Dvigatel ish koʻrsatkichlari — quvvat, aylantiruvchi moment (moment), yoqilgʻi tejamkorligi va chiqindi gazlarni oʻz ichiga olgan holda — oʻnlab aniq sozlangan omillarga bogʻliq. Eng muhim, ammo koʻpincha eʼtibordan chetda qoladigan omillardan biri bu klapan fazalari: har bir dvigatel sikli davomida soʻrish va chiqarish klapanlarining ochilish va yopilishining aniq vaqti. Oʻzgaruvchan klapan fazalari (VVT) tizimlari ushbu vaqtlarni barcha harakat sharoitlarida optimallashtirish uchun ishlab chiqilgan va ular zamonaviy dvigatellarning ishlashini tubdan oʻzgartirib yubordi.
Anʼanaviy dvigatelda klapanlar qanday boshqariladi
Anʼanaviy toʻrt taktli ichki yonuv dvigatelida soʻrish va chiqarish klapanlari taqsimlash vali (kulachok vali) chiqiqlari yordamida ishga tushiriladi. Ushbu chiqiqlarning shakli uchta asosiy xususiyatni belgilaydi:
- Fazalanish — klapan porshen holatiga nisbatan qachon ochilishi va yopilishi
- Davomiylik — klapan qancha vaqt ochiq qolishi (fazaning kengligi)
- Koʻtarilish — klapan oʻz oʻrnidan qancha masofaga harakatlanishi
Koʻpchilik anʼanaviy dvigatellarda ushbu fazalar qatʼiy belgilangan boʻladi — siz tirbandlikda salt yurishda turibsizmi yoki magistralda tezlashayapsizmi, undan qatʼi nazar, taqsimlash vali profili hech qachon oʻzgarmaydi. Bu qatʼiylik tubdan muhim cheklov hisoblanadi.
Nega qatʼiy klapan fazalari muammo tugʻdiradi
Silindr, soʻrish va chiqarish kanallari ichidagi gazning xatti-harakati dvigatel aylanishlar soni va yukiga qarab sezilarli darajada oʻzgaradi. Oqim tezligi doimiy ravishda oʻzgarib turadi, soʻrish va chiqarish yoʻllaridagi bosim toʻlqinlari esa vaqtlanishga qarab silindr toʻldirilishiga yordam berishi yoki zarar yetkazishi mumkin. Shu sababli, yagona qatʼiy klapan fazalari sozlamasi barcha ish sharoitlarida optimal boʻla olmaydi.
Ideal klapan fazalari ikkita keng tarqalgan vaziyatda qanday farq qilishi quyida keltirilgan:
- Salt yurishda: Tor klapan fazalari eng yaxshi natija beradi — kech ochilish va erta yopilish, klapanlar ustma-ust ochilishi (soʻrish va chiqarish klapanlari bir vaqtning oʻzida ochiq boʻladigan qisqa davr) minimal yoki umuman boʻlmasligi bilan. Bu chiqindi gazlarning soʻrish kollektoriga qaytib itarilishining yoki yonmagan aralashmaning chiqarish tizimiga chiqib ketishining oldini oladi.
- Maksimal quvvatda: Keng fazalar kerak boʻladi — klapanlar ertaroq ochilishi va silindrlarga maksimal hajmdagi havo-yoqilgʻi aralashmasini kiritish uchun uzoqroq ochiq qolishi lozim. Kengroq ustma-ust ochilish fazasi yuqori aylanishlar sonida chiqindi gazlarni samaraliroq haydab chiqarishga ham yordam beradi.
