Sustavi upravljanja vremenom bregastog vratila

Učinkovitost bilo kojeg motora, učinkovitosti motora, faktora snage, karakteristika okretnog momenta i ekonomičnosti goriva izravno ovisi o nizu čimbenika. Jedna od važnih komponenti na popisu su faze distribucije plina. Odgovoriti na pitanje, koja je faza distribucije plina motora, može biti kako slijedi. U takvim fazama treba razumjeti pravodobno otvaranje i zatvaranje usisnih i ispušnih ventila.

Većina modernih ICE-ova sve više dobiva sustav za promjenu faza distribucije plina, iako je prije 20 godina masovni raspoloživi četverotaktni motor ovog sustava nije imao. U konvencionalnom motoru ventili se otvaraju djelovanjem na bregove bregastog vratila. Oblik profila brane bregastog vratila određuje zakretni moment i trajanje otvora ventila.

 Također preporučujemo da pročitate članak o EGR sustavu recirkulacije ispušnih plinova. Iz ovog članka saznat ćete što je EGR, svrha i načela sustava.

Ovi parametri čine tzv. Širinu distribucije plina. Dodatni parametar je također vrijednost udara ventila (visina dizanja).Treba imati na umu da je gorivo-zrak mješavina i ispušni plinovi u uvali, ne ponašaju na isti ICE cilindar i za oslobađanje, ovisno o različitim načinima rada. Brzina protoka dinamički se mijenja, pojavljuju se oscilacije plinovitih medija, što dovodi do rezonancije ili stagnacije. Sve to utječe na učinkovitost punjenja cilindara i njihovo čišćenje u različitim načinima rada pogonske jedinice.

Fiksni faza cam prisiljeni dizajnera za dizajniranje motora s unutarnjim izgaranjem kako bi se predstaviti uvjeren potisak na malim i srednjim brzinama, ali je ostao snage marginu održavati brzinu tipkanja i dodatno ubrzati vozilo pri izlasku iz motora s unutarnjim izgaranjem pri maksimalnim načina brzine u blizini zone. Također je potrebno osigurati stabilan rad agregata u praznom hodu, elastičnost u prijelaznim stanjima, kao i ekonomski i ekološki agregat. Ako su faze distribucije plina fiksne, poboljšanje nekih parametara prirodno će dovesti do pogoršanja drugih. Da bi se riješio ovaj problem, razvijen je sustav za promjenu faza distribucije plina,koji fleksibilno i dinamički mijenja glavne parametre vremena, ovisno o načinu rada motora u određenom trenutku.

Sustav mijenja rad ventila VVT (Engl. Variable Valve Timing) je namijenjen za dinamičku podešavanje radnih parametara mehanizma distribucije plina. Ova kontrola se provodi uzimajući u obzir različite načine rada pogonske jedinice. Pomoću ovog sustava za podešavanje vremena ventila omogućuje povećanje snage motora i karakteristika zakretnog momenta. VVT sustav osigurava uštedu goriva, a također smanjuje toksičnost ispušnih plinova tijekom rada motora.

Sustav promjene vremena ventila utječe na osnovne parametre mehanizma za raspodjelu plina. Ovi parametri uključuju otvaranje i zatvaranje momenta usisnih i ispušnih ventila, trajanje vremena otvaranja ventila i visina njegova porasta. Ovi parametri su konačno cam faza, jer oni ovise o trajanju usisnog i ispušnog moždani udar, koji se izražava kut pri kojem se radilica motora rotira u odnosu na mrtve točke (DMT i GMT) za vrijeme kretanja klipa u cilindru.Oblik zupca određuje vremenski fazu bregastog vratila, kao što je navedena zupčasta ima izravan utjecaj na usisnoj ili ispušnoj vrijeme otvaranja ventila.

