Változó szelepidőzítés: Hogyan működik ez a technológia?
A változtatható szelepvezérlés vagy változó időzítési eloszlás olyan technológia, amely lehetővé teszi a négyütemű belső égésű motorok paramétereinek optimalizálását, ezáltal növelve a teljesítményét és csökkentve az üzemanyag-fogyasztást.
Változtatható szelepidőzítéssel lehetőség van az emelés, a szelep nyitási nyomatékának vagy a szelepnyitási időnek, illetve az említett paraméterek kombinációjának szabályozására a főtengely állástól függetlenül. A szelep szabályozása azonban függ a fordulatszámoktól, a motor terhelésétől és egyéb tényezőktől.
Tartalomjegyzék
Hogyan működik a változó szelepvezérlés?
Szabványos eloszlásnál az időzítést a geometriája adja, a szelepek mozgása pedig szorosan kapcsolódik a főtengely helyzetéhez. A szelepek nyitása és zárása tehát változtathatatlan és a dugattyúk mozgásától függ.
A szelepek nyitásának és zárásának pillanata azonban jelentősen befolyásolja a hengerek feltöltésének minőségét a motor fordulatszámától függően. Így változó időzítés esetén a vezérműtengely beállítása a motor fordulatszámától és terhelésétől függően változik.
Motordugattyúk: hogyan működnek?
Alapjáraton és magas fordulatszámon a szívó vezérműtengely úgy van beállítva, hogy a szokásosnál valamivel később zárja el a szívószelepet, ami elősegíti a motor zökkenőmentes működését alapjáraton, és jó erőkihasználást magas motorfordulatszámon.
Alacsony és közepes fordulatszámon a vezérműtengely úgy van beállítva, hogy a szokásosnál valamivel korábban zárja el a szívószelepet, ami a hengerek nagyobb feltöltődését és jobb nyomatékáramlást eredményez.
Szelepidő-beállítási hatás
1. A szívószelep késleltetett zárása
Ha a szívószelep a szokásosnál kicsit tovább marad nyitva, a dugattyú a kompressziós löket során a levegőt kinyomja a hengerből és vissza a szívócsőbe. A kinyomott levegő nagyobb nyomással tölti meg a szívócsövet, majd a következő löketek során ezt a levegőt visszaszívja az égéstérbe.
A késleltetett szelepzárás 40%-kal csökkenti a szívószivattyú veszteségeit terhelés közben, és 24%-kal csökkenti a nitrogén-oxid-kibocsátást. A szénhidrogén-kibocsátás változatlan.
2. A szívószelep idő előtti zárása
Az alacsony motorfordulatszámmal összefüggő szivattyúzási veszteségek csökkentésének másik módja a nagy vákuum létrehozása a szívószelep szokásosnál korábbi zárásával. Ez magában foglalja a szívószelep zárását a szívólöket felénél.
Alacsony fordulatszámon és terhelésen a motor üzemanyag- és levegőigénye alacsony, a henger feltöltéséhez szükséges munka pedig viszonylag magas, így a szívószelep idő előtti zárása nagymértékben csökkenti a szivattyúzási veszteségeket. A szívószelepek idő előtti zárása 40%-kal csökkenti a szivattyúzási veszteségeket és 7%-kal csökkenti az üzemanyag-fogyasztást. A dinitrogén-oxid-kibocsátás is 24%-kal csökken.
3. A szívószelep idő előtti nyitása
A károsanyag-kibocsátás csökkentésének másik módja a szívószelep idő előtti kinyitása. Ha a szívószelepet a szokásosnál korábban nyitják ki, a szívószelepen keresztül az égett kipufogógázok egy része kiszorul a hengerből.
Motorszelep: mi a funkciója?
A szívócsőben ezeket a kipufogógázokat a környező levegő lehűti és a következő löket során visszaszívja a hengertérbe, ami segít szabályozni a henger hőmérsékletét és a nitrogén-oxid-kibocsátást.
