La διανομή ενός θερμικού κινητήρα χρησιμεύει για τον συγχρονισμό των έκκεντρων με την κίνηση των εμβόλων μέσα στους κυλίνδρους. Με αυτόν τον τρόπο, είναι εγγυημένο ότι οι κύλινδροι δέχονται το μείγμα αέρα και καυσίμου για να προκαλέσει την έκρηξη, καθώς και την εξαγωγή αερίων χωρίς οι βαλβίδες να συγκρούονται με την κεφαλή του εμβόλου. Σε αυτό το άρθρο θα μάθουμε τα πάντα η μεταβλητή κατανομή: τι λειτουργία έχει, ποια είναι τα οφέλη της, ποιοι τύποι υπάρχουν και πώς την κάνει.
Τα μεταβλητά συστήματα διανομής βελτιώνονται σε σχέση με τα παραδοσιακά συστήματα σταθερής διανομής. Και είναι αυτό, κυρίως ανάλογα με το φορτίο και τις στροφές, δεν είναι αποτελεσματικό να έχουμε πάντα το ίδιο ποσοστό χρόνου ή/και στιγμής ανοίγματος και κλεισίματος των βαλβίδων. Πρέπει επίσης να λάβουμε υπόψη ότι ορισμένα πιο ολοκληρωμένα συστήματα όχι μόνο διαφοροποιούν τους χρόνους ανοίγματος, αλλά και τους ανύψωση βαλβίδας για να διευκολυνθεί το γέμισμα.
Λάβετε υπόψη ότι, μέσα σε μια θερμική μηχανή, όλα συμβαίνουν πολύ γρήγορα. Όταν βρισκόμαστε στο αυτοκίνητο σταματημένο σε φανάρι, η ταχύτητα περιστροφής είναι συνήθως περίπου 800 στροφές ανά λεπτό. Αυτό σημαίνει ότι το στροφαλοφόρος άξων Κάνει τουλάχιστον 13,3 στροφές κάθε δευτερόλεπτο. Μια αγανάκτηση, που επίσης μεταφράζεται σε 13,3 ανεβάσματα και άλλες τόσες πτώσεις των εμβόλων μέσα στους κυλίνδρους κάθε δευτερόλεπτο. Και όλα αυτά, στο ρελαντί.
Πώς λειτουργεί η μεταβλητή διανομή
Διάγραμμα θεωρητικής κατανομής κύκλου Otto
Αν το επέτρεπαν οι νόμοι της φυσικής, ο κύκλος χρονισμού ενός 4χρονου κινητήρα (εισαγωγή, συμπίεση, διαστολή και εξάτμιση) θα ήταν πολύ απλός. ο θεωρητικό διάγραμμα κατανομής είναι το ακόλουθο:
Στον αγώνα άδεια Η βαλβίδα ανοίγει ακριβώς τη στιγμή που το έμβολο φτάνει στο TDC (Κορυφαίο νεκρό κέντρο) και το μείγμα μπαίνει, ρουφώντας καθώς κατεβαίνει στο BDC (Κάτω νεκρό κέντρο). Μόλις φτάνει στο BDC, ο στροφαλοφόρος άξονας περιστρέφεται 180 μοίρες και η βαλβίδα εισαγωγής κλείνει.
Στη συνέχεια, συμβαίνει εγκεφαλικό επεισόδιο συμπίεσης. Το έμβολο ξεκινά την ανοδική διαδρομή του προς το TDC και πάλι με τις βαλβίδες κλειστές, γεγονός που συμπιέζει το μείγμα. Στο τέλος της διαδρομής του στο PMS και ολοκληρώνοντας τις 360 μοίρες του στροφαλοφόρου άξονα, το μείγμα εκρήγνυται (λόγω της πίεσης στο ντίζελ και λόγω του άλματος του σπινθήρα που προκαλεί το μπουζί στη βενζίνη).
Η ενέργεια που προκαλείται από την εν λόγω έκρηξη αναγκάζει το έμβολο να κατέβει έντονα προς το BDC, ακόμα με τις βαλβίδες κλειστές, ολοκληρώνοντας έτσι 540 μοίρες περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα και εκτελώντας την αγώνας επέκτασης. Μετά το BDC, η βαλβίδα εξαγωγής ανοίγει (η βαλβίδα εισαγωγής παραμένει τελείως κλειστή) για να διώξει τα αέρια προς τα έξω κατά τη διαδρομή της εξάτμισης. διαφυγή, δηλαδή ενώ το έμβολο επιστρέφει στο PMS και συμπληρώνει 720 μοίρες, ή το ίδιο, τις δύο στροφές του στροφαλοφόρου άξονα. Τότε ο κύκλος θα ξεκινούσε ξανά.