Shu sababli dvigatel konstruktorlari qiyin murosalarga borishga majbur boʻladilar. Yagona qatʼiy taqsimlash vali profili bir vaqtning oʻzida quyidagilarni taʼminlashi kerak:
- Past va oʻrta diapazonda kuchli aylantiruvchi moment
- Maqbul yuqori diapazon quvvati
- Silliq, barqaror salt yurish
- Yaxshi yoqilgʻi tejamkorligi va past chiqindi gazlar
Bularning barchasini bitta oʻzgarmas taqsimlash vali profili bilan qondirish deyarli imkonsiz — aynan shuning uchun oʻzgaruvchan klapan fazalari ixtiro qilingan.
Oʻzgaruvchan klapan fazalari nima qiladi
Oʻzgaruvchan klapan fazalari tizimlari dvigatel klapanlari xatti-harakatining oʻzgaruvchan harakat sharoitlariga real vaqt rejimida moslashishiga imkon beradi. Faza vaqtlanishi, davomiyligi va koʻtarilishini sozlash orqali muhandislar mexanik murosaga bormagan holda dvigatelning quvvat egri chizigʻini sezilarli darajada qayta shakllantirishlari mumkin. Mumkin boʻlgan afzalliklarga quyidagilar kiradi:
- Kengroq aylanishlar soni diapazonida aylantiruvchi momentning oshishi
- Yuqori cho‘qqi quvvati
- Yaxshilangan yoqilgʻi tejamkorligi
- Kamaytirilgan chiqindi gazlar
- Silliqroq salt yurish va gaz pedaliga javob berish
Oʻzgaruvchan klapan fazalari tizimlarining turlari
Faza siljituvchilar (kulachok faza burgichlari)
Eng keng tarqalgan VVT yondashuvi faza siljituvchidan foydalanadi — bu gidravlik tarzda ishga tushiriladigan mufta boʻlib, taqsimlash valini tirsakli valga nisbatan buradi. Dvigatel aylanishlar soni ortishi bilan tizim soʻrish taqsimlash valini oldinga siljitadi, bu esa soʻrish klapanlarining ertaroq ochilishiga olib keladi. Bu yuqori aylanishlar sonida silindr toʻldirilishini yaxshilaydi. Koʻpchilik tatbiqlar faqat soʻrish kulachok valida ishlaydi, biroq ikki valli tizimlar (masalan, BMW kompaniyasining Double VANOS tizimi) soʻrish va chiqarish fazalanishini mustaqil ravishda sozlaydi.
Oʻzgaruvchan faza kengligi tizimlari
Yanada ilgʻor tizimlar shunchaki fazani siljitishdan ham oldinga ketadi — ular fazani kengaytirishi yoki toraytirishi ham mumkin. Mashhur misollardan biri Toyota kompaniyasining VVTL-i tizimi boʻlib, u bitta valda ikkita kulachok profilidan foydalanadi:
- 6 000 aylanishlar sonidan past holatda klapan harakatini standart kulachok chiqigʻi boshqaradi
- 6 000 aylanishlar sonidan yuqori holatda yanada agressiv profilga ega ikkilamchi kulachok ish boshlaydi, fazalanish kengligini oshiradi va klapan koʻtarilishini orttiradi
- Dvigatel oʻzining 8 500 aylanishlar sonidagi maksimal chegarasiga (redline) yaqinlashganda, ushbu oʻtish oʻziga xos quvvat toʻlqinini beradi — kuchli tezlashish paytida seziladigan “ikkinchi nafas”
Oʻzgaruvchan klapan koʻtarilishi tizimlari
Klapanlar qachon ochilishini oʻzgartirish — bu bir narsa; ularning qanchalik baland ochilishini oʻzgartirish esa boshqa narsa. BMW kompaniyasining Valvetronic yoki Nissan kompaniyasining VVEL kabi oʻzgaruvchan koʻtarilish tizimlari soʻrish klapani koʻtarilishini gaz pedali holatiga qarab uzluksiz ravishda sozlash imkonini beradi.
