La distribúcia tepelného motora slúži na synchronizáciu vačiek s pohybom piestov vo valcoch. Týmto spôsobom je zaručené, že do valcov sa dostane zmes vzduchu a paliva, ktorá spôsobí výbuch, ako aj odsávanie plynov bez toho, aby sa ventily zrazili s hlavou piestu. V tomto článku sa dozvieme všetko premenné rozdelenie: akú funkciu má, aké sú jeho výhody, aké typy existujú a ako to robí.
Variabilné distribučné systémy vylepšujú tradičné pevné distribučné systémy. A to je hlavne v závislosti od zaťaženia a otáčok, nie je efektívne mať vždy rovnaké percento času a/alebo momentu otvorenia a zatvorenia ventilov. Musíme tiež vziať do úvahy, že niektoré kompletnejšie systémy nielen menia otváracie doby, ale aj zdvih ventilu na uľahčenie plnenia.
Majte na pamäti, že vo vnútri tepelného motora sa všetko deje veľmi rýchlo. Keď stojíme v aute na semafore, rýchlosť otáčania je zvyčajne okolo 800 otáčok za minútu. To znamená, že kľukový hriadeľ Každú sekundu vykoná minimálne 13,3 otáčky. Ohúrenie, ktoré sa premietne aj do 13,3 vzostupov a toľko pádov piestov vo vnútri valcov každú sekundu. A to všetko pri voľnobehu.
Ako funguje variabilná distribúcia
Teoretický diagram rozdelenia Ottovho cyklu
Ak by to fyzikálne zákony dovoľovali, časový cyklus 4-taktného motora (nasávanie, kompresia, expanzia a výfuk) by bol veľmi jednoduchý. The teoretický distribučný diagram je nasledujúce:
V pretekoch vstupné Ventil sa otvorí práve v momente, keď piest dosiahne TDC (Top Dead Center) a zmes vstupuje, je nasávaná, keď ide dole do BDC (dolná úvrať). Hneď ako dosiahne BDC, kľukový hriadeľ sa otočí o 180 stupňov a sací ventil sa uzavrie.
Ďalej sa to stane kompresný zdvih. Piest začne svoj zdvih smerom k TDC opäť so zatvorenými ventilmi, čím sa zmes stlačí. Na konci svojho chodu do PMS a dokončení 360 stupňov kľukového hriadeľa zmes exploduje (v dôsledku tlaku v nafte a v dôsledku preskoku iskry spôsobeného zapaľovacou sviečkou v benzíne).
Energia spôsobená uvedenou explóziou spôsobuje, že piest intenzívne klesá smerom k PMI, stále so zatvorenými ventilmi, čím sa dokončí rotácia kľukového hriadeľa o 540 stupňov a vykoná sa expanzný závod. Po BDC sa výfukový ventil otvorí (sací ventil zostane úplne zatvorený), aby sa pri výfukovom zdvihu vytlačili plyny von. uniknúť, to znamená, že kým sa piest vráti do PMS a dokončí 720 stupňov, alebo čo je to isté, dve otáčky kľukového hriadeľa. Potom by sa cyklus začal znova.
Praktická schéma usporiadania
Ako sme už povedali, v princípe je to jednoduché, ale fyzikálne zákony nás nútia robiť zmeny v praxi vzhľadom na teóriu. prečo? Hlavne preto ventily sa neotvoria a nezatvoria okamžite, rovnako ako výbuch "trvá" spáliť palivo úplne. Preto sú tu okrem predstihu zapaľovania aj predstihy a oneskorenia otvárania a zatvárania ventilov.
Týmto spôsobom máme a Vstupné otvorenie vopred (RRRR), Oneskorenie uzávierky vstupu (RCA), Predstih zapaľovania (AE), Posun výfukovej clony (EPA) a Oneskorenie zatvárania výfuku (RCE). Týmito zmenami vzhľadom na teoretický cyklus sa dosiahne lepšia rovnováha pre prúdenie plynov a horenie zmesi. Áno, aj keď existuje kríženie ventilov.
Stupne otáčania kľukového hriadeľa, pri ktorých sú v tom istom valci súčasne otvorené sacie aj výfukové ventily, sa nazývajú prekrývanie ventilov. Vyskytuje sa v blízkosti TDC, na konci výfukového zdvihu a na začiatku sacieho zdvihu.
Čo sa stalo? No pre správnu činnosť nepotrebujeme rovnaké uhly predstihu a oneskorenia pri otáčkach motora pri 1.000 ot./min., ako keď naťahujeme prevody a režim otáčania naberieme na 6.000 otáčok za minútu.
Variabilná distribúcia: prevádzka
Pri viacerých revolúciách, tým ťažšie je naplniť valce vzduchom v dôsledku zotrvačnosti a prúdov, ktoré existujú v samotnom valci aj v kolektoroch. Tu vstupuje do hry variabilná distribúcia. Jeho funkciou je upravovať uhly distribučného diagramu v závislosti od potrieb.
