Ինտելեկտուալ փականակառավարում (IVA)՝ ներքին այրման շարժիչի կառավարման ապագան

Փականների փոփոխական ժամանակավորումը (variable valve timing) լայնորեն ճանաչված է որպես ներքին այրման շարժիչի (ICE) արդյունավետությունը բարելավելու ամենաարդյունավետ եղանակներից մեկը։ Ժամանակակից շարժիչները սովորաբար կարգավորում են գազաբաշխման փուլերը ներծծման և/կամ արտանետման ժամանակ, իսկ որոշները գնում են ավելի հեռու՝ փոփոխելով փականի բարձրացման բարձրությունը։ Այնուամենայնիվ, այս համակարգերը դեռևս գործում են մեխանիկական սահմանափակումների շրջանակում՝ բաշխիչ լիսեռները մի քանի աստիճանով տեղափոխելով կամ բռունցքի (cam) պրոֆիլների միջև փոխարկվելով։ Ինտելեկտուալ փականակառավարումը (IVA), որը մշակվել է բրիտանական Camcon Automotive ընկերության կողմից, ամբողջությամբ վերացնում է այդ սահմանափակումները՝ առաջարկելով փականի կառավարման ամբողջական և ծրագրավորելի ազատություն։

Ինչպե՞ս է աշխատում ինտելեկտուալ փականակառավարումը

Ի տարբերություն սովորական համակարգերի՝ IVA-ն յուրաքանչյուր առանձին փականի հատկացնում է առանձին բաշխիչ լիսեռ։ Անընդհատ պտտվելու փոխարեն՝ յուրաքանչյուր բաշխիչ լիսեռ պտտվում է միայն այն ժամանակ, երբ փականը պետք է բացվի կամ փակվի՝ յուրաքանչյուր գործարկման ժամանակ ուղղությունը փոխելով։ Բաշխիչ լիսեռի և փականի միջև կապն օգտագործում է դեսմոդրոմիկ (desmodromic) փականակառավարման մեխանիզմ, ինչը նշանակում է, որ թե՛ բացման, թե՛ փակման տակտերը մեխանիկորեն են շարժվում, այլ ոչ թե հույս են դնում վերադարձի զսպանակի վրա։

Այս կառուցվածքն ապահովում է ճշգրտության և ճկունության այնպիսի մակարդակ, որին ոչ մի սովորական համակարգ չի կարող հավասարվել։ IVA-ի շնորհիվ ինժեներներն ու ծրագրավորողները կարող են՝

• Բացել փականները զգալիորեն ավելի արագ, քան ավանդական ICE-ում
• Փականները պահել գրեթե անշարժ տակտի ցանկացած դիրքում
• Բացել փականը երկու անգամ մեկ մխոցի տակտի ընթացքում
• Ամբողջությամբ ծրագրային եղանակով փոխել գլանների բռնկման հերթականությունը
• Յուրաքանչյուր առանձին գլանի համար սահմանել փականի բարձրացման և փակման յուրահատուկ պրոֆիլ
• Փոփոխել այս պարամետրերից որևէ մեկն իրական ժամանակում, մինչ շարժիչն աշխատում է

Ջերմադինամիկ ճկունություն՝ ցանկացած ցիկլ ըստ պահանջի

IVA-ի ամենաուշագրավ հնարավորություններից մեկն այն է, որ այն կարող է անցում կատարել ջերմադինամիկ ցիկլերի միջև անմիջապես՝ ընթացքի մեջ։ IVA-ով հագեցած սովորական ICE-ը կարող է իրականացնել հետևյալ ցիկլերից ցանկացածը՝ պարզապես թարմացնելով ծրագրակազմը՝

• Օտտոյի ցիկլ՝ բենզինային շարժիչի ստանդարտ ցիկլ
• Միլլերի/Աթքինսոնի ցիկլ՝ մասնակի բեռի դեպքում ջերմային արդյունավետությունը բարելավելու համար
• Համասեռ լիցքի սեղմումով բռնկում (HCCI)՝ ավելի մաքուր և արդյունավետ այրման համար
• Կայծով կառավարվող սեղմումով բռնկում (SPCCI)՝ HCCI-ի՝ Mazda-ի սերիական տարբերակը
• Երկտակտ ցիկլ՝ հզորության ավելի բարձր խտության համար
• 12-տակտ ցիկլ՝ ցածր բեռով վարման համար գերարդյունավետ ռեժիմ

