Mühərrikin işi — güc çıxışı, fırlanma momenti, yanacaq qənaəti və tullantılar daxil olmaqla — onlarla dəqiq tənzimlənmiş amildən asılıdır. Ən vacib, lakin çox vaxt nəzərdən qaçırılanlardan biri klapan vaxtlamasıdır: hər mühərrik dövründə giriş və işlənmiş qaz klapanlarının açılıb-bağlandığı dəqiq an. Dəyişən klapan vaxtlaması (VVT) sistemləri bu vaxtlamanı bütün sürüş şəraitlərində optimallaşdırmaq üçün hazırlanmışdır və müasir mühərriklərin işini kökündən dəyişmişdir.
Ənənəvi mühərrikdə klapanlar necə idarə olunur
Ənənəvi dördtaktlı daxili yanma mühərrikində giriş və işlənmiş qaz klapanları paylayıcı val çıxıntıları (kulaçoklar) tərəfindən hərəkətə gətirilir. Bu çıxıntıların forması üç əsas xüsusiyyəti müəyyən edir:
- Vaxtlama — klapanın porşenin mövqeyinə görə nə vaxt açılıb-bağlanması
- Müddət — klapanın nə qədər müddət açıq qalması (fazanın eni)
- Qalxma — klapanın yuvasından nə qədər uzağa hərəkət etməsi
Əksər ənənəvi mühərriklərdə bu fazalar sabitdir — istər tıxacda boş gedişdə dayanmısınız, istər magistralda sürət yığırsınız, paylayıcı val profili heç vaxt dəyişmir. Bu sərtlik fundamental bir məhdudiyyətdir.
Sabit klapan vaxtlaması niyə problemdir
Silindrin, giriş kanallarının və işlənmiş qaz kanallarının içindəki qazın davranışı mühərrikin dövrlər sayından və yükündən asılı olaraq əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir. Axın sürəti daim dəyişir və giriş ilə işlənmiş qaz traktlarındakı təzyiq dalğaları vaxtlamadan asılı olaraq silindrin doldurulmasına ya kömək edə, ya da zərər verə bilər. Buna görə də vahid sabit klapan vaxtlaması parametri bütün iş şəraitlərində optimal ola bilməz.
İdeal klapan vaxtlaması iki ümumi ssenari arasında belə fərqlənir:
- Boş gedişdə: Dar klapan vaxtlaması fazaları ən yaxşı işləyir — gec açılma və erkən bağlanma, minimal və ya sıfır klapan üst-üstə düşməsi ilə (giriş və işlənmiş qaz klapanlarının eyni vaxtda açıq olduğu qısa müddət). Bu, işlənmiş qazların giriş kollektoruna geri itilməsinin və ya yanmamış qarışığın işlənmiş qaz sisteminə qaçmasının qarşısını alır.
- Maksimum gücdə: Geniş fazalar lazımdır — klapanlar silindrlərə maksimum həcmdə hava-yanacaq qarışığı buraxmaq üçün daha tez açılmalı və daha uzun müddət açıq qalmalıdır. Daha geniş üst-üstə düşmə fazası həm də yüksək dövrlərdə işlənmiş qazları daha səmərəli təmizləməyə kömək edir.
Beləliklə, mühərrik dizaynerləri çətin kompromislərə getməyə məcbur olurlar. Vahid sabit paylayıcı val profili eyni anda aşağıdakıları təmin etməlidir:
- Aşağı və orta dövrlərdə güclü fırlanma momenti
- Yüksək dövrlərdə qənaətbəxş güc
- Hamar, sabit boş gediş
- Yaxşı yanacaq qənaəti və aşağı tullantılar
Bütün bu tələbləri bir statik paylayıcı val profili ilə ödəmək demək olar ki, mümkün deyil — məhz buna görə də dəyişən klapan vaxtlaması icad edilmişdir.
Dəyişən klapan vaxtlaması nə edir
Dəyişən klapan vaxtlaması sistemləri mühərrikin klapan davranışının real vaxtda dəyişən sürüş şəraitlərinə uyğunlaşmasına imkan verir. Faza vaxtlamasını, müddətini və qalxmasını tənzimləməklə mühəndislər mexaniki kompromisə getmədən mühərrikin güc əyrisini əhəmiyyətli dərəcədə dəyişə bilərlər. Potensial üstünlüklərə bunlar daxildir:
- Daha geniş dövrlər diapazonunda artmış fırlanma momenti
- Daha yüksək pik güc çıxışı
- Təkmilləşdirilmiş yanacaq qənaəti
- Azaldılmış işlənmiş qaz tullantıları
- Daha hamar boş gediş və qaz pedalına reaksiya
Dəyişən klapan vaxtlaması sistemlərinin növləri
Faza dəyişdiriciləri (paylayıcı val fazalandırıcıları)
Ən geniş yayılmış VVT yanaşması faza dəyişdiricisindən istifadə edir — paylayıcı valı dirsəkli vala nisbətən fırladan hidravlik idarə olunan ilişmə muftası. Mühərrikin dövrlər sayı artdıqca sistem giriş paylayıcı valını irəli sürür və bu, giriş klapanlarının daha tez açılmasına səbəb olur. Bu, yüksək dövrlərdə silindrin doldurulmasını yaxşılaşdırır. Əksər tətbiqlər yalnız giriş valı üzərində işləyir, baxmayaraq ki, iki vallı sistemlər (məsələn, BMW-nin Double VANOS-u) həm giriş, həm də işlənmiş qaz vaxtlamasını müstəqil şəkildə tənzimləyir.
