در طول مدت زمان و لحظه ای که در آن سوپاپ های ورودی و تخلیه باز و بسته می شوند، تنها در دور موتور خاص و مشخصی حداکثر بازده را ایجاد می کند و هر چه دور موتور تغییر بیشتری نماید، بازده موتور کاهش پیدا می کند، به همین دلیل مهندسن سیستمی را در موتورهای جدیدتر ابداع کرد ه اند که تایمینگ یا زمانبندی با توجه به دور موتور تغییر پیدا می نماید.
برای آنکه وضع تنفس بهینه باشد، موتور به زمانبندی مختلف سوپاپ در سرعتهای مختلف نیاز دارد. وقتی که سرعت موتور افزایش مییابد، زمان لازم برای تنفس و تخلیه کم می شود و بنابراین فرصت کافی برای ورود مخلوط تازه به درون موتور و محفظه احتراق و خروج سریع دود از موتور وجود ندارد. بنابراین بهترین راه حل این است که سوپاپ دود دیرتر بسته شده و سوپاپ هوا زودتر باز شود. به عبارت بهتر همپوشانی سوپاپهای دود و هوا باید متناسب با افزایش سرعت بیشتر شود.
بدون استفاده از فنآوری زمانبندی متغیر سوپاپها، مهندسین مجبورند زمانبندی میانهای را برای موتور انتخاب کنند. برای مثال در یک خودروی باری ممکن است زاویه همپوشانی کمی درنظر گرفته شود زیرا عموما آن را با سرعت کم میرانند. برعکس یک خودرو مسابقهای نیازمند زاویه همپوشانی زیاد است زیرا باید در حداکثر سرعت، حداکثر قدرت را داشته باشد.
یک خودروی معمولی از زاویه همپوشانی متوسط برخوردار است زیرا چه در سرعت کم و چه در سرعت زیاد باید کارکرد مناسبی داشته باشد و نمی توان در این خودروها یک ناحیه را قربانی ناحیه دیگر کرد درصورتیکه در خودروی مسابقه یا خودروی باری می توان ناحیهای از عملکرد را که کمتر مورد توجه می باشد را قربانی ناحیه دیگر نمود. با استفاده از زمانبندی متغیر سوپاپ، قدرت و گشتاور می تواند در ناحیه وسیعی از سرعت بهینه شود. بدون آنکه اثر منفی برروی سایر کمیتها دیده شود.
نتایج اصلی حاصل از به کارگیری VVT به شرح زیر است:
سازوکار تغییر زاویه بادامک
زمانبندی متغیر سوپاپ از نوع تغییر زاویه بادامک سادهترین، ارزانترین، و متداولترین سازوکاری است که درحال حاضر مورد استفاده قرار می گیرد. اساسا این سازوکار زمانبندی سوپاپها را با تغییر دادن زاویه زمانبندی میل بادامک تغییر می دهد. به عنوان مثال در سرعت زیاد میل بادامک تنفس به اندازه 30 درجه چرخانده می شود تا سوپاپ هوا زودتر بازشود. این حرکت با استفاده از عملگر هیدرولیکی اعمال شده و مقدار جابه جایی مورد نیاز توسط سیستم کنترل الکترونیک موتور مراقبت و تنظیم می شود.
توجه داشته باشید که سازوکار تغییر زاویه بادامک نمی تواند زاویه بازبودن سوپاپ را تغییر دهد و فقط دیر یا زود باز شدن سوپاپ تنفس را تغییر می دهد. در نتیجه اگر سوپاپ هوا زود باز شود، زود هم بسته می شود و اگر دیر باز شود، دیرهم بسته می شود. همچنین نمی تواند کورس بازشدن سوپاپ را نیز تغییر دهد. با این وجود سادهترین، و ارزانترین شکل سازوکار زمانبندی متغیر سوپاپ محسوب می شود. زیرا برخلاف سایر سازوکارها که برای هر سیلندر یک عملگر مستقل نیاز دارد، این سازوکار برای هر میل بادامک تنها به یک عملگر هیدرولیکی نیاز دارد.