12-տակտ ցիկլն արժանի է հատուկ ուշադրության։ Այն հիմնված է գլանների անջատման վաղուց հաստատված հայեցակարգի վրա, սակայն կա մեկ կարևոր տարբերություն. սովորական ICE-ում էլեկտրոնիկան երկար ժամանակով անջատում է գլանների ֆիքսված խումբը՝ առաջացնելով ջերմության անհավասար բաշխում։ IVA-ի դեպքում բոլոր գլանները մնում են ակտիվ, սակայն յուրաքանչյուրը բռնկվում է երեք աշխատանքային տակտում մեկ անգամ՝ կամ 12 ցիկլում մեկ անգամ։ Սա բոլոր գլանները պահում է իրենց բնականոն աշխատանքային ջերմաստիճանում՝ միաժամանակ կտրուկ նվազեցնելով վառելիքի սպառումը թեթև բեռների դեպքում։

IVA-ն ընդդեմ փականների այլ առանց բռունցքի (camless) տեխնոլոգիաների

Camcon Automotive-ը առաջինը չէ, որ ձգտում է լիովին փոփոխական փականակառավարման։ Տարիների ընթացքում մի քանի խոշոր խաղացողներ ուսումնասիրել են նմանատիպ հայեցակարգեր՝

• General Motors և Ford՝ լիովին փոփոխական փականակառավարման վերաբերյալ վաղ հետազոտական ծրագրեր
• Ricardo և Lotus Engineering՝ ինժեներական ուսումնասիրություններ և նախատիպային համակարգեր
• FreeValve / Qamfree՝ ամբողջությամբ առանց բաշխիչ լիսեռի համակարգ, որն ի սկզբանե մշակվել է Koenigsegg-ում և շարունակվել FreeValve-ի և Qoros-ի համագործակցության միջոցով

Մինչ Qamfree-ի նման համակարգերն ամբողջությամբ հեռացնում են բաշխիչ լիսեռը, Camcon-ը ընտրեց հակառակ մոտեցումը՝ յուրաքանչյուր փականին տալով իր սեփական առանձին բաշխիչ լիսեռը։ Սա պահպանում է բռունցքով շարժվող գործարկման մեխանիկական հուսալիությունն ու ճշգրտությունը՝ միաժամանակ ապահովելով լիովին էլեկտրոնային համակարգի ծրագրավորելիությունը։

Արդյունավետության ձեռքբերումներ և ճանապարհ դեպի արտադրություն

IVA նախատիպերի արտադրողականության և արդյունավետության արդյունքները խոստումնալից են։ Ըստ Camcon Automotive-ի մշակողների՝

• CO₂ արտանետումները կարող են նվազել 15–20%-ով՝ սովորական շարժիչի համեմատ
• Տուրբոլիցքավորմամբ 2.0 լիտրանոց քառագլան շարժիչի վրա նախատիպի փորձարկումը ցույց տվեց վառելիքի տնտեսման 7.5% բարելավում
• Բենզինային IVA շարժիչի վառելիքի սպառումը ընդհանուր առմամբ համեմատելի կլիներ դիզելային շարժիչի հետ
• Սերիական արտադրության IVA համակարգերը ավելի էժան կլինեն, քան հիբրիդային շարժիչային համակարգը

Camcon Automotive-ն առաջարկում է շուկա մուտք գործելու երկու ճանապարհ՝ արտադրողներին ուղղակիորեն մատակարարել IVA գործարկիչների հավաքածուներ և շարժիչի հարմարեցման սարքավորումներ, կամ համագործակցել ավտոմոբիլային բաղադրիչներ մատակարարող գործող ընկերությունների հետ։ Ընկերությունը կանխատեսում է, որ IVA-ով հագեցած սերիական մեքենաները կարող են հայտնվել առևտրայնացումից հետո հինգ տարվա ընթացքում։

Սա թարգմանություն է։ Բնագիրը կարող եք կարդալ այստեղ՝ https://www.drive.ru/technic/5be19fd7ec05c4bb5c00003d.html