Varijabilno upravljanje razvodom ventila široko je prepoznato kao jedan od najefikasnijih načina za poboljšanje efikasnosti motora s unutarnjim sagorijevanjem (ICE). Moderni motori obično prilagođavaju faze distribucije gasa na usisu i/ili ispuhu, a neki idu korak dalje variranjem visine podizanja ventila. Međutim, ovi sistemi još uvijek rade unutar mehaničkih ograničenja — pomicanjem bregaste osovine za nekoliko stepeni ili prebacivanjem između profila bregaste osovine. Inteligentna aktivacija ventila (IVA), razvijena od strane britanske kompanije Camcon Automotive, u potpunosti eliminira ta ograničenja, nudeći potpunu i programabilnu slobodu nad kontrolom ventila.
Kako funkcionira inteligentna aktivacija ventila?
Za razliku od konvencionalnih sistema, IVA dodjeljuje posebnu bregastu osovinu svakom pojedinačnom ventilu. Umjesto kontinuiranog rotiranja, svaka bregasta osovina se okreće samo kada je potrebno otvoriti ili zatvoriti ventil — mijenjajući smjer pri svakoj aktivaciji. Veza između bregaste osovine i ventila koristi mehanizam desmodromske kontrole ventila, što znači da su i otvaranje i zatvaranje mehanički pokretani, umjesto da se oslanjaju na povratnu oprugu.
Ova arhitektura omogućava razinu preciznosti i fleksibilnosti kojoj nijedan konvencionalni sistem ne može parirati. S IVA-om, inženjeri i programeri mogu:
- Otvarati ventile značajno brže nego u tradicionalnom ICE-u
- Držati ventile gotovo nepomično u bilo kojoj poziciji tokom hoda
- Otvoriti ventil dvaput unutar jednog hoda klipa
- Potpuno promijeniti redoslijed paljenja cilindara putem softvera
- Definirati jedinstven profil podizanja i zatvaranja ventila za svaki pojedinačni cilindar
- Modificirati bilo koji od ovih parametara u stvarnom vremenu dok motor radi
Termodinamička fleksibilnost: Bilo koji ciklus na zahtjev
Jedna od najizvanrednijih sposobnosti IVA-e je mogućnost prebacivanja između termodinamičkih ciklusa u hodu. Konvencionalni ICE opremljen IVA-om može implementirati bilo koji od sljedećih ciklusa jednostavnim ažuriranjem softvera:
- Ottov ciklus — standardni ciklus benzinskog motora
- Miller/Atkinsonov ciklus — za poboljšanu termalnu efikasnost pri djelomičnom opterećenju
- Homogeno punjenje kompresijskim paljenjem (HCCI) — za čišće i efikasnije sagorijevanje
- Kompresijsko paljenje kontrolirano iskrom (SPCCI) — Mazdin proizvodni varijant HCCI-ja
- Dvotaktni ciklus — za veću gustoću snage
- 12-taktni ciklus — super-efikasan način rada pri vožnji s malim opterećenjem
12-taktni ciklus zaslužuje posebnu pažnju. Gradi se na dugogodišnjem konceptu deaktivacije cilindra, ali s ključnom razlikom: u konvencionalnom ICE-u, elektronika isključuje fiksni skup cilindara na duže periode, uzrokujući neravnomjernu toplinsku distribuciju. S IVA-om, svi cilindri ostaju aktivni, ali svaki pali jednom na svaka tri radna hoda — ili jednom na svakih 12 ciklusa. Ovo održava sve cilindre na normalnoj radnoj temperaturi, istovremeno drastično smanjujući potrošnju goriva pri malim opterećenjima.
IVA u poređenju s drugim tehnologijama ventila bez bregaste osovine
Camcon Automotive nije prva kompanija koja je istraživala potpuno varijabilnu kontrolu ventila. Nekoliko velikih igrača istraživalo je slične koncepte tokom godina:
- General Motors i Ford — rani istraživački programi u oblasti potpuno varijabilne aktivacije ventila
- Ricardo i Lotus Engineering — inženjerske studije i prototip sistemi
- FreeValve / Qamfree — potpuno sistem bez bregaste osovine, prvobitno razvijen u Koenigseggu i nastavljen kroz partnerstvo FreeValve i Qoros
Tamo gdje sistemi poput Qamfree-a u potpunosti uklanjaju bregastu osovinu, Camcon je prihvatio suprotan pristup: dajući svakom ventilu vlastitu namjensku bregastu osovinu. Ovo čuva mehaničku pouzdanost i preciznost aktivacije pogonske bregaste osovine, istovremeno pružajući programabilnost potpuno elektronskog sistema.
Poboljšanja efikasnosti i put do serijske proizvodnje
Rezultati performansi i efikasnosti IVA prototipova su obećavajući. Prema razvojnim inženjerima kompanije Camcon Automotive:
- Emisije CO₂ mogle bi biti smanjene za 15–20% u poređenju s konvencionalnim motorom
- Testiranje prototipa na turbopunjenom četverocilindričnom motoru od 2,0 litara pokazalo je poboljšanje ekonomičnosti goriva od 7,5%
- Potrošnja goriva benzinskog IVA motora bila bi u osnovi usporediva s dizelskim motorom
- Serijski IVA sistemi bili bi jeftiniji od hibridnog pogonskog sklopa
Camcon Automotive nudi dva puta do tržišta: direktno snabdijevanje proizvođača IVA aktuatorskim kompletima i hardverom za prilagodbu motora, ili partnerstvo s postojećim dobavljačima automobilskih komponenti. Kompanija predviđa da bi vozila opremljena IVA-om mogla stići na tržište u roku od pet godina od komercijalizacije.
Ovo je prijevod. Originalni tekst možete pročitati ovdje: https://www.drive.ru/technic/5be19fd7ec05c4bb5c00003d.html
Objavljeno septembar 16, 2021 • 4m za čitanje
