என்ஜின் செயல்திறன் — சக்தி வெளியீடு, முறுக்குவிசை (டார்க்), எரிபொருள் சிக்கனம், உமிழ்வுகள் உள்பட — பல்வேறு துல்லியமாக சீரமைக்கப்பட்ட காரணிகளைச் சார்ந்துள்ளது. மிகவும் முக்கியமான ஆனால் அடிக்கடி கவனிக்கப்படாத ஒன்று வால்வு நேரமைப்பு: ஒவ்வொரு என்ஜின் சுழற்சியின் போதும் உள்வாங்கல் மற்றும் வெளியேற்ற வால்வுகள் திறக்கும், மூடும் துல்லியமான தருணம். அனைத்து ஓட்டுநர் நிலைகளிலும் இந்த நேரமைப்பை மேம்படுத்துவதற்காக மாறும் வால்வு நேரமைப்பு (VVT) அமைப்புகள் உருவாக்கப்பட்டன, அவை நவீன என்ஜின்கள் செயல்படும் விதத்தை மாற்றியமைத்துள்ளன.
பாரம்பரிய என்ஜினில் வால்வுகள் எவ்வாறு கட்டுப்படுத்தப்படுகின்றன
வழக்கமான நான்கு-ஸ்ட்ரோக் உள்ளக எரிப்பு என்ஜினில், உள்வாங்கல் மற்றும் வெளியேற்ற வால்வுகள் கேம்ஷாஃப்ட் (camshaft) மடல்களால் இயக்கப்படுகின்றன. இந்த மடல்களின் வடிவம் மூன்று முக்கிய பண்புகளைத் தீர்மானிக்கிறது:
- நேரமைப்பு — பிஸ்டனின் நிலையை ஒப்பிட்டு வால்வு எப்போது திறக்கிறது, மூடுகிறது
- கால அளவு — வால்வு எவ்வளவு நேரம் திறந்திருக்கிறது (கட்டத்தின் அகலம்)
- உயர்வு (லிஃப்ட்) — வால்வு தனது இருக்கையிலிருந்து எவ்வளவு தூரம் நகர்கிறது
பெரும்பாலான பாரம்பரிய என்ஜின்களில், இந்தக் கட்டங்கள் நிலையானவை — நீங்கள் போக்குவரத்தில் சும்மா இயங்கினாலும் (ஐடில்) அல்லது நெடுஞ்சாலையில் வேகத்தை அதிகரித்தாலும், கேம்ஷாஃப்ட் வடிவம் ஒருபோதும் மாறாது. இந்த விறைப்புத்தன்மை ஒரு அடிப்படை வரம்பு ஆகும்.
நிலையான வால்வு நேரமைப்பு ஏன் ஒரு பிரச்சனை
சிலிண்டர், உள்வாங்கல் துறைமுகங்கள், வெளியேற்ற துறைமுகங்களுக்குள் வாயுவின் நடத்தை, என்ஜின் வேகம் மற்றும் சுமையைப் பொறுத்து கணிசமாக மாறுகிறது. ஓட்ட வேகம் தொடர்ந்து மாறுகிறது, மேலும் உள்வாங்கல் மற்றும் வெளியேற்ற பாதைகளில் உள்ள அழுத்த அலைகள் நேரமைப்பைப் பொறுத்து சிலிண்டர் நிரப்புதலுக்கு உதவலாம் அல்லது தீங்கு விளைவிக்கலாம். இதன் காரணமாக, ஒரே ஒரு நிலையான வால்வு நேரமைப்பு அமைப்பு அனைத்து இயக்க நிலைகளிலும் உகந்ததாக இருக்க முடியாது.