Πρακτικό διάγραμμα διάταξης
Όπως είπαμε και πριν, καταρχήν είναι απλό, αλλά οι νόμοι της φυσικής μας αναγκάζουν να κάνουμε αλλαγές στην πράξη σε σχέση με τη θεωρία. Γιατί; Κυρίως γιατί οι βαλβίδες δεν ανοίγουν και κλείνουν αμέσως, ακριβώς όπως η έκρηξη «παίρνει» να κάψει το καύσιμο εντελώς. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο υπάρχουν προόδους και καθυστερήσεις ανοίγματος και κλεισίματος βαλβίδων, εκτός από την προώθηση της ανάφλεξης.
Με αυτόν τον τρόπο, έχουμε ένα Προκαταβολή ανοίγματος εισόδου (ΑΑΑ), Καθυστέρηση κλεισίματος εισόδου (RCA), Προώθηση ανάφλεξης (ΑΕ), Προώθηση διαφράγματος εξάτμισης (EPA) και Καθυστέρηση κλεισίματος καυσαερίων (RCE). Με αυτές τις αλλαγές ως προς τον θεωρητικό κύκλο, επιτυγχάνεται καλύτερη ισορροπία για τη ροή των αερίων και την καύση του μείγματος. Ναι, ακόμα κι αν υπάρχει α διασταύρωση βαλβίδας.
Οι βαθμοί περιστροφής του στροφαλοφόρου άξονα στον οποίο τόσο η βαλβίδα εισαγωγής όσο και η βαλβίδα εξαγωγής είναι ανοιχτές ταυτόχρονα στον ίδιο κύλινδρο είναι γνωστές ως επικάλυψη βαλβίδων. Εμφανίζεται κοντά στο TDC, στο τέλος της διαδρομής της εξάτμισης και στην αρχή της διαδρομής εισαγωγής.
Τι συνέβη? Λοιπόν, για σωστή λειτουργία, δεν χρειαζόμαστε τις ίδιες γωνίες προώθησης και καθυστέρησης όταν ο κινητήρας περιστρέφεται στις 1.000 σ.α.λ., παρά όταν τεντώνουμε τις ταχύτητες και ανεβάζουμε το καθεστώς περιστροφής στις 6.000 στροφές ανά λεπτό.
Μεταβλητή κατανομή: λειτουργία
Σε περισσότερες επαναστάσεις, τόσο πιο δύσκολο είναι να γεμίσεις τους κυλίνδρους με αέρα λόγω της αδράνειας και των ρευμάτων που υπάρχουν τόσο στον ίδιο τον κύλινδρο όσο και στους συλλέκτες. Εκεί παίζει ρόλο η μεταβλητή διανομή. Η λειτουργία του είναι να τροποποιεί τις γωνίες του διαγράμματος κατανομής ανάλογα με τις ανάγκες.
Φυσικά, τα περισσότερα από αυτά τα συστήματα δρουν μόνο στις βαλβίδες εισαγωγής. Αυτό που μας ενδιαφέρει περισσότερο είναι αυτό ο κύλινδρος «γεμίζει» καλά στην εισαγωγή, όπου είναι πιο περίπλοκο, ώστε η καύση να είναι πλήρης και σταθερή. Το κέρδος που επενεργεί επίσης στις βαλβίδες εξαγωγής είναι πολύ χαμηλότερο, γι' αυτό και οι περισσότεροι κατασκευαστές δεν το έχουν χρησιμοποιήσει.
Κατά γενικό κανόνα, και παρόλο που κάθε μάρκα έχει αναπτύξει ελαφρώς διαφορετικό σχήμα, χρησιμοποιούνται μεταβλητές φάσης (γνωστοί και ως διορθωτές φάσης). Μέσω ενός γραναζιού στον εκκεντροφόρο εισαγωγής, περιστρέφει τον χρονισμό του. το προωθεί. Αυτή η περιστροφή συνήθως επιτυγχάνεται με πίεση λαδιού που ελέγχεται από μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα. Όπως είπαμε, υπάρχουν αρκετοί τρόποι δράσης ανάλογα με τον κάθε κατασκευαστή.
Επωνυμίες που έχουν χρησιμοποιήσει και χρησιμοποιούν μεταβλητή διανομή
BMW: Vanos και Valvetronic, δύο διαφορετικές λειτουργίες
Η BMW δημιούργησε το γνωστό σύστημα ΒΑΝΟΣ, που διαφοροποίησε την προώθηση ανοίγματος εισαγωγής, προωθώντας τη στιγμή ανοίγματος των βαλβίδων στις υψηλές στροφές. Αργότερα ανέπτυξε το διπλά ανοίγματα, που έλεγχε και τις μοίρες στις βαλβίδες εξαγωγής.
