Μεταβλητός χρονισμός βαλβίδων. Ποια είναι τα οφέλη; Τι σπάει;

Ο σταθερός χρονισμός βαλβίδων σε όλο το εύρος στροφών του κινητήρα είναι μια φθηνή αλλά αναποτελεσματική λύση. Η αλλαγή φάσης έχει πολλά πλεονεκτήματα.

Σε αναζήτηση ευκαιριών για τη βελτίωση των κινητήρων εσωτερικής καύσης με έμβολα, τετράχρονους, οι σχεδιαστές εισάγουν συνεχώς νέες λύσεις για τη βελτίωση της δυναμικής, την επέκταση του ωφέλιμου εύρους στροφών, τη μείωση της κατανάλωσης καυσίμου και τη μείωση των εκπομπών καυσαερίων. Στον αγώνα για τη βελτιστοποίηση των διαδικασιών καύσης καυσίμου, οι μηχανικοί κάποτε χρησιμοποιούσαν μεταβλητό χρονισμό βαλβίδων για να αναπτύξουν πιο αποδοτικούς και φιλικούς προς το περιβάλλον κινητήρες. Τα χειριστήρια χρονισμού, που βελτίωσαν πολύ τη διαδικασία πλήρωσης και καθαρισμού του χώρου πάνω από τα έμβολα, αποδείχθηκαν εξαιρετικοί σύμμαχοι των σχεδιαστών και τους άνοιξαν εντελώς νέες δυνατότητες. 

Σε κλασικές λύσεις χωρίς αλλαγή του χρονισμού των βαλβίδων, οι βαλβίδες ενός τετράχρονου κινητήρα ανοίγουν και κλείνουν σύμφωνα με έναν συγκεκριμένο κύκλο. Αυτός ο κύκλος επαναλαμβάνεται με τον ίδιο τρόπο όσο ο κινητήρας λειτουργεί. Σε όλο το εύρος στροφών, δεν αλλάζει ούτε η θέση του εκκεντροφόρου (των), ούτε η θέση, το σχήμα και ο αριθμός των εκκεντροφόρων στον εκκεντροφόρο, ούτε η θέση και το σχήμα των βραχιόνων (εάν έχουν τοποθετηθεί). Ως αποτέλεσμα, οι ιδανικοί χρόνοι ανοίγματος και η διαδρομή της βαλβίδας εμφανίζονται μόνο σε πολύ στενό εύρος στροφών. Επιπλέον, δεν αντιστοιχούν στις βέλτιστες τιμές και ο κινητήρας λειτουργεί λιγότερο αποτελεσματικά. Έτσι, ο εργοστασιακά ρυθμισμένος χρονισμός βαλβίδων είναι ένας εκτενής συμβιβασμός όταν ο κινητήρας λειτουργεί σωστά, αλλά δεν μπορεί να δείξει τις πραγματικές του ικανότητες όσον αφορά τη δυναμική, την ευελιξία, την κατανάλωση καυσίμου και τις εκπομπές καυσαερίων.

Εάν εισαχθούν στοιχεία σε αυτό το σταθερό, συμβιβαστικό σύστημα που επιτρέπουν την αλλαγή των παραμέτρων χρόνου, τότε η κατάσταση θα αλλάξει δραματικά. Η μείωση του χρονισμού της βαλβίδας και της ανύψωσης της βαλβίδας στο εύρος χαμηλής και μεσαίας ταχύτητας, η επιμήκυνση του χρονισμού της βαλβίδας και η αύξηση της ανύψωσης της βαλβίδας στην περιοχή υψηλής ταχύτητας, καθώς και η επαναλαμβανόμενη «βράχυνση» του χρονισμού της βαλβίδας σε ταχύτητες κοντά στο μέγιστο, μπορεί να επεκτείνει σημαντικά την εύρος στροφών στο οποίο οι παράμετροι χρονισμού της βαλβίδας είναι βέλτιστες. Πρακτικά, αυτό σημαίνει περισσότερη ροπή σε χαμηλότερες στροφές (καλύτερη ευελιξία κινητήρα, ευκολότερη επιτάχυνση χωρίς κατέβασμα σχέσεων), καθώς και επίτευξη μέγιστης ροπής σε μεγάλο εύρος στροφών. Ως εκ τούτου, στο παρελθόν, στις τεχνικές προδιαγραφές, η μέγιστη ροπή συνδέθηκε με συγκεκριμένες στροφές κινητήρα, και τώρα βρίσκεται πιο συχνά σε ένα συγκεκριμένο εύρος στροφών.