இரண்டு பொதுவான சூழ்நிலைகளுக்கு இடையில் சிறந்த வால்வு நேரமைப்பு எவ்வாறு வேறுபடுகிறது என்பது இங்கே:
- சும்மா இயங்கும்போது (ஐடில்): குறுகிய வால்வு நேரமைப்பு கட்டங்கள் சிறப்பாக செயல்படுகின்றன — தாமதமாக திறப்பு மற்றும் முன்கூட்டியே மூடல், குறைந்தபட்ச அல்லது வால்வு ஒன்றுடன்ஒன்று ஒன்றியிராமல் (உள்வாங்கல் மற்றும் வெளியேற்ற வால்வுகள் இரண்டும் ஒரே நேரத்தில் திறந்திருக்கும் சிறு கால இடைவெளி). இது வெளியேற்ற வாயுக்கள் உள்வாங்கல் மானிஃபோல்டுக்குள் தள்ளப்படுவதையோ அல்லது எரியாத கலவை வெளியேற்றத்திற்குள் தப்பிப்பதையோ தடுக்கிறது.
- அதிகபட்ச சக்தியில்: அகலமான கட்டங்கள் தேவை — சிலிண்டர்களுக்குள் அதிகபட்ச அளவு காற்று-எரிபொருள் கலவை செல்ல வால்வுகள் முன்கூட்டியே திறந்து நீண்ட நேரம் திறந்திருக்க வேண்டும். அகலமான ஒன்றியிருக்கும் கட்டம் அதிக RPM-இல் வெளியேற்ற வாயுக்களை மிகவும் திறம்பட வெளியேற்றவும் உதவுகிறது.
எனவே என்ஜின் வடிவமைப்பாளர்கள் கடினமான சமரசங்களைச் செய்ய நிர்பந்திக்கப்படுகிறார்கள். ஒரே ஒரு நிலையான கேம்ஷாஃப்ட் வடிவம் ஒரே நேரத்தில் வழங்க வேண்டும்:
- குறைந்த மற்றும் நடுத்தர வரம்பில் வலுவான முறுக்குவிசை
- ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய உச்ச-நிலை சக்தி
- மென்மையான, நிலையான சும்மா இயக்கம் (ஐடில்)
- நல்ல எரிபொருள் சிக்கனம் மற்றும் குறைந்த உமிழ்வுகள்
இந்த அனைத்து தேவைகளையும் ஒரே நிலையான கேம் வடிவத்துடன் பூர்த்தி செய்வது கிட்டத்தட்ட இயலாதது — இதுவே மாறும் வால்வு நேரமைப்பு கண்டுபிடிக்கப்படக் காரணம்.
மாறும் வால்வு நேரமைப்பு என்ன செய்கிறது
மாறும் வால்வு நேரமைப்பு அமைப்புகள், என்ஜினின் வால்வு நடத்தை மாறும் ஓட்டுநர் நிலைகளுக்கு நிகழ்நேரத்தில் தழுவிக்கொள்ள அனுமதிக்கின்றன. கட்ட நேரமைப்பு, கால அளவு மற்றும் உயர்வைச் சரிசெய்வதன் மூலம், இயந்திர சமரசம் இல்லாமல் என்ஜினின் சக்தி வளைவை பொறியாளர்கள் கணிசமாக மறுவடிவமைக்க முடியும். சாத்தியமான நன்மைகள்:
- பரந்த RPM வரம்பில் அதிகரித்த முறுக்குவிசை
- அதிக உச்ச சக்தி வெளியீடு
- மேம்பட்ட எரிபொருள் சிக்கனம்
- குறைக்கப்பட்ட வெளியேற்ற உமிழ்வுகள்
- மென்மையான சும்மா இயக்கம் மற்றும் த்ராட்டில் பதிலளிப்பு
மாறும் வால்வு நேரமைப்பு அமைப்புகளின் வகைகள்
கட்ட மாற்றிகள் (கேம் ஃபேசர்கள்)
மிகவும் பொதுவான VVT அணுகுமுறை ஒரு கட்ட மாற்றியைப் பயன்படுத்துகிறது — கேம்ஷாஃப்டை க்ராங்க்ஷாஃப்டை ஒப்பிட்டு சுழற்றும் ஹைட்ராலிக் முறையில் இயக்கப்படும் கிளட்ச். என்ஜின் வேகம் உயரும்போது, அமைப்பு உள்வாங்கல் கேம்ஷாஃப்டை முன்னேற்றுகிறது, இதனால் உள்வாங்கல் வால்வுகள் முன்கூட்டியே திறக்கின்றன. இது அதிக RPM-இல் சிலிண்டர் நிரப்புதலை மேம்படுத்துகிறது. பெரும்பாலான செயலாக்கங்கள் உள்வாங்கல் கேமில் மட்டுமே செயல்படுகின்றன, இருப்பினும் இரட்டை-கேம் அமைப்புகள் (BMW-வின் Double VANOS போன்றவை) உள்வாங்கல் மற்றும் வெளியேற்ற நேரமைப்பு இரண்டையும் சுயாதீனமாக சரிசெய்கின்றன.