4. A kipufogószelepek korai/késői zárása
A kipufogószelep segítségével a károsanyag-kibocsátást is csökkenthetjük. Amikor a kipufogószelep kinyílik, a dugattyú a kipufogógázokat kifelé nyomja a hengerből a kipufogócsőbe. A kipufogószelep időzítésének manipulálásával szabályozhatjuk, hogy mennyi kipufogógáz maradjon a hengerben.
Ha a kipufogószelep a szokásosnál hosszabb ideig van nyitva, a henger jobban kiürül, és így készen áll arra, hogy több üzemanyaggal és levegővel töltsék fel a szívólöket során, lehetővé téve a motor számára, hogy nagyobb teljesítményt termeljen. Ha a kipufogószelepet kicsit korábban zárják, több kipufogógáz marad a hengerben, ami csökkenti a károsanyag-kibocsátást.
A változtatható szelepidőzítés előnyei
A változtatható szelepvezérlési technológiát a dugattyús belső égésű motorok hengerfejcseréjének javítására használják, ami nagyobb teljesítményt, alacsonyabb üzemanyag-fogyasztást, alacsonyabb károsanyag-kibocsátást és nagy nyomatékot eredményez a motorfordulatszámok széles tartományában.
A változtatható szelepvezérlést főként szikragyújtású motorokban használják. Ezek a motorok ugyanis szélesebb fordulatszám-tartományban dolgoznak, ezért a változó szelepvezérlésű technológia alkalmazása hatékonyabb és logikusabb. A benzinmotorok alapvető hátránya a fojtószelep-szabályozás, amely alacsony terhelés mellett a hatásfok csökkenését okozza.
Fojtószelep: Hogyan működik és lehetséges hibái
A szelepek változtatható időzítésének köszönhetően csökkenthető vagy teljesen eltávolítható a fojtószelep, ami csökkenti a pneumatikus ellenállás-szivattyúzási veszteségeket a szívócsonkban, és ezzel növeli a motor töltési hatékonyságát, különösen alacsony terhelésnél.
A benzinmotorok mellett a változó időzítésű technológiát a dízelmotoroknál is kezdik alkalmazni, elsősorban az egyre szigorodó emissziós normák miatt. Az első változtatható szelepvezérlésű dízelmotort személygépkocsikhoz a Mitsubishi fejlesztette ki 2010-ben.
A változó szelep-időzítés alkalmazása hozhat
- 10-30%-os üzemanyag-fogyasztás csökkenés
- 10-15%-os effektív teljesítmény és nyomaték növekedés
- 20-25%-kal csökken a kipufogógáz-kibocsátás
Változtatható szelepvezérlésű kialakítás
A különböző gyártók különböző technológiát alkalmaznak a változó szelepidőzítés megvalósítására. Szerkezetileg a változó szelep-időzítés például a következő módokon érhető el:
- mechanikusan vezérelt vezérműtengely
- hidraulikus vezérműtengely mozgatók
- hidraulikus szelepvezérlés
- elektromágneses vezérlésű szelepek
A változtatható szelepvezérléssel felszerelt motorok megnevezése:
Az autógyártók a különböző technológiák mellett eltérő jelöléseket is használnak motorjaikra, amelyek változó időzítéssel vannak felszerelve. Íme néhány példa:
AVCS (Subaru)
AVLS (Subaru)
CVTCS (Nissan, Infiniti)
CVVT (Alfa Romeo, Citroën, Hyundai, Kia, Peugeot, Renault, Volvo)
DCVCP (általános motorok)
MIVEC (Mitsubishi)
MultiAir (Fiat)
N-VCT (Nissan)
S-VT (Mazda)
Ti-VCT (Ford)
VANOS (BMW)
VarioCam (Porsche)
VCT (Ford)
VTEC, i-VTEC (Honda)
VVL (Nissan)
Valvelift (Audi)
VVEL (Nissan)
VVT (Chrysler, General Motors, Suzuki, Volkswagen csoport)
VVT-i, VVTL-i (Toyota, Lexus)
VTVT (Hyundai, Kia)