Varijabilno upravljanje ventilima široko je prepoznato kao jedan od najučinkovitijih načina poboljšanja učinkovitosti motora s unutarnjim izgaranjem (MUO). Moderni motori obično prilagođavaju faze distribucije plina na usisu i/ili ispuhu, a neki idu dalje variranjem visine podizanja ventila. Međutim, ti sustavi još uvijek rade unutar mehaničkih ograničenja — pomicanjem bregastih osovina za nekoliko stupnjeva ili prebacivanjem između profila bregova. Inteligentno aktiviranje ventila (IVA), koje je razvila britanska tvrtka Camcon Automotive, u potpunosti eliminira ta ograničenja, nudeći potpunu i programabilnu slobodu upravljanja ventilima.
Kako funkcionira inteligentno aktiviranje ventila?
Za razliku od konvencionalnih sustava, IVA svakom pojedinačnom ventilu dodjeljuje zasebnu bregastu osovinu. Umjesto kontinuiranog rotiranja, svaka bregasta osovina se okreće samo kada ventil treba otvoriti ili zatvoriti — mijenjajući smjer pri svakom aktiviranju. Veza između bregaste osovine i ventila koristi mehanizam desmodromskog upravljanja ventilima, što znači da su i hod otvaranja i hod zatvaranja mehanički pokretani, a ne oslanjaju se na povratnu oprugu.
Ova arhitektura omogućuje razinu preciznosti i fleksibilnosti kojoj nijedan konvencionalni sustav ne može parirati. S IVA-om, inženjeri i programeri mogu:
- Otvarati ventile znatno brže nego u tradicionalnom MUO
- Zadržavati ventile gotovo nepomično u bilo kojem položaju sredinom hoda
- Otvoriti ventil dvaput unutar jednog hoda klipa
- Potpuno promijeniti redoslijed paljenja cilindara putem softvera
- Definirati jedinstveni profil podizanja i zatvaranja ventila za svaki pojedini cilindar
- Mijenjati bilo koji od ovih parametara u stvarnom vremenu dok motor radi
Termodinamička fleksibilnost: Bilo koji ciklus na zahtjev
Jedna od najznačajnijih mogućnosti IVA-e je sposobnost prebacivanja između termodinamičkih ciklusa u hodu. Konvencionalni MUO opremljen IVA-om može implementirati bilo koji od sljedećih ciklusa jednostavnim ažuriranjem softvera:
- Ottov ciklus — standardni ciklus benzinskog motora
- Miller/Atkinsonov ciklus — za poboljšanu toplinsku učinkovitost pri djelomičnom opterećenju
- Homogeno punjenje kompresijskim paljenjem (HCCI) — za čišće i učinkovitije izgaranje
- Kompresijsko paljenje kontrolirano iskrom (SPCCI) — Mazdina serijska inačica HCCI-ja
- Dvotaktni ciklus — za veću gustoću snage
- 12-taktni ciklus — super učinkovit način rada pri vožnji s malim opterećenjem
12-taktni ciklus zaslužuje posebnu pozornost. Temelji se na odavno uspostavljenom konceptu deaktivacije cilindara, ali s ključnom razlikom: u konvencionalnom MUO, elektronika isključuje fiksni skup cilindara na dulje vremensko razdoblje, uzrokujući nejednaku toplinsku distribuciju. S IVA-om, svi cilindri ostaju aktivni, ali svaki pali jednom svakih tri radna hoda — ili jednom svakih 12 ciklusa. Time se svi cilindri zadržavaju na normalnoj radnoj temperaturi uz dramatično smanjenje potrošnje goriva pri malim opterećenjima.
IVA u odnosu na ostale tehnologije ventila bez bregaste osovine
Camcon Automotive nije prva tvrtka koja istražuje potpuno varijabilno upravljanje ventilima. Nekoliko velikih igrača istraživalo je slične koncepte kroz godine:
- General Motors i Ford — rani istraživački programi potpuno varijabilnog aktiviranja ventila
- Ricardo i Lotus Engineering — inženjerske studije i prototipni sustavi
- FreeValve / Qamfree — sustav potpuno bez bregaste osovine, izvorno razvijen u tvrtki Koenigsegg i nastavljen kroz partnerstvo FreeValve i Qoros
Tamo gdje sustavi poput Qamfree u potpunosti uklanjaju bregastu osovinu, Camcon je krenuo suprotnim pristupom: davanjem svakom ventilu vlastite namjenske bregaste osovine. Time se čuva mehanička pouzdanost i preciznost aktiviranja pogonjenoga bregom, uz istovremenu programabilnost potpuno elektroničkog sustava.
Poboljšanja učinkovitosti i put do serijske proizvodnje
Rezultati performansi i učinkovitosti IVA prototipova su obećavajući. Prema razvojnim inženjerima tvrtke Camcon Automotive:
- Emisije CO₂ mogle bi se smanjiti za 15–20% u usporedbi s konvencionalnim motorom
- Testiranje prototipa na turbo punjenom četverocilindarskom motoru od 2,0 litre pokazalo je poboljšanje ekonomičnosti goriva od 7,5%
- Potrošnja goriva benzinskog IVA motora bila bi u osnovi usporediva s dizelskim motorom
- Serijski IVA sustavi bili bi jeftiniji od hibridnog pogonskog sklopa
Camcon Automotive nudi dva puta do tržišta: izravno opskrbljivanje proizvođača IVA aktuatorskim kompletima i hardverom za prilagodbu motora, ili partnerstvo s postojećim dobavljačima automobilskih komponenti. Tvrtka predviđa da bi vozila iz serijske proizvodnje opremljena IVA-om mogla biti dostupna unutar pet godina od komercijalizacije.
Ovo je prijevod. Izvornik možete pročitati ovdje: https://www.drive.ru/technic/5be19fd7ec05c4bb5c00003d.html
Objavljeno rujan 16, 2021 • 4m za čitanje
