Valf zamanlaması nedir ve nasıl çalışır?

Yakıt ve yakıt karışımının yanması sırasında enerji salınımı prensibiyle çalışan dört zamanlı motorun tasarımı, ünitenin çalışamayacağı önemli bir mekanizma içerir. Bu bir zamanlama veya gaz dağıtım mekanizmasıdır.

Çoğu standart motorda, silindir kapağına takılır. Mekanizma yapısı hakkında daha fazla ayrıntı, ayrı makale... Şimdi, valf zamanlamasının ne olduğuna ve çalışmasının motorun güç göstergelerini ve verimliliğini nasıl etkilediğine odaklanacağız.

Motor valf zamanlaması nedir

Zamanlama mekanizmasının kendisi hakkında kısaca. Krank mili bir kayış tahriki vasıtasıyla (birçok modern içten yanmalı motorda, lastik kayış yerine bir zincir monte edilmiştir) eksantrik mili. Sürücü motoru çalıştırdığında, marş motoru volanı krank eder. Her iki mil de eşzamanlı olarak dönmeye başlar, ancak farklı hızlarda (temelde eksantrik milinin bir dönüşünde krank mili iki devir yapar).

Eksantrik mili üzerinde damlacık şeklinde özel kamlar bulunmaktadır. Yapı döndükçe kam, yaylı valf gövdesine doğru iter. Valf açılarak yakıt / hava karışımının silindire veya egzoz manifolduna girmesine izin verir.

Gaz dağıtım aşaması, tam olarak vananın tamamen kapanana kadar girişi / çıkışı açmaya başladığı andır. Bir güç ünitesinin geliştirilmesi üzerinde çalışan her mühendis, vana açıklığının ne kadar olması gerektiğini ve ne kadar süre açık kalacağını hesaplar.

Valf zamanlamasının motorun çalışması üzerindeki etkisi

Motorun çalıştığı moda bağlı olarak, gaz dağıtımı daha erken veya geç başlamalıdır. Bu, ünitenin verimliliğini, ekonomisini ve maksimum torkunu etkiler. Bunun nedeni, emme ve egzoz manifoldlarının zamanında açılıp kapanmasının, HVAC'nin yanması sırasında salınan enerjiden en iyi şekilde yararlanmanın anahtarı olmasıdır.

Giriş valfi, piston giriş vuruşunu gerçekleştirdiğinde farklı bir anda açılmaya başlarsa, silindir boşluğunun taze bir hava bölümü ile eşit olmayan bir şekilde doldurulması meydana gelir ve yakıt daha kötü karışarak karışımın eksik yanmasına neden olur.

Egzoz valfine gelince, aynı zamanda, piston alt ölü noktaya ulaşmadan önce açılmamalı, yukarı doğru hareketini başlattıktan sonra geçmemelidir. İlk durumda, sıkıştırma düşecek ve bununla birlikte motor gücü kaybedecektir. İkincisinde ise kapalı valfli yanma ürünleri yükselmeye başlayan piston için direnç oluşturacaktır. Bu, krank mekanizmasının bazı parçalarına zarar verebilecek ek bir yüktür.

Güç ünitesinin yeterli çalışması için farklı valf zamanlaması gereklidir. Bir mod için, vanaların daha erken açılıp daha sonra kapanması ve diğerleri için bunun tersi gerekir. Örtüşme parametresi de çok önemlidir - her iki vananın aynı anda açılıp açılmayacağı.

Çoğu standart motorun sabit bir zamanlaması vardır. Eksantrik milinin türüne bağlı olarak böyle bir motor, ya spor modunda ya da düşük hızlarda ölçülen sürüşle maksimum verime sahip olacaktır.

Günümüzde, orta ve birinci sınıf segmentteki birçok otomobil, farklı krank mili hızlarında silindirlerin yüksek kalitede doldurulması ve havalandırılması nedeniyle gaz dağıtım sistemi bazı valf açma parametrelerini değiştirebilen motorlarla donatılmıştır.

Zamanlamanın farklı motor hızlarında nasıl yapılması gerektiği aşağıda açıklanmıştır:

1. Rölanti sözde dar aşamalar gerektirir. Bu, vanaların daha sonra açılmaya başladıkları ve tam tersine kapanma zamanının erken olduğu anlamına gelir. Bu modda eşzamanlı açık durum yoktur (her iki vana aynı anda açılmayacaktır). Krank milinin dönüşünün çok az önemi olduğunda, fazlar üst üste geldiğinde, egzoz gazları emme manifolduna girebilir ve belirli bir VTS hacmi egzoza girebilir.
2. En güçlü mod - geniş aşamalar gerektirir. Bu, yüksek hız nedeniyle valflerin daha kısa bir açık konuma sahip olduğu bir moddur. Bu, spor sürüşü sırasında silindirlerin doldurulmasının ve havalandırılmasının kötü yapılmasına neden olur. Durumu düzeltmek için vana zamanlaması değiştirilmeli, yani vanalar daha erken açılmalı ve bu pozisyondaki süreleri artırılmalıdır.

