La distributie van een thermische motor dient om de nokken te synchroniseren met de beweging van de zuigers in de cilinders. Op deze manier wordt gegarandeerd dat de cilinders het mengsel van lucht en brandstof ontvangen om de explosie te veroorzaken, evenals de extractie van gassen zonder dat de kleppen in botsing komen met de zuigerkop. In dit artikel komen we alles te weten over de variabele verdeling: welke functie heeft het, wat zijn de voordelen, welke soorten bestaan en hoe doet het dat?.
Variabele distributiesystemen verbeteren ten opzichte van traditionele vaste distributiesystemen. En dat is het vooral afhankelijk van belasting en toerental, is het niet efficiënt om altijd hetzelfde percentage tijd en/of moment van openen en sluiten van de afsluiters te hebben. We moeten er ook rekening mee houden dat sommige meer complete systemen niet alleen de openingstijden variëren, maar ook de kleplift vullen te vergemakkelijken.
Houd er rekening mee dat in een warmtemotor alles heel snel gaat. Als we in de auto voor een stoplicht staan, is de rotatiesnelheid meestal zo'n 800 omwentelingen per minuut. Dit betekent dat de krukas Hij maakt maar liefst 13,3 bochten per seconde. Een verontwaardiging, die zich ook vertaalt in 13,3 stijgingen en evenveel vallen van de zuigers in de cilinders per seconde. En dit alles, in rust.
Hoe variabele distributie werkt
Otto-cyclus theoretisch verdelingsdiagram
Als de wetten van de natuurkunde het toestonden, zou de timingcyclus van een 4-taktmotor (inlaat, compressie, expansie en uitlaat) heel eenvoudig zijn. De theoretisch distributiediagram: hij is zeker:
In de race toelating De klep opent juist op het moment dat de zuiger de bereikt BDP (bovenste dode punt) en het mengsel komt binnen, gezogen terwijl het naar beneden gaat naar de BDC (onderste dode punt). Net als het BDC bereikt, draait de krukas 180 graden en sluit de inlaatklep.
Vervolgens gebeurt het compressieslag. De zuiger begint zijn opwaartse slag in de richting van het BDP weer met de kleppen gesloten, waardoor het mengsel wordt samengedrukt. Aan het einde van zijn run naar PMS en het voltooien van de 360 graden van de krukas, explodeert het mengsel (door de druk in de diesel en door de vonksprong veroorzaakt door de bougie in de benzine).
De energie die door de explosie wordt veroorzaakt, zorgt ervoor dat de zuiger intens naar de PMI daalt, nog steeds met de kleppen gesloten, waardoor de rotatie van de krukas 540 graden wordt voltooid en de expansie race. Na BDC gaat de uitlaatklep open (de inlaatklep blijft volledig gesloten) om de gassen bij de uitlaatslag naar buiten te verdrijven. ontsnappen, dat wil zeggen, terwijl de zuiger terugkeert naar PMS en 720 graden voltooit, of wat hetzelfde is, de twee omwentelingen van de krukas. Dan zou de cyclus opnieuw beginnen.
Praktisch lay-outschema
Zoals we eerder zeiden, in principe is het eenvoudig, maar de wetten van de natuurkunde dwingen ons om in de praktijk veranderingen aan te brengen met betrekking tot de theorie. Waarom? Vooral omdat de kleppen openen en sluiten niet onmiddellijk, net zoals de explosie "duurt" om de brandstof te verbranden volledig. Daarom zijn er naast de ontstekingsvervroeging ook vervroegingen en vertragingen bij het openen en sluiten van de kleppen.
Op deze manier hebben we een Toelating Openingsvoorschot (JJJJ), Sluitingsvertraging toelating (RCA), Ontsteking Advance (EA), Uitlaatopening Advance (EPA) en Uitlaat sluitvertraging (RCE). Met deze veranderingen ten opzichte van de theoretische cyclus wordt een betere balans bereikt voor de gasstroom en de verbranding van het mengsel. Ja, zelfs als er een klep kruising.
De graden van rotatie van de krukas waarbij zowel de inlaat- als uitlaatkleppen tegelijkertijd open zijn in dezelfde cilinder, staat bekend als overlapping van kleppen. Het komt voor in de buurt van het BDP, aan het einde van de uitlaatslag en aan het begin van de inlaatslag.
Wat gebeurt er? Welnu, voor een goede werking hebben we niet dezelfde vervroegings- en vertragingshoeken nodig als de motor met 1.000 tpm draait, dan wanneer we de versnellingen uitrekken en het rotatieregime naar 6.000 omwentelingen per minuut brengen.