تغییر پیوسته یا گسسته زاویه میل بادامک
ساده ترین سازوکار تغییر زاویه بادامک فقط 2 یا 3 نقطه ثابت برای تغییر زاویه دارد، مثلا زاویه 0 و 30 درجه. سیستم بهتر سازوکار تغییر پیوسته زاویه بادامک می باشد که هر زاویهای بین 0 تا 30 درجه را برحسب سرعت پوشش می دهد. واضح است که بدین ترتیب زمانبندی بهنیه برای هرسرعتی قابل تنظیم است، ضمن آنکه تغییرات نیز با پیوستگی صورت می گیرد که مزیت مهمی است.
برروی هر دو میل بادامک تنفس و تخلیه سازوکار تغییر پیوسته زاویه بادامک قرار دارد و موجب می شود تا قیچی سوپاپ یا همپوشانی بیشتری به دست آمده و بازدهی بیشتری حاصل شود. به همین دلیل است که خودروی M3 3.2 از نمونه قبلی خود M3 3.0که فقط روی میل بادامک تنفس عملگر تغییر پیوسته زاویه بادامک دارد، بازدهی بیشتری داشته و قدرت 100 اسب بخار در هر لیتر تولید می کند.در سری E46 این سازوکار برروی میل بادامک تنفس 40 درجه و بروی میل بادامک دود 25 درجه تغییر زاویه ایجاد می کند.
سازوکار تعویض بادامک
شرکت هوندا در دهه 80 میلادی با ارائه سیستم معروف به VTEC پیشگام استفاده از VVT در خودروهای سواری محسوب می شود. این عنوان در واقع مخفف Valve Timing Electronic Control بوده و برای اولین بار در خودروی Civic CRX و Civic NS-X مورد استفاده قرار گرفت و پس ا آن برروی سایر مدلها رایج گردید.
این سیستم در واقع از دو سری بادامک با شکل نیمرخ تشکیل شده تا زمانبندی متفاوتی را تولید نماید. یک سری از بادامکها در شرایط عادی و سرعت کمتر از 4500 دور در دقیقه مورد استفاده قرار می گیرد. مجموعه دیگر بادامکها مربوط به سرعت بیشتر است. بدیهی است که چنین سازوکاری قادر به تغییر پیوسته زمانبندی دریچه ها نیست و در نتیجه در سرعت کمتر از 4500 دور در دقیقه خودرو حرکت نرمی داشته و در سرعت بیشتر از آن به طور ناگهانی اوضاع تغییر می کند.
این مجموعه توان بیشینه را افزایش داده و سرعت دورانی بیشینه موتور را مانند یک خودروی مجهز به میل بادامک مسابقهای، به بیش از 8000 دور دقیقه میرساند و موجب می شود تا در یک موتور 1600 سی سی توان بیشینه 30 اسب بخار افزایش یابد.
با این وجود برای رسیدن به چنین توان قابل توجهی باید سرعت موتور از مقدار معینی بیشتر باشد و رسیدن به آن نیازمند تعویض دنده مکرر خواهد بود. شرکت هوندا اخیرا در برخی مدلها سیستم VTEC دو مرحلهای را به یک سیستم 3 مرحلهای توسعه داده است. اگرچه این مجموعه همچنان نسبت به سیستمهای تغییر پیوسته زاویه بادامک ضعیفتر می باشد ولی چون می تواند ارتفاع گشودگی سوپاپها را نیز تغییر دهد، یک سازوکار VVT قدرتمند محسوب می شود.
در برخی طراحی ها، کورس بازشدن سوپاپ نیز می تواند متناسب با سرعت موتور تغییر کند. در سرعت دورانی زیاد، کورس زیادتر سوپاپ جریان تخلیه و تنفس را تسریع کرده، و تنفس و تخلیه بهتر می شود. البته در سرعت دورانی کم کورس زیاد سوپاپ تنفس اثر منفی برکیفیت مخلوط سوخت و هوا داشته و اختلاط آنها را با اشکال مواجه می کند، در نتیجه موجب بروز بدسوزی و کاهش کارآیی و توان می شود. بنابراین کورس جابه جایی سوپاپ باید متناسب با سرعت موتور متغیر باشد.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