மாறும் கட்ட அகல அமைப்புகள்
மேம்பட்ட அமைப்புகள் கட்டத்தை வெறுமனே மாற்றுவதைத் தாண்டி செல்கின்றன — அவை அதை அகலப்படுத்தவோ அல்லது குறுக்கவோ முடியும். நன்கு அறியப்பட்ட எடுத்துக்காட்டு Toyota-வின் VVTL-i அமைப்பு, இது ஒரே தண்டில் இரண்டு கேம் வடிவங்களைப் பயன்படுத்துகிறது:
- 6,000 RPM-க்குக் கீழே, நிலையான கேம் மடல் வால்வு இயக்கத்தைக் கட்டுப்படுத்துகிறது
- 6,000 RPM-க்கு மேல், மிகவும் ஆக்ரோஷமான வடிவத்துடன் கூடிய இரண்டாம்நிலை கேம் பொறுப்பேற்கிறது, நேரமைப்பு கட்டத்தை அகலப்படுத்தி வால்வு உயர்வை அதிகரிக்கிறது
- என்ஜின் அதன் 8,500 RPM ரெட்லைனை நெருங்கும்போது, இந்த மாற்றம் ஒரு தனித்துவமான சக்தி எழுச்சியை வழங்குகிறது — கடினமான வேகமேற்றத்தின் போது குறிப்பிடத்தக்க “இரண்டாவது சுவாசம்”
மாறும் வால்வு உயர்வு அமைப்புகள்
வால்வுகள் எப்போது திறக்கின்றன என்பதை மாற்றுவது ஒன்று — அவை எவ்வளவு தூரம் திறக்கின்றன என்பதை மாற்றுவது மற்றொன்று. BMW-வின் Valvetronic அல்லது Nissan-இன் VVEL போன்ற மாறும் உயர்வு அமைப்புகள், த்ராட்டில் நிலையின் அடிப்படையில் உள்வாங்கல் வால்வு உயர்வை தொடர்ந்து சரிசெய்ய அனுமதிக்கின்றன.
இந்த அணுகுமுறை ஒரு குறிப்பிடத்தக்க நன்மையை வழங்குகிறது: இது வழக்கமான த்ராட்டில் வால்வின் தேவையை நீக்க முடியும். அது ஏன் முக்கியம் என்பது இங்கே:
- பாரம்பரிய த்ராட்டில் குறைந்த சுமைகளில் உள்வாங்கல் பாதையில் பகுதி வெற்றிடத்தை உருவாக்குகிறது, இது பம்பிங் இழப்புகளை அதிகரிக்கிறது
- இந்த வெற்றிடம் வாயு ஓட்டத்தை மெதுவாக்குகிறது, சிலிண்டர் நிரப்புதல் தரத்திற்கு தீங்கு விளைவிக்கிறது, மேலும் த்ராட்டில் பதிலளிப்பை மந்தமாக்குகிறது
- அதற்குப் பதிலாக வால்வு உயர்வின் மூலம் என்ஜின் சுமையைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம், உள்வாங்கல் பெரும்பாலும் தடையின்றி இருக்க முடியும்
முடிவுகள் கணிசமானவை. த்ராட்டில் இல்லாத மாறும் உயர்வு அமைப்புகள் பொதுவாக வழங்குகின்றன:
- எரிபொருள் சிக்கனத்தில் 8–15% மேம்பாடு
- உச்ச சக்தி மற்றும் முறுக்குவிசை இரண்டிலும் 5–15% ஆதாயம்
- குறிப்பாக குறைந்த வேகங்களில் கூர்மையான த்ராட்டில் பதிலளிப்பு
மின்காந்த வால்வு இயக்கம்
வால்வு கட்டுப்பாட்டில் மிகவும் மேம்பட்ட கருத்து, இயந்திர கேம்ஷாஃப்டுகளை முழுவதுமாக மின்காந்தத்தால் இயக்கப்படும் வால்வுகளால் மாற்றுகிறது. ஒவ்வொரு வால்வும் மின்னணு சோலனாய்டுகளால் சுயாதீனமாக திறக்கப்பட்டு மூடப்படுகிறது, இது ஒவ்வொரு சுழற்சியிலும் ஒவ்வொரு தனிப்பட்ட வால்வின் நேரமைப்பு, உயர்வு மற்றும் கால அளவின் மீது என்ஜின் கட்டுப்பாட்டு அமைப்புக்கு முழுமையான சுதந்திரத்தை அளிக்கிறது.
