Variabele klepdistributie wordt algemeen erkend als een van de meest effectieve manieren om de efficiëntie van de verbrandingsmotor (ICE) te verbeteren. Moderne motoren passen gewoonlijk de gasdistributiefasen aan bij de inlaat en/of uitlaat, en sommige gaan verder door de kleplifthoogte te variëren. Deze systemen werken echter nog steeds binnen mechanische beperkingen — de nokkenas met een paar graden verschuiven of schakelen tussen nokkenprofielen. Intelligente Klepsturing (IVA), ontwikkeld door het Britse bedrijf Camcon Automotive, elimineert die beperkingen volledig en biedt volledige en programmeerbare vrijheid over de klepsturing.
Hoe Werkt Intelligente Klepsturing?
In tegenstelling tot conventionele systemen wijst IVA een toegewijde nokkenas toe aan elke afzonderlijke klep. In plaats van continu te roteren, draait elke nokkenas alleen wanneer de klep moet openen of sluiten — waarbij bij elke activering van richting wordt gewisseld. De verbinding tussen nokkenas en klep maakt gebruik van een desmodromische klepsturing, wat betekent dat zowel de openings- als sluitingsslagen mechanisch worden aangedreven in plaats van te vertrouwen op een terugveer.
Deze architectuur maakt een niveau van precisie en flexibiliteit mogelijk dat geen enkel conventioneel systeem kan evenaren. Met IVA kunnen ingenieurs en programmeurs:
- Kleppen aanzienlijk sneller openen dan in een traditionele verbrandingsmotor
- Kleppen bijna stilstaand houden op elke positie halverwege de slag
- Een klep twee keer openen binnen één zuigerslag
- De ontstekingsvolgorde van cilinders volledig via software wijzigen
- Een uniek kleplift- en sluitingsprofiel definiëren voor elke afzonderlijke cilinder
- Al deze parameters in realtime aanpassen terwijl de motor draait
Thermodynamische Flexibiliteit: Elke Cyclus op Aanvraag
Een van de meest opmerkelijke mogelijkheden van IVA is het vermogen om tijdens het rijden te schakelen tussen thermodynamische cycli. Een conventionele verbrandingsmotor uitgerust met IVA kan elk van de volgende cycli implementeren door eenvoudigweg de software bij te werken:
- Otto-cyclus — de standaard benzinemotor cyclus
- Miller/Atkinson-cyclus — voor verbeterde thermische efficiëntie bij deellast
- Homogene Ladingscompressieontsteking (HCCI) — voor schonere, efficiëntere verbranding
- Vonkgestuurde Compressieontsteking (SPCCI) — Mazda’s productievariant van HCCI
- Tweetaktcyclus — voor hogere vermogensdichtheid
- 12-taktcyclus — een superefficiënte modus voor rijden met lage belasting
De 12-taktcyclus verdient speciale aandacht. Het bouwt voort op het lang gevestigde concept van cilinderschakeling, maar met een cruciaal verschil: in een conventionele verbrandingsmotor schakelen elektronica een vaste set cilinders voor langere perioden uit, wat ongelijkmatige warmteverdeling veroorzaakt. Met IVA blijven alle cilinders actief, maar elke cilinder ontsteekt eens per drie werkende slagen — of eens per 12 cycli. Dit houdt alle cilinders op hun normale bedrijfstemperatuur terwijl het brandstofverbruik bij lichte belasting dramatisch wordt verminderd.
IVA vs. Andere Nokkenasloze Kleptechnologieën
Camcon Automotive is niet de eerste die volledig variabele klepsturing nastreeft. Verschillende grote spelers hebben in de loop der jaren vergelijkbare concepten onderzocht:
- General Motors en Ford — vroege onderzoeksprogramma’s naar volledig variabele klepsturing
- Ricardo en Lotus Engineering — technische studies en prototypesystemen
- FreeValve / Qamfree — een volledig nokkenasvrij systeem dat oorspronkelijk bij Koenigsegg werd ontwikkeld en voortgezet via het FreeValve en Qoros-partnerschap
Waar systemen als Qamfree de nokkenas volledig verwijderen, koos Camcon de tegengestelde aanpak: elke klep zijn eigen toegewijde nokkenas geven. Dit behoudt de mechanische betrouwbaarheid en precisie van nokkenasaandrijving, terwijl de programmeerbaarheid van een volledig elektronisch systeem wordt geboden.
Efficiëntiewinsten en de Weg naar Productie
De prestatie- en efficiëntieresultaten van IVA-prototypes zijn veelbelovend. Volgens de ontwikkelaars van Camcon Automotive:
- CO₂-emissies kunnen met 15–20% worden verminderd in vergelijking met een conventionele motor
- Prototypetest op een turboggeladen 2,0-liter viercilinder motor toonde een verbetering van 7,5% in brandstofverbruik aan
- Het brandstofverbruik van een benzine IVA-motor zou in grote lijnen vergelijkbaar zijn met een dieselmotor
- IVA-systemen voor serieproductie zouden goedkoper zijn dan een hybride aandrijflijn
Camcon Automotive biedt twee wegen naar de markt: fabrikanten rechtstreeks voorzien van IVA-actuatorkits en motoradaptatieapparatuur, of samenwerken met bestaande leveranciers van auto-onderdelen. Het bedrijf voorspelt dat IVA-uitgeruste productievoertuigen binnen vijf jaar na commercialisering op de markt kunnen komen.
Dit is een vertaling. U kunt het origineel hier lezen: https://www.drive.ru/technic/5be19fd7ec05c4bb5c00003d.html
Gepubliceerd September 16, 2021 • 4m om te lezen
