Ի՞նչ է փականների փոփոխական ժամանակավորումը և ինչո՞ւ է այն անհրաժեշտ ձեր շարժիչին

Շարժիչի աշխատանքը՝ ներառյալ հզորությունը, ոլորող մոմենտը, վառելիքի տնտեսումը և արտանետումները, կախված է տասնյակ ճշգրիտ կարգավորված գործոններից։ Դրանցից ամենակարևորներից մեկը, որը հաճախ անտեսվում է, փականների ժամանակավորումն է՝ այն ճշգրիտ պահը, երբ ներծծման և արտանետման փականները բացվում ու փակվում են շարժիչի յուրաքանչյուր ցիկլի ընթացքում։ Փականների փոփոխական ժամանակավորման (VVT) համակարգերը մշակվել են այս ժամանակավորումը վարման բոլոր պայմաններում օպտիմալացնելու համար, և դրանք փոխակերպել են ժամանակակից շարժիչների աշխատանքը։

Ինչպես են փականները կառավարվում ավանդական շարժիչում

Ավանդական քառատակտ ներքին այրման շարժիչում ներծծման և արտանետման փականները շարժման մեջ են դրվում բաշխիչ լիսեռի ելուստներով։ Այս ելուստների ձևը որոշում է երեք հիմնական բնութագիր.

• Ժամանակավորում — երբ է փականը բացվում և փակվում մխոցի դիրքի նկատմամբ
• Տևողություն — որքան ժամանակ է փականը մնում բաց (փուլի լայնությունը)
• Բարձրացում — որքան հեռու է փականը շարժվում իր նստատեղից

Ավանդական շարժիչների մեծ մասում այս փուլերը հաստատուն են. բաշխիչ լիսեռի պրոֆիլը երբեք չի փոխվում՝ անկախ նրանից՝ դուք պարապ ընթացքով կանգնած եք երթևեկության մեջ, թե արագացնում եք ավտոմայրուղում։ Այս կոշտությունը հիմնարար սահմանափակում է։

Ինչու է փականների հաստատուն ժամանակավորումը խնդիր

Գազի վարքագիծը գլանի, ներծծման ուղիների և արտանետման ուղիների ներսում էապես փոխվում է՝ կախված շարժիչի պտտման հաճախականությունից և բեռնվածությունից։ Հոսքի արագությունը անընդհատ փոխվում է, իսկ ներծծման և արտանետման տրակտներում ճնշման ալիքները կարող են կա՛մ նպաստել, կա՛մ խանգարել գլանի լցմանը՝ կախված ժամանակավորումից։ Այս պատճառով փականների մեկ հաստատուն ժամանակավորման կարգավորումը չի կարող օպտիմալ լինել աշխատանքի բոլոր պայմաններում։

Ահա թե ինչպես է փականների իդեալական ժամանակավորումը տարբերվում երկու տարածված սցենարների միջև.

• Պարապ ընթացքում. Փականների նեղ ժամանակավորման փուլերն են լավագույնս աշխատում՝ ուշ բացում և վաղ փակում՝ նվազագույն կամ զրոյական փականների վերածածկմամբ (այն կարճ ժամանակահատվածը, երբ ներծծման և արտանետման փականները միաժամանակ բաց են)։ Սա կանխում է արտանետման գազերի հետմղումը դեպի ներծծման կոլեկտոր կամ չայրված խառնուրդի արտահոսքը դեպի արտանետման համակարգ։
• Առավելագույն հզորության դեպքում. Անհրաժեշտ են լայն փուլեր՝ փականները պետք է բացվեն ավելի վաղ և ավելի երկար մնան բաց՝ գլանների մեջ օդա-վառելիքային խառնուրդի առավելագույն ծավալը թողնելու համար։ Ավելի լայն վերածածկման փուլը նաև օգնում է ավելի արդյունավետ հեռացնել արտանետման գազերը բարձր պտույտներում։

Հետևաբար շարժիչների նախագծողները ստիպված են դժվար փոխզիջումներ կատարել։ Մեկ հաստատուն բաշխիչ լիսեռի պրոֆիլը պետք է միաժամանակ ապահովի.

