Mainīgs vārstu laiks: kā šī tehnoloģija darbojas?
Variable valve timing jeb mainīgais laika sadalījums ir tehnoloģija, kas ļauj optimizēt četrtaktu iekšdedzes dzinēja parametrus, tādējādi palielinot tā veiktspēju un samazinot degvielas patēriņu.
Ar mainīgu vārstu laiku ir iespējams kontrolēt pacēlumu, vārsta atvēršanas momentu vai vārsta atvēršanas laiku, vai minēto parametru kombināciju neatkarīgi no kloķvārpstas stāvokļa. Tomēr vārsta vadība ir atkarīga no apgriezieniem, dzinēja slodzes un citiem faktoriem.
Saturs
Kā darbojas mainīgais vārsta laiks?
Izmantojot standarta sadalījumu, laiku nosaka tā ģeometrija, un vārstu kustība ir cieši saistīta ar kloķvārpstas stāvokli. Tādējādi vārstu atvēršana un aizvēršana ir nemainīga un atkarīga no virzuļu kustības.
Taču vārstu atvēršanas un aizvēršanas moments būtiski ietekmē cilindru uzpildes kvalitāti atkarībā no dzinēja apgriezienu skaita. Tādējādi ar mainīgu laiku sadales vārpstas iestatījums mainās atkarībā no motora apgriezienu skaita un slodzes.
Dzinēja virzuļi: kā tie darbojas?
Pie tukšgaitas un lieliem apgriezieniem minūtē ieplūdes sadales vārpsta ir iestatīta tā, lai aizvērtu ieplūdes vārstu nedaudz vēlāk nekā parasti, kas palīdz dzinējam vienmērīgi darboties tukšgaitā un lietderīgi izmantot jaudu pie lieliem motora apgriezieniem.
Pie maziem un vidējiem apgriezieniem sadales vārpsta ir iestatīta tā, lai ieplūdes vārsts aizvērtu nedaudz agrāk nekā parasti, kas nodrošina lielāku cilindru piepildījumu un uzlabotu griezes momenta plūsmu.
Vārsta laika regulēšanas efekts
1. Aizkavēta ieplūdes vārsta aizvēršana
Ja ieplūdes vārsts paliek atvērts nedaudz ilgāk nekā parasti, virzulis kompresijas gājiena laikā izspiež gaisu no cilindra un atpakaļ ieplūdes kolektorā. Gaiss, kas tiek izspiests, piepilda ieplūdes cauruli ar lielāku spiedienu, un turpmāko gājienu laikā tas iesūc šo gaisu atpakaļ sadegšanas kamerā.
Aizkavēta vārsta aizvēršanās samazina sūkšanas sūknēšanas zudumus par 40% slodzes laikā un samazina slāpekļa oksīda emisijas par 24%. Ogļūdeņražu emisijas paliek nemainīgas.
2. Priekšlaicīga sūkšanas vārsta aizvēršana
Vēl viens veids, kā samazināt sūknēšanas zudumus, kas saistīti ar zemu dzinēja apgriezienu skaitu, ir izveidot lielu vakuumu, aizverot ieplūdes vārstu agrāk nekā parasti. Tas ietver ieplūdes vārsta aizvēršanu ieplūdes gājiena pusē.
Pie maziem apgriezieniem un slodzēm dzinēja degvielas un gaisa prasības ir zemas, un cilindra uzpildīšanai nepieciešamais darbs ir salīdzinoši liels, tāpēc priekšlaicīga ieplūdes vārsta aizvēršana ievērojami samazina sūknēšanas zudumus. Priekšlaicīga ieplūdes vārstu aizvēršana samazina sūknēšanas zudumus par 40% un degvielas patēriņu par 7%. Arī slāpekļa oksīda emisijas tiek samazinātas par 24%.
3. Priekšlaicīga ieplūdes vārsta atvēršana
Vēl viens veids, kā samazināt emisijas, ir priekšlaicīga ieplūdes vārsta atvēršana. Atverot ieplūdes vārstu agrāk nekā parasti, dažas sadegušās izplūdes gāzes tiek izspiestas no cilindra caur ieplūdes vārstu.
Dzinēja vārsts: kāda ir tā funkcija?
Ieplūdes kolektorā šīs izplūdes gāzes atdzesē apkārtējais gaiss un nākamā gājiena laikā iesūc atpakaļ cilindra telpā, kas palīdz regulēt cilindra temperatūru un slāpekļa oksīda emisijas.
