Cum funcționează sistemele de distribuție variabilă (VVT) și impactul lor asupra consumului de carburant

Acum câteva decenii, proiectanții de motoare aveau ca obiectiv principal să ofere un motor care să dezvolte cea mai mare putere atunci când era necesară și să minimizeze consumul de carburant și emisiile în restul timpului. Problema majoră era că reglajul distribuției la motoarele tradiționale era fix, ceea ce presupunea un compromis între cuplul motor la turații joase și puterea la turații înalte. Aici apare reglarea variabilă a distribuției (VVT), o tehnologie revoluționară care optimizează dinamic funcționarea motorului. Așadar, hai să intrăm în detalii despre modul său de funcționare și beneficiile semnificative pe care le oferă.

Ce este reglarea variabilă a distribuției și cum contribuie la eficiența motorului?

Pe scurt, VVT permite unui motor să-și controleze parțial timpul și deschiderea și închiderea supapelor de admisie și/sau evacuare pe durata ciclului de combustie. Sistemele VVT pot deplasa momentul arborelui cu came în raport cu arborele cotit înainte (avans) sau înapoi (întârziere), în loc de a fi fixate într-o singură poziție determinată de unghiul fix al arborelui cu came față de arborele cotit.

Ce este atât de puternic în acest sens? Momentul optim de deschidere a supapelor variază considerabil în funcție de viteza și sarcina motorului:

• La turații joase: Ar trebui să fie posibil să se combată măcar parțial problemele legate de calitatea ralantului și de cuplul redus la turatii joase, prin întârzierea arborelui de admisie (închiderea supapei mai târziu).
• La turații înalte: Oferă o putere mai mare la turatii înalte prin deschiderea mai devreme a supapei, datorită avansării arborelui de admisie.
• Eficiență: Funcționând sub sarcini ușoare de croazieră, pierderile prin pompare pot fi reduse, iar temperaturile de combustie pot fi, de asemenea, diminuate prin capturarea gazelor de eșapament inerte din zona centrală (EGR intern) în timpul unei perioade specifice de suprapunere (atât supapa de admisie, cât și cea de evacuare sunt ușor deschise), îmbunătățind astfel direct eficiența energetică.

VVT menține motorul în funcțiune, pe cât posibil, în permanență, ajustând în timp real momentul arborelui cu came în funcție de nevoile motorului, ceea ce înseamnă că fiecare picătură de combustibil este valorificată pentru a obține un lucru mecanic maxim.

Componente cheie ale unui Vvt Sistem: Electromagneți, Presiunea Uleiului și Reglajul Arborelui Cu Came

Magia VVT se produce într-un mod sinergic al componentelor majore:

1. Reglajul Arborelui Cu Came: Aici încep lucrurile și aceasta este partea care se montează la capătul arborelui cu came. Este similară cu o cuplă hidraulică și permite rotirea ușoară a arborelui cu came înainte (avans) sau înapoi (întârziere) față de poziția sa de bază, comparativ cu roata de lanț/curea de distribuție. În interior se află camere care conțin ulei de motor ce reglează mișcarea fluidului.

2. Presiunea uleiului de motor: Aceasta este necesară pentru a genera puterea hidraulică care acționează reglajul arborelui cu came (cam phaser). Uleiul curat, aflat sub presiunea corespunzătoare, este baza sistemului și asigură precizia și fiabilitatea acestuia. Menținerea unei lubrifieri corespunzătoare și a calității uleiului este foarte importantă pentru durata de viață a sistemului VVT.

3. Valvă(e) solenoid: Acestea sunt valvele controlate electronic care sunt poziționate ca niște poarte. Ele folosesc uleiul sub presiune al motorului pentru a alimenta anumite canale din registratorul de came (cam phaser) conform instrucțiunilor unității de control al motorului (ECU). Electromagnetul (solenoidul) alege ce cameră primește presiunea uleiului, acesta acționând pentru a avansa sau a întârzia reglajul camesei.

ECU citește în permanență turația motorului, sarcina, poziția clapetei de accelerație, temperatura etc. Determină cel mai bun reglaj al camesei posibil în funcție de condițiile actuale de condus, folosind algoritmi complecși și transmite comenzi electromagneților pentru a-l atinge.

Real-world Beneficii: Cum VVT îmbunătățește economia de combustibil și reduce emisiile

Optimizarea dinamică oferită de VVT se transformă în beneficii practice în lumea reală:

• Economie de combustibil semnificativ îmbunătățită: Aceasta este avantajul titlului. Sistemele VVT au potențialul de a crește eficiența utilizării carburantului cu un procentaj semnificativ, prin reducerea pierderilor de pompare (în special datorită EGR-ului intern la sarcină parțială), optimizarea umplerii cilindrilor într-un interval mai larg de turații și creșterea raportului de compresie permis. Acest nivel de îmbunătățire este adesea estimat între 5-10 procente sau mai mult, comparativ cu un motor similar fără VVT.
• Emiteri reduse: Temperaturile de vârf ale combustiei sunt reduse semnificativ, iar combustia optimizată și EGR-ul intern sunt utilizate. Aceasta duce direct la reducerea producției de oxizi de azot (NOx) dăunători. Completitudinea și eficiența mai mare a arderii conduc, de asemenea, la scăderea emisiilor de hidrocarburi (HC) și monoxid de carbon (CO), ceea ce ajută motoarele să respecte standardele stricte privind mediul înconjurător.
• Putere și Cuplu Mai Mari: VVT extinde gama de cuplu a motorului, oferind o mai mare putere la joasă turație, capacitate de tractare și ușurință în conducere, cu o putere mai rapidă în gamele de turații înalte, oferind o experiență mai utilă și prietenoasă pentru șofer, atât pe drum, cât și off-road.
• Calitatea Rafinată la Ralanti: Reglarea precisă a suprapunerii supapelor la ralanti contribuie la o funcționare mai lină și stabilă a motorului.

Inginerie Precisă pentru Punctul de vârf Performanță

Tehnologia VVT este o dovadă a complexității remarcabile din proiectarea celor mai noi motoare. De asemenea, subliniază importanța componentelor de calitate superioară pentru sistemul de distribuție, deoarece aceasta depinde în mare măsură de hidraulica bine gestionată, de electromagneți receptivi și de fazori de arbore cu came durabili. Acest lucru va asigura coordonarea eficientă a acestor factori, astfel încât motoarelele să poată funcționa inteligent, oferind puterea căutată de șoferi și obținând câștiguri esențiale în economia de combustibil și responsabilitatea față de mediu. Este o tehnologie fundamentală pentru realizarea unor motoare mai curate, mai puternice și mai eficiente din punct de vedere economic. Proiectarea fabricației componentelor esențiale ale sistemului de distribuție cu o toleranță absolută este esențială pentru producerea unor sisteme complexe capabile să-și atingă întregul potențial de fiabilitate pe durata de viață a motorului. Companiile care se concentrează asupra componentelor esențiale ale motorului trebuie să contribuie la această tehnologie avansată, oferind produse și performanțe de înaltă calitate.