La Verteilung eines Verbrennungsmotors dient dazu, die Nocken mit der Bewegung der Kolben in den Zylindern zu synchronisieren. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass die Zylinder das Luft-Kraftstoff-Gemisch erhalten, das die Explosion verursacht, sowie das Absaugen von Gasen, ohne dass die Ventile mit dem Kolbenboden kollidieren. In diesem Artikel werden wir alles darüber wissen die variable Verteilung: welche Funktion hat sie, was sind ihre Vorteile, welche Typen gibt es und wie macht sie das?.
Variable Verteilungssysteme verbessern herkömmliche feste Verteilungssysteme. Und das ist es hauptsächlich je nach Belastung und Drehzahl, ist es nicht effizient, immer denselben Prozentsatz an Zeit und/oder denselben Moment zum Öffnen und Schließen der Ventile zu haben. Wir müssen auch bedenken, dass einige komplettere Systeme nicht nur die Öffnungszeiten variieren, sondern auch die Ventilhub um das Befüllen zu erleichtern.
Denken Sie daran, dass in einer Wärmekraftmaschine alles sehr schnell passiert. Wenn wir mit dem Auto an einer Ampel stehen, beträgt die Rotationsgeschwindigkeit normalerweise etwa 800 Umdrehungen pro Minute. Dies bedeutet, dass die Kurbelwelle Es macht nicht weniger als 13,3 Umdrehungen pro Sekunde. Eine Frechheit, die sich auch in 13,3 Anstiegen und ebenso vielen Stürzen der Kolben in den Zylindern pro Sekunde niederschlägt. Und das alles im Leerlauf.
So funktioniert die variable Verteilung
Theoretisches Verteilungsdiagramm des Otto-Zyklus
Wenn die Gesetze der Physik es zuließen, wäre der Taktzyklus eines 4-Takt-Motors (Ansaugung, Kompression, Expansion und Auslass) sehr einfach. Das Theoretisches Verteilungsdiagramm Es ist das Folgende:
Im Rennen von Eintritt Das Ventil öffnet genau in dem Moment, in dem der Kolben den erreicht OT (oberer Totpunkt) und die Mischung tritt ein und wird angesaugt, während sie nach unten geht BDC (Unterer Totpunkt). Kurz vor dem unteren Totpunkt dreht sich die Kurbelwelle um 180 Grad und das Einlassventil schließt.
Als nächstes passiert es Kompressionshub. Der Kolben beginnt seinen Aufwärtshub in Richtung OT wieder bei geschlossenen Ventilen, wodurch das Gemisch komprimiert wird. Am Ende seines Laufs zu PMS und nach Vollendung der 360-Grad-Kurbelwelle explodiert das Gemisch (aufgrund des Drucks im Diesel und aufgrund des Funkensprungs, der durch die Zündkerze im Benzin verursacht wird).
Die durch diese Explosion verursachte Energie bewirkt, dass der Kolben intensiv in Richtung des PMI absinkt, immer noch mit geschlossenen Ventilen, wodurch die 540-Grad-Drehung der Kurbelwelle vollendet und die ausgeführt wird Expansionsrennen. Nach dem UT öffnet das Auslassventil (das Einlassventil bleibt vollständig geschlossen), um die Gase beim Auslasstakt nach außen auszustoßen. Flucht, das heißt, während der Kolben zum PMS zurückkehrt und 720 Grad, oder was dasselbe ist, die zwei Umdrehungen der Kurbelwelle vollendet. Dann würde der Kreislauf von neuem beginnen.
Praktisches Layout-Diagramm
Wie wir bereits gesagt haben, ist es im Prinzip einfach, aber die Gesetze der Physik zwingen uns dazu, Änderungen in der Praxis gegenüber der Theorie vorzunehmen. Wieso den? Hauptsächlich, weil Die Ventile öffnen und schließen nicht sofort, genau wie die Explosion "dauert", um den Kraftstoff zu verbrennen vollständig. Aus diesem Grund gibt es zusätzlich zur Frühzündung Öffnungs- und Schließverzögerungen der Ventile.
Auf diese Weise haben wir eine Eintrittsöffnungsvorschuss (JJJJ), Verzögerung des Einlassschlusses (Cinch), Zündung voraus (EA), Auslassöffnungsvorschub (EPA) und Verzögerung beim Schließen des Auspuffs (RCE). Mit diesen Änderungen in Bezug auf den theoretischen Zyklus wird ein besseres Gleichgewicht für den Gasfluss und die Verbrennung des Gemischs erreicht. Ja, auch wenn es eine gibt Ventildurchgang.
Der Grad der Drehung der Kurbelwelle, bei dem sowohl die Einlass- als auch die Auslassventile gleichzeitig in demselben Zylinder geöffnet sind, wird als Ventilüberschneidung bezeichnet. Es tritt in der Nähe des OT auf, am Ende des Auslasshubs und am Anfang des Ansaughubs.
Was ist los? Nun, für einen ordnungsgemäßen Betrieb benötigen wir nicht die gleichen Vorlauf- und Verzögerungswinkel, wenn der Motor mit 1.000 U / min dreht, als wenn wir die Zahnräder strecken und das Rotationsregime auf 6.000 Umdrehungen pro Minute bringen.