Samozrejme, väčšina týchto systémov pôsobí len na sacie ventily. To, čo nás najviac zaujíma valec sa dobre „plní“. vo vstupe, kde je to najkomplikovanejšie, aby bolo spaľovanie úplné a stabilné. Zisk pôsobiaci aj na výfukové ventily je oveľa nižší, a preto ho väčšina výrobcov nepoužíva.
Vo všeobecnosti platí, a hoci každá značka vyvinula trochu iný tvar, používajú sa fázové variátory (známe aj ako fázové korektory). Prostredníctvom ozubeného kolesa na sacom vačkovom hriadeli otáča jeho časovanie; posúva to dopredu. Toto otáčanie sa zvyčajne dosahuje pomocou tlak oleja ovládaný solenoidovým ventilom. Ako sme už povedali, existuje niekoľko spôsobov činnosti v závislosti od každého výrobcu.
Značky, ktoré používali a používajú variabilnú distribúciu
BMW: Vanos a Valvetronic, dve rôzne funkcie
BMW vytvorilo známy systém žilkovaný, ktorý menil predstih otvárania nasávania, posúvajúc moment otvárania ventilov pri vysokých otáčkach. Neskôr vyvinul dvojité rozpätia, ktorý ovládal aj stupne na výfukových ventiloch.
Bavorská spoločnosť využíva systém tzv ventiltronic. Tento systém je schopný zmeniť zdvih ventilu, teda milimetre, ktoré tlačí sací ventil vzhľadom na svoju pokojovú polohu. K tomu má viac prvkov a vačky vačkových hriadeľov nenašľapujú priamo na vahadlá ventilov, ale pôsobia skôr na medzisystém.
Malý elektronicky riadený elektromotor upravuje polohu prvého komponentu a posúva pohyblivé časti bližšie alebo ďalej od vačiek na vačkovom hriadeli. Čím bližšie sa k nemu priblížite, tým viac šliapete na ventil a tým väčší zdvih; čo je ideálne pri vysokých otáčkach. Naopak, v nízkych otáčkach ho mierne odsúva, s menším tlakom na sací ventil a teda aj jeho zdvih.
Honda: VTEC
Honda vyvinul na konci 80. rokov legendárny Systém VTEC že aj dnes sa stále používa, aj keď logicky s vylepšeniami. Hlavné vačky sú zodpovedné za stláčanie sacích ventilov pri nízkych a stredných otáčkach. Zatiaľ všetko normálne, ako pevná distribúcia.
Má však extra agresívna vačka pre každý valec pôsobiaci na vahadlo odpojené od ventilov. Pri vysokých otáčkach solenoidový ventil umožňuje prechod stlačeného oleja, aby spojil toto vahadlo pomocou skrutky s ostatnými vahadlami, takže teraz je to práve táto vyššia vačka, ktorá skutočne plní funkciu šliapania na sacie ventily.
Preto za týchto okolností máme viac času otvorenia a hĺbky (zdvih ventilov), zlepšenie plnenia valcov a zvýšenie výkonu motora. Samozrejme stúpa aj spotreba mechaniky.
Toyota: VVT a VVT-i
Pre jeho časť, toyota vznikla na začiatku 90. rokov XNUMX. storočia VVT, ktorý je podobný VANOS od BMW. Keď motor bežal vo vysokých otáčkach, hydraulický tlak posunul sací vačkový hriadeľ o niekoľko stupňov oproti pôvodnému nastaveniu.
O niekoľko rokov neskôr, v roku 1996, spustila evolúciu, známu ako toyota VVT. V tomto prípade zvládol prechod oleja cez solenoidový ventil na základe údajov zozbieraných senzormi a riadených riadiacou jednotkou. V nízkych otáčkach teda motor ponúka plynulú odozvu a dobrý krútiaci moment, pri vysokých otáčkach má lepšie plnenie a výkon.
Variabilné časovanie ventilov na diesel
La variabilné časovanie ventilov v dieselových motoroch Je to prakticky neoficiálne. Sú mechanické, ktoré majú vysoký kompresný pomer, a preto majú a veľmi malý ventilový kríž. Navyše sa točia pri nižších otáčkach za minútu ako benzínové, takže pri vysokých otáčkach nemajú toľko komplikácií s plnením valcov.
V roku 2010 sme sa stretli s Vznetový motor Mitsubishi MIVEC s variabilným časovaním ventilov. Japonská značka hľadala plynulý a točivý chod pri nízkych otáčkach, ako aj väčší výkon pri vyšších otáčkach. Tiež zníženie znečisťujúcich emisií. Na trhu dlho nevydržal...