Η ρύθμιση του χρόνου πραγματοποιείται με διάφορους τρόπους. Η προώθηση του συστήματος καθορίζεται από το σχεδιασμό του μεταβλητού, δηλ. εκτελεστικό στοιχείο υπεύθυνο για την αλλαγή παραμέτρων. Στις πιο σύνθετες λύσεις, είναι ολόκληρο το σύστημα που ελέγχεται από έναν υπολογιστή, λαμβάνοντας υπόψη πολλούς διαφορετικούς παράγοντες. Όλα εξαρτώνται από το αν πρέπει να αλλάξετε μόνο τον χρόνο ανοίγματος των βαλβίδων ή τη διαδρομή τους. Είναι επίσης σημαντικό αν οι αλλαγές θα είναι απότομες ή σταδιακές.

Στο απλούστερο σύστημα (VVT), ο μεταβλητός, δηλ. το στοιχείο που εκτελεί τη γωνιακή μετατόπιση του εκκεντροφόρου είναι τοποθετημένο στην τροχαλία κίνησης εκκεντροφόρου. Υπό την επίδραση της πίεσης του λαδιού και χάρη στους ειδικά σχεδιασμένους θαλάμους στο εσωτερικό του τροχού, ο μηχανισμός μπορεί να περιστρέψει την πλήμνη με τον εκκεντροφόρο άξονα που είναι εγκατεστημένος σε αυτό σε σχέση με το περίβλημα του τροχού, το οποίο επηρεάζεται από το στοιχείο κίνησης χρονισμού (αλυσίδα ή οδοντωτός ιμάντας). Λόγω της απλότητάς του, ένα τέτοιο σύστημα είναι πολύ φθηνό, αλλά αναποτελεσματικό. Χρησιμοποιήθηκαν, μεταξύ άλλων, από τη Fiat, την PSA, τη Ford, τη Renault και την Toyota σε ορισμένα μοντέλα. Το σύστημα της Honda (VTEC) προσφέρει πολύ καλύτερα αποτελέσματα. Μέχρι μια ορισμένη περιστροφή ανά λεπτό, οι βαλβίδες ανοίγουν με έκκεντρα με προφίλ που προάγουν την ομαλή και οικονομική οδήγηση. Όταν ξεπεραστεί ένα συγκεκριμένο όριο ταχύτητας, το σετ των εκκεντροφόρων μετατοπίζεται και οι μοχλοί πιέζουν τα έκκεντρα, γεγονός που συμβάλλει σε μια δυναμική σπορ οδήγηση. Η εναλλαγή πραγματοποιείται από ένα υδραυλικό σύστημα, το σήμα δίνεται από έναν ηλεκτρονικό ελεγκτή. Τα υδραυλικά είναι επίσης υπεύθυνα για τη διασφάλιση ότι μόνο δύο βαλβίδες ανά κύλινδρο λειτουργούν στην πρώτη φάση και και οι τέσσερις βαλβίδες ανά κύλινδρο στη δεύτερη φάση. Σε αυτή την περίπτωση, δεν αλλάζουν μόνο οι χρόνοι ανοίγματος των βαλβίδων, αλλά και η διαδρομή τους. Μια παρόμοια λύση από τη Honda, αλλά με ομαλή αλλαγή στο χρονισμό της βαλβίδας ονομάζεται i-VTEC. Λύσεις εμπνευσμένες από τη Honda μπορούν να βρεθούν στα Mitsubishi (MIVEC) και Nissan (VVL).

Καλό να γνωρίζετε: ψεύτικες προσφορές. Υπάρχουν απατεώνες στο διαδίκτυο! Πηγή: TVN Turbo / x-news