4. Agrīna/vēla izplūdes vārstu aizvēršana
Ar izplūdes vārsta palīdzību mēs varam arī samazināt emisijas. Kad izplūdes vārsts atveras, virzulis izspiež izplūdes gāzes uz āru no cilindra izplūdes kolektorā. Mēs varam kontrolēt, cik daudz izplūdes gāzu ir palicis cilindrā, manipulējot ar izplūdes vārsta laiku.
Ja izplūdes vārsts ir atvērts ilgāk nekā parasti, cilindrs tiek vairāk iztukšots un tādējādi ir gatavs ieplūdes gājiena laikā piepildīt ar vairāk degvielas un gaisa, ļaujot dzinējam palielināt jaudu. Ja izplūdes vārsts tiek aizvērts nedaudz agrāk, vairāk izplūdes gāzu paliek cilindrā, kas samazina izmešu veidošanos.
Mainīga vārsta laika priekšrocības
Mainīga vārstu laika noteikšanas tehnoloģija tiek izmantota, lai uzlabotu cilindra galvas nomaiņu iekšdedzes dzinējā ar virzuļu kustību, tādējādi nodrošinot lielāku jaudu, zemāku degvielas patēriņu, mazāku izmešu daudzumu un augstu griezes momentu plašā dzinēja apgriezienu diapazonā.
Mainīgo vārstu laiku galvenokārt izmanto dzirksteļaizdedzes dzinējos. Tas ir tāpēc, ka šie dzinēji strādā plašākā apgriezienu diapazonā, tāpēc mainīgā vārstu laika regulēšanas tehnoloģijas izmantošana ir efektīvāka un loģiskāka. Būtisks benzīna dzinēju trūkums ir droseles regulēšana, kas izraisa to efektivitātes samazināšanos pie zemām slodzēm.
Droseles vārsts: kā tas darbojas un iespējamie darbības traucējumi
Pateicoties vārstu mainīgajam laikam, ir iespējams samazināt vai pilnībā noņemt droseļvārstu, kas samazina pneimatiskās pretestības-sūknēšanas zudumus ieplūdes kolektorā un tādējādi palielina dzinēja uzpildes efektivitāti, īpaši pie zemām slodzēm.
Papildus benzīna dzinējiem mainīgā laika tehnoloģiju sāk piemērot arī dīzeļdzinējiem, galvenokārt arvien stingrāko izmešu standartu dēļ. Pirmo dīzeļdzinēju vieglajām automašīnām ar mainīgu vārstu laiku Mitsubishi izstrādāja 2010. gadā.
Mainīga vārstu laika izmantošana var dot
- Degvielas patēriņa samazinājums par 10-30%
- Efektīvās jaudas un griezes momenta pieaugums par 10-15%
- Izplūdes gāzu emisiju samazinājums par 20-25%
Mainīga vārsta laika konstrukcija
Dažādi ražotāji izmanto dažādas tehnoloģijas, lai ieviestu mainīgu vārstu laiku. Strukturāli mainīgu vārstu laiku var panākt, piemēram, šādos veidos:
- mehāniski vadāma sadales vārpsta
- hidrauliskie sadales vārpstas kustinātāji
- hidrauliskā vārsta vadība
- elektromagnētiski vadāmi vārsti
Ar mainīgu vārstu laiku aprīkoto dzinēju apzīmējums:
Papildus dažādām tehnoloģijām autobūves uzņēmumi saviem dzinējiem izmanto arī dažādus apzīmējumus, kas ir aprīkoti ar mainīgu laiku. Šeit ir daži piemēri:
AVCS (Subaru)
AVLS (Subaru)
CVTCS (Nissan, Infiniti)
CVVT (Alfa Romeo, Citroën, Hyundai, Kia, Peugeot, Renault, Volvo)
DCVCP (vispārējie motori)
MIVEC (Mitsubishi)
MultiAir (Fiat)
N-VCT (Nissan)
S-VT (Mazda)
Ti-VCT (Ford)
VANOS (BMW)
VarioCam (Porsche)
VCT (Ford)
VTEC, i-VTEC (Honda)
VVL (Nissan)
Valvellift (Audi)
VVEL (Nissan)
VVT (Chrysler, General Motors, Suzuki, Volkswagen grupa)
VVT-i, VVTL-i (Toyota, Lexus)
VTVT (Hyundai, Kia)