இது திறக்கும் சாத்தியக்கூறுகள் குறிப்பிடத்தக்கவை:
- ஒவ்வொரு RPM மற்றும் சுமை நிலைக்கும் சரியாக உகந்த வால்வு நேரமைப்பு
- எரிபொருளைச் சேமிக்க இலகுவான சுமை ஓட்டலின் போது தனிப்பட்ட சிலிண்டர் செயலிழப்பு
- எரிப்பு சுழற்சிகளுக்கு இடையே மாறும் மாற்றம் — எடுத்துக்காட்டாக, நான்கு-ஸ்ட்ரோக் என்ஜினை ஓடும்போதே ஆறு-ஸ்ட்ரோக் கட்டமைப்பாக மாற்றுதல்
- கேம்ஷாஃப்ட் மற்றும் தொடர்புடைய இயந்திர இழப்புகளை முழுமையாக நீக்குதல்
மின்காந்த வால்வு அமைப்புகள் பெரும்பாலும் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு கட்டத்திலேயே உள்ளன, ஆனால் உள்ளக எரிப்பு திறனை மறுவரையறை செய்யும் அவற்றின் ஆற்றல் குறிப்பிடத்தக்கது. அவை அண்மை எதிர்காலத்தில் வெகுஜன உற்பத்தியை அடைகின்றனவா என்பது இன்னும் பார்க்க வேண்டியதே.
முடிவுரை
மாறும் வால்வு நேரமைப்பு நவீன என்ஜின் மேம்பாட்டில் மிகவும் தாக்கம் செலுத்தும் தொழில்நுட்பங்களில் ஒன்றாகும். ஒவ்வொரு ஓட்டுநர் நிலைக்கும் — நகர சும்மா இயக்கம் முதல் முழு-த்ராட்டில் வேகமேற்றம் வரை — வால்வு நடத்தையைத் தழுவச் செய்வதன் மூலம், நிலையான-நேரமைப்பு வடிவமைப்புகளால் ஒருபோதும் முடியாத அளவுக்கு ஒரே நேரத்தில் அதிக சக்தி வாய்ந்த, அதிக திறமையான மற்றும் சுத்தமான என்ஜின்களை வழங்க VVT அமைப்புகள் பொறியாளர்களுக்கு உதவுகின்றன.
இருப்பினும், வால்வு நேரமைப்பு மேம்படுத்தலுக்கு அதன் வரம்புகள் உள்ளன. ஒரு குறிப்பிட்ட என்ஜின் கொள்ளளவிலிருந்து சக்தி, முறுக்குவிசை மற்றும் திறனில் மேலும் ஆதாயங்களைப் பெறுவது, மற்ற தொழில்நுட்பங்களை அதிகளவில் சார்ந்திருக்கும் — ஒருங்கிணைந்த கட்டாய உள்ளீட்டு (forced induction) அமைப்புகள், மாறும் சுருக்க விகித என்ஜின்கள் மற்றும் மாற்று எரிபொருள்கள். ஆனால் அது மற்றொரு கட்டுரைக்கான கதை.
இது ஒரு மொழிபெயர்ப்பு. மூலப் பதிப்பை இங்கே படிக்கலாம்: https://www.drive.ru/technic/4efb330700f11713001e33f9.html
வெளியிடப்பட்டது ஜனவரி 13, 2022 • படிக்க 6m