Mühendisler, değişken valf zamanlamalı motorların tasarımını geliştirirken valf açma momentinin krank mili hızına bağımlılığını dikkate alır. Bu sofistike sistemler, motorun farklı sürüş stilleri için olabildiğince çok yönlü olmasını sağlar. Bu gelişme sayesinde, ünite çok çeşitli olasılıklar gösterir:

• Düşük devirlerde, motor sıkı olmalıdır;
• Devir arttığında güç kaybetmemelidir;
• İçten yanmalı motorun hangi modda çalıştığına bakılmaksızın, yakıt ekonomisi ve bununla birlikte taşımanın çevre dostu olması, belirli bir ünite için mümkün olan en yüksek seviyeye sahip olmalıdır.

Tüm bu parametreler eksantrik millerinin tasarımı değiştirilerek değiştirilebilir. Bununla birlikte, bu durumda, motor verimliliğinin sınırı yalnızca bir modda olacaktır. Motor, krank milinin devir sayısına bağlı olarak profili kendi başına değiştirebilir mi?

Değişken supap zamanlaması

Güç ünitesinin çalışması sırasında valf açılma zamanını değiştirme fikri yeni değildir. Bu fikir, halen buhar motorları geliştiren mühendislerin kafasında periyodik olarak ortaya çıktı.

Yani, bu gelişmelerden birine Stevenson teçhizatı deniyordu. Mekanizma, çalışma silindirine giren buharın zamanını değiştirdi. Rejime "buhar kesme" adı verildi. Mekanizma tetiklendiğinde, aracın tasarımına bağlı olarak basınç yeniden yönlendirildi. Bu nedenle, dumana ek olarak, eski buharlı lokomotifler de tren hareketsiz durduğunda buhar püskürtüyordu.

Vana zamanlamasının değiştirilmesi ile ilgili çalışmalar da uçak üniteleri ile gerçekleştirildi. Bu nedenle, Clerget-Blin şirketinden 8 beygir gücüne sahip V-200 motorunun deneysel bir modeli, mekanizmanın tasarımının kayan bir eksantrik mili içermesi nedeniyle bu parametreyi değiştirebilir.

Lycoming XR-7755 motorunda, her bir valf için iki farklı kam bulunan eksantrik milleri takıldı. Cihaz mekanik bir sürücüye sahipti ve pilotun kendisi tarafından etkinleştirildi. Uçağı gökyüzüne götürmek mi, kovalamacadan uzaklaşmak mı yoksa sadece ekonomik olarak uçmak mı gerektiğine bağlı olarak iki seçenekten birini seçebilirdi.

Otomotiv endüstrisine gelince, mühendisler geçen yüzyılın 20'li yıllarında bu fikrin uygulanmasını düşünmeye başladılar. Bunun nedeni, spor arabalara takılan yüksek hızlı motorların ortaya çıkmasıydı. Bu tür birimlerdeki güç artışının belirli bir sınırı vardı, ancak birim daha da çözülebilirdi. Aracın daha fazla güce sahip olması için ilk başta sadece motor hacmi artırıldı.

Değişken valf zamanlamasını ilk uygulayan, otomobil şirketi Vauxhall için baş tasarımcı olarak çalışan Lawrence Pomeroy'du. Gaz dağıtım mekanizmasına özel bir eksantrik milinin takıldığı bir motor yarattı. Kameralarından birkaçı birkaç profil setine sahipti.

4.4 litrelik H-Tipi, krank milinin hızına ve yaşadığı yüke bağlı olarak eksantrik milini uzunlamasına eksen boyunca hareket ettirebilir. Bundan dolayı vanaların zamanı ve yüksekliği değiştirildi. Bu bölümün hareket kısıtlamaları olduğu için, faz kontrolünün de sınırları vardı.

Porsche de benzer bir fikre dahil oldu. 1959'da, eksantrik milinin "salınan kamları" için bir patent verildi. Bu gelişmenin valf kaldırmasını ve aynı zamanda açılma süresini değiştirmesi gerekiyordu. Geliştirme, proje aşamasında kaldı.

İlk uygulanabilir valf zamanlama kontrol mekanizması Fiat tarafından geliştirilmiştir. Buluş, 60'ların sonlarında Giovanni Torazza tarafından geliştirildi. Mekanizma, valf iticisinin dönme noktasını değiştiren hidrolik iticiler kullandı. Cihaz, motor devrinin ve emme manifoldundaki basıncın ne olduğuna bağlı olarak çalıştı.

Ancak değişken GR aşamalarına sahip ilk üretim otomobili Alfa Romeo'dandı. 1980 Spider modeli, içten yanmalı motorun çalışma modlarına bağlı olarak faz değiştiren bir elektronik mekanizma aldı.

