti išmintingai“, suteikiant vairuotojams reikiamą galią, kartu pasiekiant būtinus padidėjimus kuro ekonomijoje ir aplinkosaugos srityse. Tai yra pagrindinė technologija, siekiant sukurti šaresnius, galingesnius ir ekonomiškesnius variklius. Kritinių vožtuvo mechanizmo dalių gamybos inžinerija, atsižvelgiant į absoliučią tikslumą, yra svarbi gamybos sudėtingoms sistemoms, kurios galėtų visiškai atskleisti savo galimybes ir patikimumą per visą variklio eksploatacijos laiką. Įmonės, kurios specializuojasi pagrindinių variklių dalių srityje, turi būti patikimos tiek kokybės, tiek našumo požiūriu, kad galėtų prisidėti prie šios aukštos technologijos plėtros.