Ushbu yondashuv muhim afzallikni taklif etadi: u anʼanaviy droselning kerakligini bartaraf eta oladi. Bu nima uchun muhimligi quyida keltirilgan:
- Anʼanaviy drosel past yuklamalarda soʻrish yoʻlida qisman vakuum hosil qiladi, bu esa nasoslash yoʻqotishlarini oshiradi
- Bu vakuum gaz oqimini sekinlashtiradi, silindr toʻldirilishi sifatiga zarar yetkazadi va gaz pedaliga javob berishni xiralashtiradi
- Dvigatel yukini buning oʻrniga klapan koʻtarilishi orqali boshqarish bilan, soʻrish yoʻli asosan cheklanmagan holda qolishi mumkin
Natijalar sezilarli. Droselsiz oʻzgaruvchan koʻtarilish tizimlari odatda quyidagilarni beradi:
- Yoqilgʻi tejamkorligida 8–15% yaxshilanish
- Cho‘qqi quvvat va aylantiruvchi momentning ikkalasida ham 5–15% oʻsish
- Ayniqsa past tezliklarda gaz pedaliga sezilarli darajada keskinroq javob berish
Elektromagnit klapan ishga tushirish
Klapanlarni boshqarishdagi eng ilgʻor konsepsiya mexanik taqsimlash vallarini butunlay elektromagnit tarzda ishga tushiriladigan klapanlar bilan almashtiradi. Har bir klapan elektron solenoidlar yordamida mustaqil ravishda ochiladi va yopiladi, bu esa dvigatelni boshqarish tizimiga har bir siklda har bir alohida klapanning vaqtlanishi, koʻtarilishi va davomiyligi ustidan toʻliq erkinlik beradi.
Bu ochib beradigan imkoniyatlar diqqatga sazovor:
- Har bir aylanishlar soni va yuklama sharoiti uchun mukammal optimallashtirilgan klapan fazalari
- Yoqilgʻini tejash uchun yengil yuklamali harakat paytida alohida silindrlarni oʻchirib qoʻyish
- Yonuv sikllari oʻrtasida dinamik almashish — masalan, toʻrt taktli dvigatelni harakat jarayonida olti taktli konfiguratsiyaga aylantirish
- Taqsimlash vali va u bilan bogʻliq mexanik yoʻqotishlarni toʻliq bartaraf etish
Elektromagnit klapan tizimlari hozircha asosan ilmiy-tadqiqot va ishlab chiqish bosqichida qolmoqda, biroq ularning ichki yonuvni samaradorligini qayta belgilash imkoniyati sezilarli. Ular yaqin kelajakda ommaviy ishlab chiqarishga yetib boradimi yoki yoʻqmi — buni vaqt koʻrsatadi.
Xulosa
Oʻzgaruvchan klapan fazalari zamonaviy dvigatel ishlab chiqishdagi eng taʼsirchan texnologiyalardan biridir. Klapan xatti-harakatini har bir harakat sharoitiga moslashtirish orqali — shahar ichida salt yurishdan to toʻliq gazdagi tezlanishigacha — VVT tizimlari muhandislarga bir vaqtning oʻzida qatʼiy fazali konstruksiyalar hech qachon erisha olmaydigan darajada kuchliroq, samaraliroq va tozaroq dvigatellarni yetkazib berish imkonini beradi.
Shunga qaramay, klapan fazalarini optimallashtirishning oʻz chegaralari bor. Maʼlum bir ishchi hajmdan quvvat, aylantiruvchi moment va samaradorlikda qoʻshimcha oʻsishni siqib chiqarish tobora boshqa texnologiyalarga tayanadi — birlashtirilgan majburiy havo berish tizimlari, oʻzgaruvchan siqish darajasiga ega dvigatellar va muqobil yoqilgʻilar. Ammo bu boshqa maqola uchun mavzu.
Bu tarjima. Asl nusxasini bu yerda oʻqishingiz mumkin: https://www.drive.ru/technic/4efb330700f11713001e33f9.html
Published January 13, 2022 • 7m to read