Koja je potreba za promjenjivim vremenskim sustavom ventila

Da bi se postigla maksimalna učinkovitost u odnosu na dinamički mijenjaju ICE načina rada zahtijevaju različite Vrijednost vremena. U praznom hodu, najracionalniji postati „uska” rad ventila, koji podrazumijevaju se kasno otvaranja i zatvaranja ventila ranije. To eliminira preklapajuće faze, što se odnosi na vrijeme istodobnog otvaranja ulaznog i izlaznog ventila. To je potrebno kako bi se spriječio prodor ispušnih plinova u uzimanja i izbacivanje mješavine goriva i zraka u ispušni sustav.

pri maksimalnoj načinu rada, motor izlaz znači veću brzinu jer je bregasta osovina vrti sve brže i otvaranje ventila je smanjen. Kako ne bi izgubio snagu i moment na visokim okretajima održavana, motor mora učiniti puno više smjese goriva i zraka i ispušnih plinova za bijeg treba provesti učinkovito.Zadatak je riješen ranim otvaranjem ventila i povećavanjem vremena njihovog otvaranja, što čini fazu "širokim". Faza preklapanja također se širi do maksimuma s rastom okretaja, što je neophodno za kvalitetno ispuštanje cilindara.

Ako motor radi pri malim okretajima, potrebne su najkraće faze distribucije plina. To znači da vrijeme otvaranja ventila mora biti minimalno trajanje, pružajući takozvane "uske" faze. Visoka brzina motora zahtjeva potpuno suprotno u obliku "širokih" faza raspodjele plina. Vrijeme otvaranja ventila mora se povećati do maksimuma, paralelno osiguravajući cikluse usisavanja i ispuštanja, kao i učinkovito preklapanje.

Cam cam ima oblik koji može pružiti i realizaciju uske i široke faze. Problem je u tome što fiksni oblik bregastog vratila ne dopušta istodobno postizanje uskih i širokih faza distribucije plina. Dakle, kamera oblik je izabran uz očekivanje mogućih optimalnu ravnotežu između visoke loma momenta na niskim brzinama motora s unutarnjim izgaranjem i agregat u načinu rotacije radilice visoke frekvencije.Promjenjivo vrijeme otvaranja ventila sustav omogućuje mnogo veću fleksibilnost za promjenu ove postavke, to je doslovno „podešavanje” na vrijeme za određeni broj okretaja motora kako bi se postigla najbolji povrat od motora i goriva učinkovitost.

Sustavi za mijenjanje faza distribucije plina zastupljeni su u nekoliko tipova. Glavne razlike su u tim i drugim parametrima prilagodbe vremena u procesu njegova rada. Danas se koriste sljedeća rješenja za kontrolu faza distribucije plina:

  • sustav rotacije bregastog vratila;
  • bregaste osovine s različitim profilima;
  • sustav za promjenu visine podizanja ventila;

Sustav temeljen na hidraulički aktiviranoj spojnici

Rasprostranjena varijabilni sustav rad ventila, načelo koje se temelji na primjeni rotacije bregaste osovine. Takve sheme kontrole rad ventila su: VVT-i japanski sustav, Dual VVT-i, odluka njemačke tvrtke BMW zove VANOS, dvostruko VANOS, VVT krug iz Volkswagena, upravljanje vrijeme VTEC ventil Honda, CVVT tehnologijom sustav marke Hyundai, Kia i zabrinutost GM, VCP faza prilagodbe Renault, itd.

Rad gore navedenih sustava temelji se na laganom vrtloženju bregastog vratila tijekom svoje rotacije.Ova metoda omogućava rano otvaranje ventila u usporedbi s osnovnim početnim položajem. Ovaj tip regulacijskog sustava s promjenjivim ventilom sastoji se od posebne spojke koja je hidraulički upravljana i dodatnog upravljačkog sustava za kvačilo. Hidraulički upravljani spojnik između mehaničara zvao se fazni pomak.

Bregasto vratilo se okreće pomoću regulacijske elektronike i hidraulike, a sustav najčešće utječe samo na usisne ventile. Povećanje brzine motora uzrokuje pomicanje faza rotacije bregaste osovine dok se rotira, usisni ventili otvaraju ranije i cilindri su puno učinkovitije punjeni radnom smjesom u brzom modu.

Ispada, hidrokontrolirana kvačila ostvaruje okretanje bregastog vratila. Ta veza konstruktivno uključuje:

  • rotor koji je spojen na bregasto osovine;
  • kućište, koje djeluje kao bregasto vratilo pogonskog remena;

U nekim šupljinama, koje su smještene između rotora i kućišta kolotura, ulje motora iz sustava podmazivanja motora s unutarnjim izgaranjem ulazi u njega. Ulje u spoju se napaja kroz posebne kanale.Kada ulje motora napuni jednu ili drugu šupljinu spojke, rotor se okreće u odnosu na kućište. Ova rotacija rotora znači da će bregasto vratilo također biti zakrenuto do traženog kuta.