• Ուժեղ ոլորող մոմենտ ցածր և միջին պտույտներում
• Ընդունելի հզորություն բարձր պտույտներում
• Հարթ, կայուն պարապ ընթացք
• Վառելիքի լավ տնտեսում և ցածր արտանետումներ

Այս բոլոր պահանջները մեկ ստատիկ բաշխիչ լիսեռի պրոֆիլով բավարարելը գրեթե անհնար է, և հենց այս պատճառով էլ հնարվել է փականների փոփոխական ժամանակավորումը։

Ինչ է անում փականների փոփոխական ժամանակավորումը

Փականների փոփոխական ժամանակավորման համակարգերը թույլ են տալիս շարժիչի փականների վարքագծին իրական ժամանակում հարմարվել վարման փոփոխվող պայմաններին։ Կարգավորելով փուլի ժամանակավորումը, տևողությունը և բարձրացումը՝ ինժեներները կարող են զգալիորեն վերաձևավորել շարժիչի հզորության կորը՝ առանց մեխանիկական փոխզիջումների։ Հնարավոր առավելությունները ներառում են.

• Ոլորող մոմենտի ավելացում պտույտների ավելի լայն տիրույթում
• Առավելագույն հզորության բարձրացում
• Վառելիքի տնտեսման բարելավում
• Արտանետման գազերի կրճատում
• Ավելի հարթ պարապ ընթացք և գազի վրա արձագանք

Փականների փոփոխական ժամանակավորման համակարգերի տեսակները

Փուլափոխիչներ (բաշխիչ լիսեռի փուլափոխիչներ)

VVT-ի ամենատարածված մոտեցումն օգտագործում է փուլափոխիչ՝ հիդրավլիկ կերպով կառավարվող միացքիչ, որը պտտում է բաշխիչ լիսեռը ծնկաձև լիսեռի նկատմամբ։ Շարժիչի պտույտների բարձրացման հետ համակարգը առաջ է մղում ներծծման բաշխիչ լիսեռը՝ ստիպելով ներծծման փականներին բացվել ավելի վաղ։ Սա բարելավում է գլանի լցումը բարձր պտույտներում։ Իրականացումների մեծ մասն աշխատում է միայն ներծծման լիսեռի վրա, թեև երկլիսեռ համակարգերը (ինչպիսին է BMW-ի Double VANOS-ը) կարգավորում են ինչպես ներծծման, այնպես էլ արտանետման ժամանակավորումը անկախ կերպով։

Փուլի փոփոխական լայնության համակարգեր

Ավելի առաջադեմ համակարգերը ոչ միայն տեղափոխում են փուլը, այլև կարող են այն լայնացնել կամ նեղացնել։ Հայտնի օրինակ է Toyota-ի VVTL-i համակարգը, որն օգտագործում է երկու բաշխիչ պրոֆիլ նույն լիսեռի վրա.

• 6000 պտույտ/րոպեից ցածր ստանդարտ բաշխիչ ելուստը կառավարում է փականի շարժումը
• 6000 պտույտ/րոպեից բարձր ավելի ագրեսիվ պրոֆիլով երկրորդական բաշխիչը ստանձնում է կառավարումը՝ լայնացնելով ժամանակավորման փուլը և մեծացնելով փականի բարձրացումը
• Երբ շարժիչը մոտենում է իր 8500 պտույտ/րոպե սահմանին, այս անցումը ապահովում է հզորության յուրահատուկ աճ՝ նկատելի «երկրորդ շունչ» ուժեղ արագացման ընթացքում

Փականների փոփոխական բարձրացման համակարգեր

Փականների բացման պահը փոխելը մի բան է, իսկ դրանց բացման չափը փոխելը՝ մեկ այլ։ Փոփոխական բարձրացման համակարգերը, ինչպիսիք են BMW-ի Valvetronic-ը կամ Nissan-ի VVEL-ը, թույլ են տալիս ներծծման փականի բարձրացումը անընդհատ կարգավորել՝ ելնելով գազի դիրքից։

Այս մոտեցումն առաջարկում է զգալի առավելություն. այն կարող է վերացնել ավանդական դրոսելային փականի անհրաժեշտությունը։ Ահա թե ինչու է դա կարևոր.