Η βαυαρική εταιρεία χρησιμοποιεί το σύστημα που είναι γνωστό ως valvetronic. Αυτό το σύστημα είναι ικανό αλλαγή ανύψωσης βαλβίδας, δηλαδή τα χιλιοστά που πιέζει η βαλβίδα εισαγωγής ως προς τη θέση ηρεμίας της. Για να γίνει αυτό, έχει περισσότερα στοιχεία και τα έκκεντρα εκκεντροφόρου δεν πατούν απευθείας τους βραχίονες βαλβίδας, αλλά ενεργούν σε ένα ενδιάμεσο σύστημα.
Ένας μικρός ηλεκτρονικά ελεγχόμενος ηλεκτροκινητήρας τροποποιεί τη θέση του πρώτου εξαρτήματος, μετακινώντας τα κινούμενα μέρη πιο κοντά ή πιο μακριά από τα έκκεντρα στον εκκεντροφόρο άξονα. Όσο πιο κοντά το πλησιάζεις, τόσο περισσότερο πατάς στη βαλβίδα και τόσο μεγαλύτερη είναι η ανύψωση. που είναι ιδανικό στις υψηλές στροφές. Αντίθετα, στις χαμηλές στροφές το απομακρύνει ελαφρώς, με λιγότερη πίεση στη βαλβίδα εισαγωγής και άρα την ανύψωσή της.
Honda: VTEC
Honda ανέπτυξε στα τέλη της δεκαετίας του '80 το θρυλικό Σύστημα VTEC που ακόμα και σήμερα χρησιμοποιείται ακόμα, αν και λογικά με βελτιώσεις. Οι κύριοι έκκεντροι είναι υπεύθυνοι για την πίεση των βαλβίδων εισαγωγής στις χαμηλές και μεσαίες στροφές ανά λεπτό. Μέχρι στιγμής, όλα κανονικά, σαν μια σταθερή κατανομή.
Ωστόσο, έχει έξτρα επιθετική κάμερα για κάθε κύλινδρο που ενεργεί σε βραχίονα στροφέα αποσυνδεδεμένο από τις βαλβίδες. Στις υψηλές στροφές, μια ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα επιτρέπει τη διέλευση λαδιού υπό πίεση για να συνδέσει αυτόν τον βραχίονα παλινδρόμησης μέσω ενός μπουλονιού με τους άλλους βραχίονες παλινδρόμησης, έτσι ώστε τώρα αυτό το υψηλότερο έκκεντρο να κάνει πραγματικά τη λειτουργία του πατήματος στις βαλβίδες εισαγωγής.
Επομένως, υπό αυτές τις συνθήκες έχουμε περισσότερο χρόνο και βάθος ανοίγματος (ανύψωση βαλβίδας), βελτιώνοντας το γέμισμα των κυλίνδρων και αυξάνοντας την απόδοση του κινητήρα. Αυξάνεται βέβαια και η κατανάλωση μηχανικών.
Toyota: VVT και VVT-i
Από την πλευρά του, Toyota δημιουργήθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 90 VVT, που μοιάζει με το VANOS της BMW. Όταν ο κινητήρας λειτουργούσε σε υψηλές στροφές, η υδραυλική πίεση κινούσε τον εκκεντροφόρο εισαγωγής μερικές μοίρες σε σχέση με την αρχική ρύθμιση.
Λίγα χρόνια αργότερα, το 1996, ξεκίνησε μια εξέλιξη, γνωστή ως Toyota VVTs. Σε αυτή την περίπτωση, διαχειριζόταν τη διέλευση του λαδιού μέσω μιας ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας με βάση τα δεδομένα που συλλέγουν οι αισθητήρες και τα διαχειρίζεται μια μονάδα ελέγχου. Έτσι, στις χαμηλές στροφές ο κινητήρας προσφέρει ομαλή απόκριση και με καλή ροπή, ενώ στις υψηλές στροφές έχει καλύτερο γέμισμα και απόδοση.
Μεταβλητός χρονισμός βαλβίδων στο ντίζελ
La μεταβλητός χρονισμός βαλβίδων σε κινητήρες ντίζελ Είναι πρακτικά ανέκδοτο. Είναι μηχανικά που έχουν υψηλή αναλογία συμπίεσης και, επομένως, έχουν α πολύ μικρή διέλευση βαλβίδων. Επιπλέον, περιστρέφονται με χαμηλότερες στροφές ανά λεπτό από τις βενζινοκίνητες, επομένως δεν έχουν τόσες επιπλοκές πλήρωσης κυλίνδρων στις υψηλές στροφές.
Το 2010 γνωρίσαμε το Κινητήρας ντίζελ Mitsubishi MIVEC με μεταβλητό χρονισμό βαλβίδων. Η ιαπωνική μάρκα αναζητούσε ομαλή και ροπή λειτουργία στις χαμηλές στροφές, καθώς και μεγαλύτερη απόδοση σε υψηλότερες στροφές. Επίσης η μείωση των ρυπογόνων εκπομπών. Δεν κράτησε πολύ στην αγορά...