Variabele verdeling: operatie
Bij meer revoluties, hoe moeilijker het is om de cilinders met lucht te vullen vanwege de traagheid en stromen die zowel in de cilinder zelf als in de collectoren bestaan. Dat is waar variabele distributie in het spel komt. Zijn functie is om de hoeken van het distributiediagram te wijzigen, afhankelijk van de behoeften.
Natuurlijk werken de meeste van deze systemen alleen op de inlaatkleppen. Wat ons het meest interesseert is dat de cilinder “vult” goed in de toelating, waar het het meest gecompliceerd is, zodat de verbranding volledig en stabiel is. De winst die ook op de uitlaatkleppen werkt, is veel lager, daarom hebben de meeste fabrikanten het niet gebruikt.
Als algemene regel, en hoewel elk merk een iets andere vorm heeft ontwikkeld, worden ze gebruikt fasevariatoren (ook bekend als fasecorrectors). Via een tandwiel op de inlaatnokkenas roteert het zijn timing; bevordert het. Deze rotatie wordt meestal bereikt met: oliedruk aangestuurd door een magneetventiel. Zoals we al zeiden, zijn er verschillende werkingsmodi, afhankelijk van elke fabrikant.
Merken die variabele distributie hebben gebruikt en gebruiken
BMW: Vanos en Valvetronic, twee verschillende functies
BMW creëerde het bekende systeem geaderd, die de inlaatopening varieerde, waardoor het moment van openen van de kleppen bij hoge toerentallen werd verhoogd. Later ontwikkelde hij de dubbele overspanningen, die ook de graden bij de uitlaatkleppen regelde.
Het Beierse bedrijf gebruikt het systeem dat bekend staat als: kleptronisch. Dit systeem is in staat om klephoogte wijzigen, dat wil zeggen, de millimeters die de inlaatklep duwt ten opzichte van zijn rustpositie. Om dit te doen, heeft het meer elementen en treden de nokkenasnokken niet rechtstreeks op de kleptuimelaars, maar werken ze op een tussensysteem.
Een kleine elektronisch gestuurde elektromotor wijzigt de positie van het eerste onderdeel door de bewegende delen dichter bij of verder van de nokken op de nokkenas te bewegen. Hoe dichterbij je komt, hoe meer je op de klep stapt en hoe groter de lift; wat ideaal is bij hoge toeren. Integendeel, bij lage toerentallen beweegt hij het iets weg, met minder druk op de inlaatklep en dus zijn lift.
Honda: VTEC
Honda ontwikkelde eind jaren 80 de legendarische VTEC-systeem dat ook vandaag de dag nog steeds wordt gebruikt, zij het logisch met verbeteringen. De hoofdnokken zijn verantwoordelijk voor het indrukken van de inlaatkleppen bij laag en gemiddeld toerental. Tot nu toe alles normaal, zoals een vaste verdeling.
Het heeft echter extra agressieve camera voor elke cilinder die werkt op een tuimelaar die is losgekoppeld van de kleppen. Bij hoge toerentallen laat een magneetventiel olie onder druk door om die tuimelaar door middel van een bout met de andere tuimelaars te verbinden, zodat het nu deze hogere nok is die echt de functie van het trappen op de inlaatkleppen vervult.
Daarom hebben we onder deze omstandigheden: meer openingstijd en diepte (kleplift), het verbeteren van de cilindervulling en het verhogen van de motorprestaties. Natuurlijk neemt ook het verbruik van mechanica toe.
Toyota: VVT en VVT-i
Van haar kant, Toyota gemaakt in de vroege jaren 90 de VVT, die vergelijkbaar is met BMW VANOS. Toen de motor op hoge toeren draaide, verplaatste de hydraulische druk de inlaatnokkenas een paar graden ten opzichte van de oorspronkelijke instelling.
Een paar jaar later, in 1996, lanceerde het een evolutie, bekend als: Toyota VVT's. In dit geval regelde het de doorgang van olie door een magneetklep op basis van de gegevens die door de sensoren werden verzameld en beheerd door een controle-eenheid. Zo biedt de motor bij lage toerentallen een soepele respons en een goed koppel, terwijl hij bij hoge toerentallen een betere vulling en prestaties heeft.
Variabele kleptiming op diesel
La variabele kleptiming in dieselmotoren Het is praktisch anekdotisch. Ze zijn mechanisch met een hoge compressieverhouding en hebben daarom een zeer kleine klepovergang. Bovendien draaien ze met lagere omwentelingen per minuut dan benzinemotoren, dus hebben ze niet zoveel cilindervulcomplicaties bij hoge omwentelingen.
In 2010 ontmoetten we de Mitsubishi MIVEC dieselmotor met variabele kleptiming. Het Japanse merk was op zoek naar een soepele en krachtige werking bij lage toerentallen, evenals betere prestaties bij hogere toerentallen. Ook het terugdringen van vervuilende emissies. Het duurde niet lang op de markt...