Najčešće, mjesto ugradnje hidrauličkog pokretača je pogon bregastog vratila, koji je odgovoran za rad usisnih ventila. Postoje i nacrti ICE-a, kada su slični mjenjači faznih naprava na oba ulazna bregasta osovina i na ispušnom bregastom vratilu. Ovo rješenje omogućuje vam širinu i učinkovitije prilagodbu vremenskog usklađivanja ulaznog i izlaznog otvora, ali komplicira mehanizam.

Elektronička kontrola automatski podešava rad hidrauličke spojke. Sustav takvog upravljanja uključuje:

  • skupina ulaznih senzora;
  • elektronička upravljačka jedinica;
  • popis izvršnih uređaja;

Kontrolni sustav prima očitanja od Hallovog senzora, koji procjenjuje položaj bregastog vratila. Osim toga, koriste se i drugi senzori koje računalo koristi za upravljanje radom cijelog motora.

To uključuje senzor koji mjeri brzinu radilice, temperaturni osjetnik rashladne tekućine (OC), senzor protoka zraka i drugi.Signali iz tih senzora se upućuju na računalo, koji zatim šalje odgovarajući signal posebnom kontrolnom (izvršnom) uređaju.

Takav uređaj, koji utječe na upravljačku jedinicu elektroničkog motora, je elektromagnetski ventil (elektrohidraulički razdjelnik). Ventil je ventil koji omogućuje pristup kada je to potrebno tok motornog ulja za kvačilo hydrocontrolled i ostvaruje uklanjanje ulja iz PHASER. Ovisi o načinu na koji se pogonska jedinica radi.

Ovaj sklop mijenja rad ventila pomoću spojke je angažirana u trenutku motora u praznom hodu (motor radi na vrlo niskoj brzini), maksimalnu razinu snage pri visokim brzinama, kao i na način kada je motor s unutarnjim izgaranjem provodi na maksimalni okretni moment.

Sustav koraka izmjene faza gazdarenja

Razvoj promjenjivih ventila sustava omogućio je inženjerima ne samo da provode fazni pomak, već i da učinkovito obavljaju svoju ekspanziju i kontrakciju. Sljedeći tip sustava za mjerenje promjenjivih ventila su rješenja koja se temelje na korištenju bregova različitih tipa bregastog vratila.Zbog ove metode moguće je postići stupnjevitu promjenu u vremenskoj točki na kojoj se ventil otvara, a također i samu visinu ventila. Na popisu sličnih sustava je VVTL-i od auto giganta Toyot, VTEC japanske Honde i MIVEC iz Mitsubishi, odluka tvrtke Audi pod imenom Valvelift System i dr.

Ti sustavi su međusobno slični i konstruktivno i načelom djelovanja. Samo se njemački sustav Valvelift malo razlikuje. Najpoznatiji je bio sustav VVTL-i, VTEC i MIVEC. U središtu takvih sustava promjenjivog vremena ventila su kamere s različitim profilima, kao i kontrolni sustav. Bregasto vratilo u takvim sustavima upravljanja vremenom bregastog vratila je dizajnirano da ima dva manja kamenja, kao i jednu veću bregastu bravu. Manji mehanici s posebnim zakošenjem (kotačić) povezani su s usisnim ventilima. Velika brijata je odgovorna za premještanje jedne neiskorištene ručice.

Ovaj sustav promjenjivog vremena ventila omogućuje vam prebacivanje s malih kamere na veliko, ovisno o načinu rada ICE. Prijelaz između načina rada postiže se zbog činjenice da se pokreće poseban mehanizam za zaključavanje.Ovaj mehanizam za zaključavanje temelji se na hidrauličnom pogonu.

Kad motor radi pri maloj brzini i malom opterećenju, usisni ventili se pokreću pomoću malih bregastog bregastog vratila, vremenski fazi u ovom načinu rada imaju kratko trajanje (uska faza).