• Ավանդական դրոսելը ցածր բեռնվածությունների դեպքում ներծծման տրակտում մասնակի վակուում է ստեղծում՝ ավելացնելով պոմպային կորուստները
• Այս վակուումը դանդաղեցնում է գազի հոսքը, վատթարացնում է գլանի լցման որակը և բթացնում գազի վրա արձագանքը
• Շարժիչի բեռնվածությունը փականի բարձրացման միջոցով կառավարելով՝ ներծծումը կարող է մնալ հիմնականում անարգել

Արդյունքները զգալի են։ Առանց դրոսելի փոփոխական բարձրացման համակարգերը սովորաբար ապահովում են.

• Վառելիքի տնտեսման 8–15% բարելավում
• 5–15% աճ ինչպես առավելագույն հզորության, այնպես էլ ոլորող մոմենտի մեջ
• Նկատելիորեն ավելի սուր արձագանք գազի վրա, հատկապես ցածր արագություններում

Փականների էլեկտրամագնիսական կառավարում

Փականների կառավարման ամենաառաջադեմ հայեցակարգը մեխանիկական բաշխիչ լիսեռներն ամբողջությամբ փոխարինում է էլեկտրամագնիսական կերպով կառավարվող փականներով։ Յուրաքանչյուր փական բացվում և փակվում է անկախ կերպով՝ էլեկտրոնային սոլենոիդներով՝ շարժիչի կառավարման համակարգին ամբողջական ազատություն տալով ժամանակավորման, բարձրացման և տևողության նկատմամբ՝ յուրաքանչյուր փականի համար յուրաքանչյուր ցիկլում։

Սա բացում է ուշագրավ հնարավորություններ.

• Կատարելապես օպտիմալացված փականների ժամանակավորում յուրաքանչյուր պտույտի և բեռնվածության պայմանի համար
• Առանձին գլանների անջատում թեթև բեռնվածությամբ վարման ընթացքում՝ վառելիք խնայելու համար
• Այրման ցիկլերի միջև դինամիկ անցում, օրինակ՝ քառատակտ շարժիչը ընթացքում վեցատակտ կոնֆիգուրացիայի փոխակերպելը
• Բաշխիչ լիսեռի և հարակից մեխանիկական կորուստների ամբողջական վերացում

Փականների էլեկտրամագնիսական համակարգերը հիմնականում դեռ հետազոտության և մշակման փուլում են, սակայն ներքին այրման արդյունավետությունը վերասահմանելու դրանց ներուժը զգալի է։ Արդյոք դրանք մոտ ապագայում կհասնեն զանգվածային արտադրության, դեռ պարզ չէ։

Եզրակացություն

Փականների փոփոխական ժամանակավորումը ժամանակակից շարժիչաշինության ամենաազդեցիկ տեխնոլոգիաներից մեկն է։ Հարմարեցնելով փականների վարքագիծը վարման յուրաքանչյուր պայմանին՝ քաղաքային պարապ ընթացքից մինչև լրիվ գազով արագացում, VVT համակարգերը թույլ են տալիս ինժեներներին ստեղծել շարժիչներ, որոնք միաժամանակ ավելի հզոր, ավելի արդյունավետ և ավելի մաքուր են, քան հաստատուն ժամանակավորման նախագծերը երբևէ կարող էին լինել։

Այդ ասվածով՝ փականների ժամանակավորման օպտիմալացումն ունի իր սահմանները։ Տվյալ աշխատանքային ծավալից հզորության, ոլորող մոմենտի և արդյունավետության հետագա շահույթ քամելը ավելի ու ավելի կախված կլինի այլ տեխնոլոգիաներից՝ համակցված հարկադիր լիցքավորման համակարգերից, սեղմման փոփոխական աստիճանով շարժիչներից և այլընտրանքային վառելիքներից։ Բայց դա մեկ այլ հոդվածի թեմա է։

Սա թարգմանություն է։ Բնօրինակը կարող եք կարդալ այստեղ՝ https://www.drive.ru/technic/4efb330700f11713001e33f9.html