Sådan fungerer variabel ventiltid (VVT) systemer og deres indvirkning på brændstofforbruget

For mange år siden havde motorkonstruktører en 'hellig gral', som var at skabe en motor, der leverede mest kraft, når man ønskede det, og minimerede brændstofforbrug og emissioner i øvrigt. Det store problem? Ventiltidstyringen i traditionelle motorer er fast, hvilket er en afvejning mellem lavt omdrejningsmoment ved lave omdrejninger og kraft ved høje omdrejninger. Her kommer variabel ventiltidstyring (VVT), en revolutionerende teknologi, som dynamisk optimerer motorens åndedræt. Så, skal vi dykke ned i detaljerne og se, hvordan den fungerer og hvilke enorme fordele den medfører.

Hvad er variabel ventiltidstyring og hvordan forbedrer den motoreffektiviteten?

Med andre ord tillader VVT en motor at delvis kontrollere tidspunktet for åbning og lukning af ind- og/eller udstykningsventilerne gennem forbrændingscyklussen. VVT-systemer kan flytte nippeltidspunktet i forhold til krumtapakslen fremad (forskydning) eller tilbage (forsinkelse) i stedet for at være fastgjort til en enkelt position, som bestemmes af nippelskiftets faste vinkel i forhold til krumtapakslen.

Hvad gør dette så kraftfuldt? Det optimale tidspunkt for åbning af ventilerne varierer meget i forhold til motorens omdrejningstal og belastning:

• Ved lav omdrejningstal: Det burde være muligt at mindst delvis at overkomme problemer med tomgangskvalitet og lavt omdrejningsmoment ved at forsinke indgangsnippelen (lukke ventilen senere).
• Ved højt omdrejningstal: Øger effekten ved høje omdrejninger ved at åbne ventilen tidligere gennem forskydning af indgangsnippelen.
• Effektivitet: Ved drift under lette krydstogter kan pumpetab reduceres og forbrændingstemperaturen også sænkes ved at fange de inerte midterudstødningsgasser (interne EGR) under en specifik overlapning (både indtags- og udstødningsventiler åbnes lidt), hvilket direkte forbed

VVT holder også motoren i vejret, så godt det kan, hele tiden ved at ændre kammens timing i realtid i henhold til motorens behov - hvilket betyder, at hver dråbe brændstof presses for at give maksimal brugbar arbejde.

Hovedkomponenter i en Vvt System: Solenoider, olietryk og kamfasere

VVT-magikken foregår i en synergistisk sammenhæng af hovedkomponenter:

1. at Cam Phaser: Her er, hvor tingene starter, og dette er den del, der er sat fast til enden af noglekantede aksel. Det minder om en hydraulisk kobling og kan dreje noglekantede aksel lidt før (forskydning) eller bagud (forsinkelse) i forhold til dets grundlæggende position sammenlignet med tændingskæde/remskive. Inden i er der kamre, der indeholder motorolie, som regulerer væskens bevægelse.

2. Motorolie-tryk: Dette kræves for at skabe den hydrauliske kraft til at aktivere noglekantede aksel-faseregulator. Ren olie under korrekt tryk er systemets rygrad og gør det nøjagtigt og pålideligt. At vedligeholde korrekt smøring og oliekvalitet er meget vigtigt for VVT's levetid.

3. Spoleventil(er): Dette er de elektronisk styrede ventiler, som er portnerne. De bruger tryksat motorolie til at levere bestemte passageer i kamfaseren i henhold til instruktioner fra motorstyreenheden (ECU). Spolen bestemmer, hvilken kappe den giver oliepressur til, og det vil den gøre for enten at fremskynde eller forsinke kamtiden.

ECU læser altid motorens omdrejningstal, last, gasposition, temperatur osv. Den bestemmer den bedste kamtid, den kan i henhold til de aktuelle køreforhold ved hjælp af komplicerede algoritmer og giver kommandoer til spolerne for at opnå dette.

Den virkelige verden Fordele: Hvordan VVT forbedrer brændselsøkonomi og reducerer emissioner

Den dynamiske optimering, som følger med VVT, bliver omsat til praktiske fordele i den virkelige verden:

• Markant forbedret brændselsøkonomi: Dette er fordelene ved overskriften. VVT-systemer har potentiale til at øge brændstoffeffektiviteten med en betydelig mængde gennem reduktion af pumpeforløb (især på grund af intern EGR ved delvis gaspådrag), optimering af cylinderens fyldning over et bredere omdrejningsområde og højere tilladte kompressionsforhold. Denne forbedringsgrad angives ofte til mellem 5-10 procent eller mere sammenlignet med en lignende ikke-VVT-motor.
• Reducerede udledninger: De maksimale forbrændingstemperaturer reduceres markant, og en optimeret forbrænding samt intern EGR anvendes. Dette medfører en direkte reduktion i produktionen af skadelige nitrogenoxider (NOx). Større fuldstændighed og forbrændingseffektivitet fører også til reducerede udledninger af hydrocarboner (HC) og kulmonoxid (CO), hvilket hjælper motorerne med at overholde de strenge miljøstandarder.
• Øget effekt og drejningsmoment: VVT udvider motorens drejningsmomentområde og leverer mere lavt omdrejningsmoment, trækkraft og nemmere kørsel med mere responsiv kraft i de højere omdrejningsområder, hvilket giver en mere anvendelig og chaufførvenlig oplevelse både på og off road.
• Forbedret tomgangskvalitet: Bedre regulering af venteloverlap i tomgang hjælper med at forbedre både motorens jævnhed og stabilitet.

Præcisionsproduktion til Øverste Ydelse

VVT-teknologien er et bevis på en forbløffende kompleksitet i designet af de nyeste motorer. Det fremhæver også betydningen af komponenter af premiumkvalitet til ventilsystemet, da det stærkt afhænger af finstyrede hydrauliksystemer, reaktive spoler og holdbare kamakser. Dette vil sikre en jævn koordinering af disse faktorer, så motorerne kan 'ånde' intelligent og dermed levere den kraft, som førerne efterspørger, med afgørende forbedringer i brændselsøkonomi og miljøvenlighed. Det er en grundlæggende teknologi for udviklingen af renere, stærkere og mere økonomiske motorer. At konstruere og producere kritiske ventildelene med ekstrem nøjagtighed er afgørende for produktionen af komplekse systemer, som kan levere deres fulde potentiale og pålidelighed gennem hele motorlivscyklussen. Virksomheder, der fokuserer på motorers centrale komponenter, spiller en nødvendig rolle for denne højteknologis udvikling ved at levere produkter og ydelse af høj kvalitet.