Ako se motor vrti na određenu brzinu, upravljački sustav aktivira mehanizam za zaključavanje. Kao rezultat toga, čeljusti male i velike čeljusti su povezane, što osigurava krutost strukture. Spajanje je izvedeno s posebnim zatikom za zabravljivanje, a sila na usisnim ventilima počinje teći s jednog velikog bregastog vratila. Mali bregaste osovine s visokim brojem okretaja motora postaju neaktivne.

Postojeće vrste VTEC sustava mogu imati tri načina upravljanja vremenom odjednom. U ovoj modifikaciji, pri malim brojevima okretaja motora, jedan mali krak bregastog vratila, koji otvara samo jedan usisni ventil. Dva mala kamere koriste se u srednjem opterećenju i brzini motora, osiguravajući otvaranje dva usisna ventila.Velika brazda dolazi u igru ​​kada jedinica napajanja izađe iz okretnog momenta, blizu maksimalne brzine.

Promjenjivo vrijeme otvaranja ventila sustav I-VTEC, koji je predstavljen od strane proizvođača Honda, u kombinaciji glavne prednosti rješenja kao VTC i VTEC. Tri faze regulacije pružaju značajnu uštedu goriva. Pri maloj brzini, polovica usisnih ventila praktički nema nikakvu aktivnost. Povećanje brzine na razinu prosječne brzine deaktivacije povezuje ventila, ali je visina lifta ne namjerava u potpunosti otvoren.

Izlaz maksimalna brzina mod uzrokuje usisnim ventilima za upravljanje cam iz središnje velik. Osovinskog ima određeni profil koji je posebno formuliran kako bi se postigla maksimalna podizanja ventila, to znači poboljšanje rada motora s unutarnjim izgaranjem za pogon moć stanje stroja. Taj je pristup znatno povećao sposobnost upravljanja vremenskim parametrima za učinkovitu kontrolu motora u različitim načinima rada.

Ako uzmemo u obzir primjer VVTL-ja sustava iz Toyote, nakon Snaga motora s odlukom na oko 6000 okretaja / min standardni bregasta osovina bregasta isključeni iz rada i zamijenjen s modificiranom cam profil.Ova brazda pruža algoritam za luk za rad ventila, pomiče (širi) fazu i povećava visinu njenog porasta. U praksi to će značiti da će motor, kada motor prijeđe u način rada velike brzine, oštro povećati potisak koji je neophodan kako bi se osigurala daljnja sigurnost ubrzanja.

Shema VVTL-i sustava temelji se na sljedećem algoritmu. Vrijeme otvaranja i visina usisnih ventila regulirani su slično drugim rješenjima. Kada motor radi u RPM modu do 6000 o / min, ventil se aktivira pomoću manjeg bregastog bregastog bregastog vratila koji pritisne kotačić i tako otvara ventile. Nakon skupa okretaja iznad određene oznake, visoki bregastog profila s posebnim profilom počinje kontrolirati otvaranje ventila. Da bi ga aktivirao, poseban kolač pod pritiskom ulja se pomiče.

Za pravodobnu isporuku motornog ulja na posebnoj autocesti točno u pravom trenutku odgovara kontrolnom sustavu. Tlak ulja i kretanje keksa omogućuju bregasto vratno provjetravanje kroz posebnu stabljiku, koja je prethodno bila u slobodnom položaju, kako bi se počela djelovati na ventilu pomoću ručke.

Sustav za podešavanje visine ventila

Daljnji razvoj sustava vremena ventila dovodi do pojave složenih rješenja koja se temelje na kontroli visine ventila. Inovator na ovom području bio je tvrtka BMW, koja je 2001. godine uvela sustav Valvetronic na svoje motore.

Podešavanjem visine dizanja ventila dodatno je dopušteno isključiti ventil prigušnice iz sheme u odnosu na glavne načine rada motora s unutarnjim izgaranjem. Prisutnost prigušivača značajno smanjuje učinkovitost punjenja cilindara smjesom goriva i zraka u načinu rada niske i srednje brzine. Razlog tome leži u činjenici da u usisnom razvodniku (u području gasa) tijekom rada motora s unutarnjim izgaranjem postoji rijetkost. Mješavina goriva i zraka pod takvim uvjetima rijetkosti postaje inertna, cilindri se manje učinkovito ispunjavaju, reakcija na udaljavanje plinskog papučica gubi oštrinu i polako.

