Зменная часавая рэгуляцыя клапанаў шырока прызнана адным з найбольш эфектыўных спосабаў павышэння эфектыўнасці рухавікоў унутранага згарання (РУЗ). Сучасныя рухавікі звычайна рэгулююць фазы газаразмеркавання на ўпуску і/або выпуску, а некаторыя ідуць далей, змяняючы вышыню пад’ёму клапана. Аднак гэтыя сістэмы ўсё яшчэ працуюць у рамках механічных абмежаванняў — зрушэнне размеркавальнага вала на некалькі градусаў або пераключэнне паміж профілямі кулачкоў. Інтэлектуальнае кіраванне клапанамі (IVA), распрацаванае брытанскай кампаніяй Camcon Automotive, цалкам ліквідуе гэтыя абмежаванні, прапаноўваючы поўную і праграмуемую свабоду кіравання клапанамі.
Як працуе інтэлектуальнае кіраванне клапанамі?
У адрозненне ад звычайных сістэм, IVA прызначае кожнаму асобнаму клапану выдзелены размеркавальны вал. Замест бесперапыннага вярчэння кожны размеркавальны вал круціцца толькі тады, калі клапан трэба адкрыць або закрыць — чаргуючы кірунак з кожным спрацоўваннем. Злучэнне паміж размеркавальным валам і клапанам выкарыстоўвае механізм дэсмадромнага кіравання клапанамі, гэта значыць і такты адкрыцця, і закрыцця механічна прыводзяцца ў рух, а не залежаць ад зваротнай спружыны.
Такая архітэктура забяспечвае ўзровень дакладнасці і гнуткасці, якога не можа дасягнуць ніякая звычайная сістэма. З дапамогай IVA інжынеры і праграмісты могуць:
- Адкрываць клапаны значна хутчэй, чым у традыцыйным РУЗ
- Утрымліваць клапаны амаль нерухомымі ў любым становішчы пасярэдзіне ходу
- Адкрываць клапан двойчы за адзін ход поршня
- Цалкам змяняць парадак запальвання цыліндраў праз праграмнае забеспячэнне
- Вызначаць унікальны профіль пад’ёму і зачынення клапана для кожнага асобнага цыліндра
- Мяняць любы з гэтых параметраў у рэальным часе падчас працы рухавіка
Тэрмадынамічная гнуткасць: Любы цыкл па запыту
Адной з самых выдатных магчымасцей IVA з’яўляецца яго здольнасць пераключацца паміж тэрмадынамічнымі цыкламі на хаду. Звычайны РУЗ, аснашчаны IVA, можа рэалізаваць любы з наступных цыклаў проста шляхам абнаўлення праграмнага забеспячэння:
- Цыкл Ота — стандартны цыкл бензінавага рухавіка
- Цыкл Мілера/Аткінсана — для паляпшэння цеплавой эфектыўнасці пры частковай нагрузцы
- Аднастайнае зарадавае кампрэсійнае запальванне (HCCI) — для больш чыстага і эфектыўнага згарання
- Кампрэсійнае запальванне, кіраванае іскрай (SPCCI) — серыйны варыянт HCCI ад Mazda
- Двухтактны цыкл — для больш высокай удзельнай магутнасці
- 12-тактны цыкл — звышэфектыўны рэжым для руху з малой нагрузкай
12-тактны цыкл заслугоўвае асаблівай увагі. Ён грунтуецца на даўно вядомай канцэпцыі дэактывацыі цыліндраў, але з істотнай адрознасцю: у звычайным РУЗ электроніка выключае фіксаваны набор цыліндраў на працяглы перыяд, выклікаючы няроўнамернае размеркаванне цяпла. З IVA усе цыліндры застаюцца актыўнымі, але кожны запальваецца адзін раз кожныя тры рабочыя такты — або адзін раз кожныя 12 цыклаў. Гэта падтрымлівае ўсе цыліндры пры нармальнай рабочай тэмпературы і адначасова значна зніжае расход паліва пры малых нагрузках.
IVA у параўнанні з іншымі бескулачковымі тэхналогіямі клапанаў
Camcon Automotive не першая кампанія, якая імкнецца да цалкам пераменнага кіравання клапанамі. Некалькі буйных гульцоў даследавалі падобныя канцэпцыі на працягу гадоў:
- General Motors і Ford — ранейшыя даследчыя праграмы па цалкам пераменным кіраванні клапанамі
- Ricardo і Lotus Engineering — інжынерныя даследаванні і прататыпныя сістэмы
- FreeValve / Qamfree — цалкам бескулачковая сістэма, першапачаткова распрацаваная ў Koenigsegg і працягнутая праз партнёрства FreeValve і Qoros
У той час як такія сістэмы, як Qamfree, цалкам выдаляюць кулачковы вал, Camcon абраў адваротны падыход: даць кожнаму клапану ўласны выдзелены кулачковы вал. Гэта захоўвае механічную надзейнасць і дакладнасць кулачковага прывада, забяспечваючы пры гэтым праграмуемасць цалкам электроннай сістэмы.
Паляпшэнне эфектыўнасці і шлях да вытворчасці
Вынікі паказчыкаў і эфектыўнасці прататыпаў IVA з’яўляюцца перспектыўнымі. Паводле распрацоўшчыкаў Camcon Automotive:
- Выкіды CO₂ могуць быць зніжаны на 15–20% у параўнанні са звычайным рухавіком
- Выпрабаванне прататыпа на турбінным 2,0-літровым чатырохцыліндравым рухавіку прадэманстравала паляпшэнне паліваэканомнасці на 7,5%
- Расход паліва бензінавага рухавіка IVA быў бы у цэлым параўнальным з дызельным рухавіком
- Серыйна вырабляемыя сістэмы IVA будуць танней за гібрыдны сілавы агрэгат
Camcon Automotive прапануе два шляхі на рынак: прамое пастаўленне вытворцам камплектаў актуатараў IVA і абсталявання для адаптацыі рухавіка, або партнёрства з існуючымі пастаўшчыкамі аўтамабільных кампанентаў. Кампанія прагназуе, што серыйна вырабляемыя аўтамабілі з IVA могуць з’явіцца ў межах пяці гадоў пасля камерцыялізацыі.
Гэта пераклад. Арыгінал можна прачытаць тут: https://www.drive.ru/technic/5be19fd7ec05c4bb5c00003d.html
Апублікавана Верасень 16, 2021 • 4 хв на чытанне
