Kako rade sustavi varijabilnog vremenskog reguliranja ventila (VVT) i njihov utjecaj na uštedu goriva

Desetljećima ranije, konstrukteri motora su imali sveti gral – pružiti motor koji proizvodi najveću snagu kad god je to potrebno, a u ostalom minimizira potrošnju goriva i emisiju izduvnih gasova. Glavni problem? Pozicioniranje faza ventila u tradicionalnim motorima je fiksno – što je kompromis između niskog obrtnog momenta pri niskim brojevima okretaja i visoke snage pri visokim brojevima okretaja. Ovdje dolaze sistemi sa promjenjivim fazama ventila (VVT), odnosno revolucionarna tehnologija koja dinamički optimizira udisanje motora. Dakle, da li da uđemo u detalje kako ovo funkcioniše i koje ogromne pogodnosti ova tehnologija donosi?

Šta su sistemi sa promjenjivim fazama ventila i kako poboljšavaju efikasnost motora?

Jednostavno rečeno, VVT omogućuje motoru da djelomično kontrolira vrijeme i otvaranje te zatvaranje usisnih i/ili izduvnih ventila tijekom ciklusa izgaranja. Sustavi VVT mogu pomaknuti trenutak radnje bregastog vratila u odnosu na kolenasto vratilo naprijed (ubrzati) ili natrag (usporiti), umjesto da budu fiksirani na jednom položaju koji je određen fiksnim kutom bregastog vratila u odnosu na kolenasto vratilo.

Što je tako snažno u vezi s ovim? Optimalno vrijeme otvaranja ventila jako se razlikuje u skladu s brojem okretaja motora i opterećenjem:

• Na niskim brojevima okretaja: Trebalo bi biti moguće bar djelomično riješiti probleme s kvalitetom rada u praznom hodu i niskim okretnim momentom usporenjem usisnog brega (zatvaranjem ventila kasnije).
• Na visokim brojevima okretaja: Povećava se snaga na visokim brojevima okretaja otvaranjem ventila prijevremeno, tj. pomakom usisnog brega naprijed.
• Učinkovitost: Rad pod laganim opterećenjem vožnje smanjuje gubitke usisavanja, a temperature izgaranja također se smanjuju zadržavanjem inertnih srednjih izduvnih plinova (unutarnji EGR) tijekom specifičnog preklapanja (oba ventila, usisnog i izduvnog, su nešto otvorena), čime se izravno poboljšava učinkovitost potrošnje goriva.

VVT također osigurava da motor 'dihne' što god je moguće bolje, stalno prilagođavajući vremenski potisak kamere u stvarnom vremenu prema potrebama motora - što znači da se svaka kapi goriva iskoristi za maksimalan koristan rad.

Osnovne komponente VVT Sustav: Elektromagnetski ventili, tlak ulja i fazeri radilice

VVT čarolija se događa na sinergističan način glavnih komponenti:

1. Fazer radilice: Ovo je mjesto gdje stvari počinju i ovo je dio koji je pričvršćen na kraj radilice. Sličan je hidrauličnom spoju i omogućuje pomicanje radilice malo prije (ubrzavanje) ili iza (kašnjenje) njezinog osnovnog položaja u odnosu na zupčanik lančanog ili remenskog pogona. Unutar se nalaze komore koje sadrže motorno ulje koje regulira kretanje tekućine.

2. Tlak motornog ulja: Potreban je za proizvodnju hidraulične energije za aktiviranje faznog pomaka radilice. Čisto ulje pri odgovarajućem tlaku ključna je komponenta sustava i omogućuje točnost i pouzdanost. Održavanje odgovarajuće podmazanosti i kvalitete ulja iznimno je važno za VVT životni vijek.

3. Elektromagnetski ventil(i): To su elektronički upravljani ventili koji su čuvari vrata. Oni koriste pod pritiskom ulje iz motora kako bi hranili određene prolaze u regulatoru faze radilice prema uputama upravljačke jedinice motora (ECU). Elektromagnetni ventil odabire komoru kojoj će dati pritisak ulja, što će se izvršiti radi ubrzavanja ili kašnjenja faze radilice.

ECU stalno čita brzinu motora, opterećenje, poziciju leptir motora, temperaturu itd. Na temelju trenutnih voznih okolnosti i koristeći složene algoritme, određuje najbolju fazu radilice i daje naloge elektromagnetnim ventilima kako bi to postigli.

Stvarni svijet Prednosti: Kako VVT poboljšava učinkovitost potrošnje goriva i smanjuje emisiju

Dinamička optimizacija koju nudi VVT prevedena je u praktične pogodnosti u stvarnom svijetu:

• Značajno poboljšana učinkovitost potrošnje goriva: Ovo je prednost naslova. Sustavi VVT imaju potencijal za povećanje učinkovitosti potrošnje goriva u značajnoj mjeri, smanjenjem gubitaka usisavanja (posebno zbog unutarnjeg EGR-a pri djelomičnom otvaranju leptira), optimizacijom punjenja cilindara u širem rasponu okretaja i većim dopuštenim kompresijskim omjerima. Ova razina poboljšanja često se navodi između 5-10 posto ili više u usporedbi s sličnim motorom bez VVT-a.
• Smanjene emisije: Temperature izgaranja u vrhuncu su znatno smanjene, a izgaranje je optimizirano i primijenjen unutarnji EGR. To izravno smanjuje proizvodnju štetnih dušičnih oksida (NOx). Veća potpunost i učinkovitost izgaranja također dovode do smanjenja emisije ugljikovodika (HC) i ugljikovog monoksida (CO), što pomaže motorima da zadovolje stroga ekološka norma.
• Povećana snaga i okretni moment: VVT proširuje područje okretnog momenta motora, omogućavajući veću snagu na niskim okretajima, bolju vučnu silu i lakše vožnje s boljom reakcijskom sposobnošću snage u višim RPM rasponima, čime se postiže prijevozna i vozački prijateljska upotreba na cesti i van nje.
• Poboljšana kvaliteta rada na leru: Preciznije upravljanje preklapanjem ventila na leru pomaže u poboljšanju glatkosti i stabilnosti motora.

Precizno inženjerstvo za Vrh Performans

Tehnologija VVT je dokaz izuzetne složenosti u konstrukciji najnovijih motora. Također pokazuje značaj komponenata visokog kvaliteta za sustav ventila, budući da se oslanja na precizno upravljane hidraulike, osjetljive solenoidne ventile i izdržljive fazere radilice. To omogućuje glatku koordinaciju ovih elemenata kako bi motori mogli 'disati' na pametan način, pružajući snagu koju vozači traže, uz važne pogodnosti u pogledu uštede goriva i zaštite okoliša. To je ključna tehnologija za izgradnju čistijih, snažnijih i ekonomičnijih motora. Inženjerski pristup proizvodnji kritičnih komponenata sustava ventila s apsolutnom tolerancijom ključan je za proizvodnju složenih sustava sposobnih da ostvare svoj maksimalni potencijal pouzdanosti tijekom cijele životne trajanja motora. Kompanije koje se fokusiraju na ključne dijelove motora nužno su prisutne u doprini osvajanjem ove visoke tehnologije, kroz pouzdanost u pogledu kvalitete svojih proizvoda i performansi.