Dəyişən faza eni sistemləri
Daha təkmil sistemlər sadəcə fazanı dəyişdirməkdən kənara çıxır — onlar fazanı genişləndirə və ya daralda da bilirlər. Məşhur nümunə Toyota-nın VVTL-i sistemidir, hansı ki, eyni val üzərində iki paylayıcı profil istifadə edir:
- 6000 dövr/dəq-dən aşağı standart paylayıcı çıxıntısı klapan hərəkətini idarə edir
- 6000 dövr/dəq-dən yuxarı daha aqressiv profilə malik ikinci paylayıcı idarəni öz üzərinə götürür, vaxtlama fazasını genişləndirir və klapan qalxmasını artırır
- Mühərrik 8500 dövr/dəq qırmızı xəttinə yaxınlaşdıqca bu keçid özünəməxsus güc artımı verir — güclü sürətlənmə zamanı hiss olunan “ikinci nəfəs”
Dəyişən klapan qalxması sistemləri
Klapanların nə vaxt açılmasını dəyişdirmək bir şeydir — onların nə qədər açılmasını dəyişdirmək isə başqa bir şey. BMW-nin Valvetronic və ya Nissan-ın VVEL kimi dəyişən qalxma sistemləri giriş klapanı qalxmasının qaz pedalının mövqeyinə əsasən fasiləsiz tənzimlənməsinə imkan verir.
Bu yanaşma əhəmiyyətli bir üstünlük təklif edir: o, ənənəvi drossel klapanına ehtiyacı aradan qaldıra bilər. Bunun niyə vacib olduğunu izah edək:
- Ənənəvi drossel aşağı yüklərdə giriş traktında qismən vakuum yaradır və nasos itkilərini artırır
- Bu vakuum qaz axınını ləngidir, silindrin doldurulma keyfiyyətinə zərər verir və qaz pedalına reaksiyanı kü/zləşdirir
- Mühərrik yükünü bunun əvəzinə klapan qalxması ilə idarə etməklə giriş əsasən maneəsiz qala bilər
Nəticələr əhəmiyyətlidir. Drosselsiz dəyişən qalxma sistemləri adətən bunları təmin edir:
- Yanacaq qənaətində 8–15% yaxşılaşma
- Həm pik gücdə, həm də fırlanma momentində 5–15% artım
- Xüsusilə aşağı sürətlərdə nəzərəçarpacaq dərəcədə daha kəskin qaz pedalına reaksiya
Elektromaqnit klapan idarəetməsi
Klapan idarəetməsində ən təkmil konsepsiya mexaniki paylayıcı valları tamamilə elektromaqnit idarə olunan klapanlarla əvəz edir. Hər klapan elektron solenoidlər vasitəsilə müstəqil şəkildə açılıb-bağlanır və bu, mühərrikin idarəetmə sisteminə hər dövrdə hər bir klapan üçün vaxtlama, qalxma və müddət üzərində tam azadlıq verir.
Bunun açdığı imkanlar diqqətəlayiqdir:
- Hər dövr və yük şəraiti üçün mükəmməl optimallaşdırılmış klapan vaxtlaması
- Yanacağa qənaət etmək üçün yüngül yüklə sürüş zamanı ayrı-ayrı silindrlərin söndürülməsi
- Yanma dövrləri arasında dinamik keçid — məsələn, dördtaktlı mühərriki iş zamanı altıtaktlı konfiqurasiyaya çevirmək
- Paylayıcı valın və əlaqəli mexaniki itkilərin tamamilə aradan qaldırılması
Elektromaqnit klapan mexanizmləri əsasən hələ də tədqiqat və inkişaf mərhələsindədir, lakin onların daxili yanma səmərəliliyini yenidən müəyyənləşdirmək potensialı əhəmiyyətlidir. Yaxın gələcəkdə kütləvi istehsala çatıb-çatmayacaqları isə hələ məlum deyil.
Yekun nəticə
Dəyişən klapan vaxtlaması müasir mühərrik istehsalında ən təsirli texnologiyalardan biridir. Klapan davranışını hər sürüş şəraitinə — şəhərdəki boş gedişdən tam qazla sürətlənməyə qədər — uyğunlaşdırmaqla VVT sistemləri mühəndislərə eyni anda sabit vaxtlamalı dizaynların heç vaxt edə bilməyəcəyi qədər güclü, daha səmərəli və daha təmiz mühərriklər yaratmağa imkan verir.
Bununla belə, klapan vaxtlamasının optimallaşdırılmasının öz hüdudları var. Müəyyən işçi həcmdən gücdə, fırlanma momentində və səmərəlilikdə daha çox qazanc əldə etmək getdikcə daha çox digər texnologiyalardan asılı olacaq — birləşdirilmiş məcburi doldurma sistemləri, dəyişən sıxılma dərəcəli mühərriklər və alternativ yanacaqlar. Lakin bu, başqa bir məqalənin mövzusudur.
Bu, tərcümədir. Orijinalı burada oxuya bilərsiniz: https://www.drive.ru/technic/4efb330700f11713001e33f9.html
Nəşr edilmişdir yanvar 13, 2022 • oxumaq üçün 6m