Valf zamanlamasının süresini ve genişliğini değiştirmenin yolları

Bugün, valf açılma anını, zamanını ve yüksekliğini değiştiren çeşitli mekanizmalar vardır:

1. En basit haliyle, bu, gaz dağıtım mekanizmasının (faz değiştirici) tahrikine takılan özel bir kavramadır. Yürütme mekanizması üzerindeki hidrolik etki sayesinde kontrol gerçekleştirilir ve kontrol elektronik tarafından yapılır. Motor rölantideyken eksantrik mili orijinal konumundadır. Devir yükselir artmaz, elektronik bu parametreye tepki verir ve eksantrik milini başlangıç ​​konumuna göre hafifçe döndüren hidroliği etkinleştirir. Bu sayede valfler biraz daha erken açılıyor ve bu da silindirleri yeni bir BTC kısmı ile hızlıca doldurmayı mümkün kılıyor.
2. Kam profilini değiştirme. Bu, sürücülerin uzun süredir kullandığı bir gelişmedir. Eksantrik milinin standart olmayan kamlarla takılması, ünitenin daha yüksek devirde daha verimli çalışmasını sağlayabilir. Bununla birlikte, bu tür yükseltmeler bilgili bir tamirci tarafından yapılmalıdır ve bu da çok fazla israfa yol açar. VVTL-i sistemli motorlarda, eksantrik millerinde farklı profillere sahip birkaç kam seti bulunur. İçten yanmalı motor rölantideyken, standart elemanlar işlevlerini yerine getirir. Krank mili rpm 6 bin işaretini geçer geçmez, eksantrik mili, başka bir kam seti devreye girdiği için hafifçe kayar. Motor 8.5 bine kadar döndüğünde ve üçüncü kam seti çalışmaya başladığında benzer bir süreç meydana gelir ve bu da fazları daha da genişletir.
3. Vana açılma yüksekliğinde değişiklik. Bu geliştirme, zamanlamanın çalışma modlarını aynı anda değiştirmenize ve ayrıca gaz kelebeği valfini hariç tutmanıza olanak tanır. Bu tür mekanizmalarda, gaz pedalına basılması, giriş valflerinin açılma kuvvetini etkileyen mekanik bir cihazı harekete geçirir. Bu sistem yakıt tüketimini yaklaşık yüzde 15 azaltır ve ünitenin gücünü aynı miktarda artırır. Daha modern motorlarda mekanik değil elektromanyetik bir analog kullanılır. İkinci seçeneğin avantajı, elektroniklerin valf açma modlarını daha verimli ve sorunsuz bir şekilde değiştirebilmesidir. Kaldırma yüksekliği ideale yakın olabilir ve açılma süreleri önceki versiyonlara göre daha geniş olabilir. Yakıt tasarrufu uğruna böyle bir gelişme, bazı silindirleri bile kapatabilir (bazı valfleri açmayın). Bu motorlar, otomobil durduğunda sistemi etkinleştirir, ancak içten yanmalı motorun kapatılmasına gerek yoktur (örneğin, trafik ışığında) veya sürücü, içten yanmalı motorla aracı yavaşlattığında.

Neden valf zamanlamasını değiştirmelisiniz?

Valf zamanlamasını değiştiren mekanizmaların kullanımı şunları sağlar:

• Güç ünitesinin kaynağını, operasyonunun farklı modlarında kullanmak daha verimlidir;
• Özel bir eksantrik mili takmaya gerek kalmadan gücü artırın;
• Aracı daha ekonomik hale getirin;
• Yüksek hızlarda silindirlerin etkili bir şekilde doldurulmasını ve havalandırılmasını sağlayın;
• Hava-yakıt karışımının daha verimli yanması nedeniyle nakliye sırasında çevre dostluğunu artırın.

İçten yanmalı motorun farklı çalışma modları, FGR'yi değiştirmek için mekanizmaları kullanarak valf zamanlamasının kendi parametrelerini gerektirdiğinden, makine ideal güç, tork, çevre dostu ve ekonomi parametrelerine karşılık gelebilir. Şimdiye kadar hiçbir üreticinin çözemediği tek sorun, cihazın yüksek maliyeti. Standart bir motorla karşılaştırıldığında, benzer bir mekanizma ile donatılmış bir analog neredeyse iki katına mal olacak.

Bazı sürücüler, arabanın gücünü artırmak için değişken valf zamanlama sistemleri kullanır. Bununla birlikte, modifiye edilmiş bir triger kayışı yardımıyla, üniteden maksimum miktarı sıkmak imkansızdır. Diğer olasılıklar hakkında bilgi edinin burada.

Sonuç olarak, değişken valf zamanlama sisteminin çalışması için küçük bir görsel yardım sunuyoruz:

CVVT örneğini kullanan değişken valf zamanlama sistemi

Sorular ve Cevaplar:

Valf zamanlaması nedir? Bu, vananın (giriş veya çıkış) açıldığı / kapandığı andır. Bu terim, motor krank mili dönüş derecesi olarak ifade edilir.

ЧValf zamanlamasını ne etkiler? Valf zamanlaması motor çalışma modundan etkilenir. Zamanlamada faz kaydırıcı yoksa, maksimum etki yalnızca belirli bir motor devri aralığında elde edilir.

Valf zamanlama şeması ne için? Bu diyagram, silindirlerdeki doldurma, yanma ve temizlemenin belirli bir RPM aralığında ne kadar verimli gerçekleştiğini gösterir. Valf zamanlamasını doğru bir şekilde seçmenizi sağlar.