Variable Verteilung: Betrieb
Bei mehr Umdrehungen desto schwieriger ist es, die Zylinder mit Luft zu füllen aufgrund der Trägheit und Ströme, die sowohl im Zylinder selbst als auch in den Kollektoren vorhanden sind. Hier kommt die variable Verteilung ins Spiel. Seine Funktion besteht darin, die Winkel des Verteilungsdiagramms je nach Bedarf zu ändern.
Die meisten dieser Systeme wirken natürlich nur auf die Einlassventile. Das interessiert uns am meisten Der Zylinder „füllt“ sich gut in der Aufnahme, wo es am kompliziertesten ist, damit die Verbrennung vollständig und stabil ist. Die auch auf die Auslassventile wirkende Verstärkung ist deutlich geringer, weshalb die meisten Hersteller darauf verzichtet haben.
In der Regel, und obwohl jede Marke eine etwas andere Form entwickelt hat, werden sie verwendet Phasenvariatoren (auch bekannt als Phasenkorrektoren). Durch ein Zahnrad auf der Einlassnockenwelle dreht es sein Timing; bringt es voran. Diese Drehung wird normalerweise mit erreicht Öldruck, der von einem Magnetventil gesteuert wird. Wie gesagt, je nach Hersteller gibt es mehrere Wirkungsweisen.
Marken, die eine variable Verteilung verwendet haben und verwenden
BMW: Vanos und Valvetronic, zwei unterschiedliche Funktionen
BMW hat das bekannte System geschaffen geädert, der den Vorlauf der Einlassöffnung variierte und den Moment des Öffnens der Ventile bei hohen Drehzahlen vorverlegte. Später entwickelte er die Doppelspannen, der auch die Abschlüsse an den Auslassventilen steuerte.
Das bayerische Unternehmen verwendet das System bekannt als Ventiltronic. Dieses System ist in der Lage Ventilhub ändern, dh die Millimeter, die das Einlassventil in Bezug auf seine Ruheposition schiebt. Dazu hat es mehr Elemente und die Nockenwellen treten nicht direkt auf die Ventilschlepphebel, sondern wirken auf ein Zwischensystem.
Ein kleiner elektronisch gesteuerter Elektromotor verändert die Position der ersten Komponente und bewegt die beweglichen Teile näher an die Nocken auf der Nockenwelle heran oder weiter von ihnen weg. Je näher Sie es kommen, desto mehr treten Sie auf das Ventil und desto größer ist der Hub; was bei hohen Drehzahlen ideal ist. Im Gegenteil, bei niedrigen Drehzahlen bewegt es es leicht weg, mit weniger Druck auf das Einlassventil und damit seinem Hub.
Honda: VTEC
Honda entwickelte sich Ende der 80er Jahre zum legendären VTEC-System das auch heute noch verwendet wird, wenn auch logischerweise mit Verbesserungen. Die Hauptnocken sind für das Niederdrücken der Einlassventile bei niedrigen und mittleren Drehzahlen verantwortlich. Bisher alles normal, wie eine feste Verteilung.
Allerdings hat es extra aggressive Nocke für jeden Zylinder, der auf einen von den Ventilen getrennten Kipphebel wirkt. Bei hohen Drehzahlen ermöglicht ein Magnetventil den Durchgang von unter Druck stehendem Öl, um diesen Kipphebel mit den anderen Kipphebeln mittels einer Schraube zu verbinden, so dass es jetzt dieser höhere Nocken ist, der wirklich die Funktion übernimmt, auf die Einlassventile zu treten.
Daher haben wir unter diesen Umständen mehr Öffnungszeit und Tiefe (Ventilhub), Verbesserung der Zylinderfüllung und Steigerung der Motorleistung. Natürlich steigt auch der Verbrauch an Mechanik.
Toyota: VVT und VVT-i
Für seinen Teil, Toyota entstand in den frühen 90er Jahren VVT, das dem VANOS von BMW ähnelt. Wenn der Motor mit hohen Drehzahlen lief, bewegte der Hydraulikdruck die Einlassnockenwelle um einige Grad in Bezug auf die ursprüngliche Einstellung.
Ein paar Jahre später, im Jahr 1996, startete es eine Evolution, bekannt als Toyota VVT-ich. In diesem Fall steuerte es den Öldurchfluss durch ein Magnetventil auf der Grundlage der von den Sensoren gesammelten und von einer Steuereinheit verwalteten Daten. So bietet der Motor bei niedrigen Drehzahlen ein sanftes Ansprechverhalten und ein gutes Drehmoment, während er bei hohen Drehzahlen eine bessere Füllung und Leistung aufweist.
Variable Ventilsteuerung beim Diesel
La Variable Ventilsteuerung bei Dieselmotoren Es ist praktisch anekdotisch. Sie sind mechanisch, haben ein hohes Kompressionsverhältnis und haben daher eine sehr kleine Ventilweiche. Außerdem drehen sie sich mit niedrigeren Umdrehungen pro Minute als Benzinmotoren, sodass sie bei hohen Drehzahlen nicht so viele Komplikationen beim Befüllen der Zylinder haben.
2010 trafen wir die Mitsubishi MIVEC Dieselmotor mit variabler Ventilsteuerung. Die japanische Marke suchte nach einem reibungslosen und drehmomentstarken Betrieb bei niedrigen Drehzahlen sowie nach mehr Leistung bei höheren Drehzahlen. Auch die Reduzierung von Schadstoffemissionen. Es hielt nicht lange auf dem Markt ...