Variabilno krmiljenje ventilov je splošno priznano kot eden najučinkovitejših načinov za izboljšanje izkoristka motorjev z notranjim zgorevanjem. Sodobni motorji pogosto prilagajajo faze izmenjave plina na vstopu in/ali izstopu, nekateri pa gredo še dlje z variiranjem višine dviga ventilov. Kljub temu ti sistemi še vedno delujejo znotraj mehanskih omejitev — odmične gredi premikajo za nekaj stopinj ali preklapljajo med profili odmičnih gredi. Inteligentno krmiljenje ventilov (IVA), ki ga je razvilo britansko podjetje Camcon Automotive, te omejitve popolnoma odpravlja in ponuja popolno ter programabilno svobodo nad krmiljenjem ventilov.
Kako deluje inteligentno krmiljenje ventilov?
Za razliko od konvencionalnih sistemov IVA vsakemu posamičnemu ventilu dodeli lastno odmično gred. Namesto neprekinjene rotacije se vsaka odmična gred zavrti le, ko je treba ventil odpreti ali zapreti — z vsakim aktiviranjem menja smer vrtenja. Zveza med odmično gredjo in ventilom uporablja mehanizem desmodromičnega krmiljenja ventilov, kar pomeni, da sta tako odpiranje kot zapiranje mehansko gnani gibanji in ne temeljita na povratni vzmeti.
Ta zasnova omogoča stopnjo natančnosti in prilagodljivosti, ki je noben konvencionalni sistem ne more doseči. Z IVA lahko inženirji in programerji:
- Odprejo ventile bistveno hitreje kot v klasičnem motorju z notranjim zgorevanjem
- Ventile skoraj nepremično zadržijo v katerem koli položaju med gibom
- Ventil odprejo dvakrat v enem gibu bata
- Vrstni red proženja cilindrov v celoti spremenijo s programsko opremo
- Za vsak posamičen cilinder določijo edinstven profil dviga in zapiranja ventila
- Kateri koli od teh parametrov spremenijo v realnem času med delovanjem motorja
Termodinamična prilagodljivost: Kateri koli cikel na zahtevo
Ena najpomembnejših zmogljivosti IVA je sposobnost preklapljanja med termodinamičnimi cikli med obratovanjem. Konvencionalni motor z notranjim zgorevanjem, opremljen z IVA, lahko z enostavno posodobitvijo programske opreme izvaja katerega koli od naslednjih ciklov:
- Ottov cikel — standardni cikel bencinskega motorja
- Millerjev/Atkinsonov cikel — za izboljšano termično učinkovitost pri delni obremenitvi
- Homogeno kompresijsko vžiganje (HCCI) — za čistejše in učinkovitejše zgorevanje
- Kompresijsko vžiganje s preskočno iskro (SPCCI) — Mazdina serijska različica HCCI
- Dvotaktni cikel — za večjo gostoto moči
- 12-taktni cikel — super učinkovit način za vožnjo pri nizki obremenitvi
12-taktni cikel si zasluži posebno pozornost. Gradi na dolgo uveljavljenem konceptu deaktivacije cilindrov, a s ključno razliko: v konvencionalnem motorju z notranjim zgorevanjem elektronika za daljša obdobja izklopi fiksen nabor cilindrov, kar povzroča neenakomerno porazdelitev toplote. Z IVA ostanejo vsi cilindri aktivni, vendar vsak sproži enkrat na vsake tri delovne gibe — oziroma enkrat vsakih 12 ciklov. To ohranja vse cilindre pri normalni delovni temperaturi, hkrati pa pri nizkih obremenitvah dramatično zmanjšuje porabo goriva.
IVA v primerjavi z drugimi tehnologijami brezgredelnih ventilov
Camcon Automotive ni prvo podjetje, ki se je lotilo popolnoma variabilnega krmiljenja ventilov. Več večjih igralcev je v preteklih letih raziskovalo podobne koncepte:
- General Motors in Ford — zgodnji raziskovalni programi v smeri popolnoma variabilnega krmiljenja ventilov
- Ricardo in Lotus Engineering — inženirske študije in prototipni sistemi
- FreeValve / Qamfree — sistem brez odmičnih gredi, prvotno razvit pri Koenigseggu in nadaljevano v partnerstvu FreeValve in Qoros
Medtem ko sistemi, kot je Qamfree, odmično gred v celoti odpravijo, je Camcon izbral nasprotni pristop: vsakemu ventilu je dodelil lastno odmično gred. S tem ohranja mehansko zanesljivost in natančnost pogona z odmično gredjo, hkrati pa prinaša programabilnost popolnoma elektronskega sistema.
Izboljšanje učinkovitosti in pot do serijske proizvodnje
Rezultati zmogljivosti in učinkovitosti prototipov IVA so obetavni. Po navedbah razvijalcev pri Camcon Automotive:
- Emisije CO₂ bi se lahko zmanjšale za 15–20 % v primerjavi s konvencionalnim motorjem
- Testiranje prototipa na turbopreplačenem štirivaljnem motorju z 2,0 litra je pokazalo 7,5-odstotno izboljšanje porabe goriva
- Poraba goriva bencinskega motorja IVA bi bila v grobem primerljiva z dizelskim motorjem
- Serijski sistemi IVA bi bili cenejši od hibridnega pogonskega sklopa
Camcon Automotive ponuja dve poti na trg: neposredno dobavo kompletov aktuatorjev IVA in strojne opreme za prilagoditev motorja proizvajalcem, ali pa partnerstvo z obstoječimi dobavitelji avtomobilskih komponent. Podjetje napoveduje, da bi serijska vozila, opremljena z IVA, lahko prišla na trg v petih letih od komercializacije.
To je prevod. Izvirnik si lahko preberete tukaj: https://www.drive.ru/technic/5be19fd7ec05c4bb5c00003d.html
Objavljeno september 16, 2021 • 4m za branje