Najbolje rješenje ovog problema je mehaničko otvaranje usisnog ventila u vremenskom trenutku koji je neophodan da bi se učinkovito napunio cilindar s radnom smjesom goriva i zraka.Trajanje faze usisa (faza usisa) u sustavima za regulaciju visine dizanja ventila razlikuje se ovisno o tome koliko je snažno pritisnut papučica gasa. Sustav bez prekida upravljača omogućava značajno uštedu goriva (do 15% u usporedbi s drugim rješenjima), a također povećava karakteristike snage za 10% ili više.

Strukturno, vrijeme u takvim sustavima je u stanju kontrolirati rad elektrane u različitim oblicima. Sličan princip temelji se također na Valvematic rješenja iz Toyote, Nissanova VEL rješenja, Peugeotovih VTI i drugih. S obzirom na sustav Valvetronic lift, mogućnost upravljanja ovim parametrom ostvaruje se zahvaljujući posebnoj kinematičkoj shemi. Valvetronic rješenje smješteno je na usisnim ventilima. Tradicionalni dizajn, koji uključuje bregastu bregastu osovinu, klackalicu (klackalicu) i ventil, razvila se kao instalacija dodatnih elemenata.

Sustav ima ekscentričnu osovinu, kao i srednju polugu. Ekscentrično vratilo počinje okretati silom koju generira električni motor pomoću crvnog zupčanika.

Ovo okretanje ekscentriranog vratila utječe na polu-srednju polugu, zbog čega se njezin položaj mijenja (točka potpora se mijenja).Promjena položaja uzrokuje pomicanje klackalice tako da se ventil pomiče (otvorio) točno potrebnom količinom.

Sustav za mijenjanje visine dizanja ventila radi stalno, a visina dizanja ventila izravno ovisi o određenom načinu rada jedinice snage. Ventil se može dizati u rasponu od 0,2 do 12 mm. Sustav VEL iz Nissana omogućuje podizanje ventila u rasponu od 0,5 do 2 mm.

Aktuator elektromagnetskog ventila

Danas su dizajneri ICE gotovo u potpunosti iskoristili potencijal vremena. Projiciraju se maksimalni broj ventila po cilindru, a veličine ventila sami dosežu granicu. Ali evolucija motora u ovoj fazi nastavlja se. Poboljšanje punjenja i čišćenja cilindara motora također se može pripisati brzini kojom je moguće ostvariti otvaranje i zatvaranje ventila. Riječ je o vremenu, u kojem ventili imaju elektromagnetski (elektromehanički) pogon, koji zamjenjuje mehaničku elektroničku kontrolu. Štoviše, bregasto vratilo u takvom vremenu potpuno je odsutno.

Vrijeme elektromagnetskog pogona pod nazivom EVA (Eng.Aktuator elektromagnet-tic ventila) i omogućava da se faza raspodjele plina širi na što je moguće većoj razini. Sustav sa elektromagnetskim pogonom može otvoriti samo potrebne ventile (analogno kontroliranom odvajanju cilindara) i to u određeno vrijeme ovisno o načinu rada ICE. Rješenje može uštedjeti gorivo pri praznom hodu, u trenutku kočenja motora itd. Količina zraka koja ulazi u cilindar motora regulirana je vremenom otvaranja usisnog ventila.

Duljina samog udara ventila nije podesivi parametar. Ventil je fiksiran pomoću opruge, a također ima sidro. Takvo sidro solenoidnog ventila smješteno je između dva elektromagneta određene snage. Zadatak takvih elektromagneta je da ventil ostane u jednom ili drugom ekstremnom položaju.

Točnost položaja u kojem se ventil mora pričvrstiti određen je pojedinačnim senzorom koji je namijenjen ovoj svrsi. Smanjenje destruktivnih opterećenja na elektromagnetskom vremenskom ventilu u vrijeme kada se ventil približava svojoj ekstremnoj točki (pogotovo kada se ventil sjeda u sjedalu) dolazi zbog "kočenja" ventila.