muuttuva Valvetimointi (VVT)

perusteoria

Monimuuttujaventtiiliteknologia tuli vakioksi moottorin suunnittelussa, muuttuva venttiilien ajoitus tulee seuraavaksi tehostamaan moottorin tehoa tehosta tai vääntömomentista riippumatta.

kuten tiedätte, venttiilit aktivoivat Moottorin hengityksen. Hengityksen ajoitusta, thatis, ilmanoton ja pakokaasun ajoitusta, ohjataan kameroiden muodolla ja vaiheistuksella. Optimoida hengitys, enginerequires eri venttiilien ajoitus eri nopeudella. Kun kierrosnopeus kasvaa, imun ja pakokaasun iskunpituus vähenee niin, että raitista ilmaa ei tule tarpeeksi nopeasti polttokammioon, kun taas pakokaasu ei ole tarpeeksi nopea poistumaan palokammiosta. Siksi paras ratkaisu on avata imuventtiilit aikaisemmin ja sulkea poistoventtiilit myöhemmin. Toisin sanoen saantijakson ja pakojakson päällekkäisyyttä pitäisi lisätä kierrosnopeuden kasvaessa.

ilman variablevale-ajoitustekniikkaa insinöörit valitsivat parhaan kompromissin ajoituksen.Esimerkiksi Pakettiauto voi ottaa käyttöön vähemmän päällekkäisyyksiä alhaisen nopeustehon hyödyksi. Kilpa-moottori voi hyväksyä huomattavia päällekkäisiä suuren nopeustehon. Tavallinen sedan voi ottaa käyttöön venttiilien ajoitusoptimin ennen keskivertoa, jotta sekä pienen nopeuden ajettavuutta että suurta nopeustehoa ei uhrata liikaa. Ei ole väliä kumpi, tulos on vain optimoitu tietyn nopeuden.

venttiilien ajoitus, teho ja vääntö voidaan optimoida leveällä rpm-kaistalla. Huomattavimmat tulokset ovat:

• moottori voi pyöriä korkeammalla, mikä nostaa huipputehoa. Esimerkiksi Nissanin 2-litrainen Neo VVL-moottori tuottaa 25 prosenttia enemmän huipputehoa kuin sen ei-VVT-versio.
• Hidasvauhtinen vääntö kasvaa, mikä parantaa ajettavuutta. Esimerkiksi Fiat Barchettan 1.8 VVT moottori tarjoaa 90% huippuvääntömomentti välillä 2000 ja 6000 rpm.

lisäksi kaikki nämä eväät tulevat ilman haittapuolia.

VariableLift

somedesigneissa venttiilinnostoa voidaan vaihdella myös moottorin kierrosnopeuden mukaan. Korkeilla nopeuksilla korkeampi Noste nopeuttaa ilmanottoa ja pakokaasuja ja optimoi siten hengitystä entisestään. Tietenkin pienemmällä nopeudella tällaiset liftwill tuottaa vastavaikutuksia, kuten heikentää polttoaineen ja ilman sekoitusprosessia, mikä vähentää tuotantoa tai jopa johtaa sytytyskatkoksiin. Sen vuoksi noston tulisi vaihdella moottorin kierrosnopeuden mukaan.

1) Nokanvaihtava VVT

Honda oli tienraivaaja 80-luvun lopulla lanseeraamalla kuuluisan Vtec-järjestelmänsä (venttiilien ajoituksen elektroninen ohjaus). Ensin esiteltiin Civic, CRX ja NS-X, sitten tuli standardi useimmissa malleissa.

sen voi nähdä kahtena eri muotoisena kamerasarjana, jotka mahdollistavat erilaisen ajoituksen ja kohotuksen. Yksi sarja toimii normaalinopeudella, vaikkapa alle 4 500 rpm. Toinen tukee suuremmalla nopeudella. On selvää, että tällainen asettelu ei salli jatkumoavaihto ajoitus, siksi moottori toimii vaatimattomasti alle 4500 rpm muttavoi, että se yhtäkkiä muuttuu villieläin.

tämä järjestelmä parantaa huipputehoa – se voi nostaa punaisen viivan lähes 8000 rpm: ään(jopa 9000 rpm: ään S2000: ssa), aivan kuten moottorissa, jossa on kilpa-nokka-akselit, ja lisätä yläpään tehoa jopa 30 hv: lla 1,6-litraiseen moottoriin !! Tällaisen tehonlisäyksen hyödyntämiseksi sinun on kuitenkin pidettävä Moottori kiehumassa yli kynnysnopeuden, joten tarvitaan usein vaihteenvaihtoa. Koska hidaskäyntiset torquegainit ovat liian pieniä (muista, että normaalin moottorin kamerat palvelevat yleensä across0-6000 rpm, kun taas VTEC-Moottorin ”hitaat kamerat” tarvitsevat vielä serveacrossin 0-4,500 rpm), ajettavuus ei ole liian vaikuttava. Lyhyesti sanottuna nokanvaihtojärjestelmä sopii parhaiten urheiluautoihin.

Hondahas paransi jo 2-portaista VTEC: tä 3-portaiseksi joillekin malleille. Tietenkin, mitä enemmän vaiheessa se on, sitä hienostuneemmaksi se tulee. Se tarjoaa silti vähemmän leveää vääntöä kuin muut portaattomasti säädettävät järjestelmät. However, cam-changingsystem remains to be the most powerful VVT, since no other system can vary the Liftof valve as it does.

Advantage:	Powerful at top end
Disadvantage:	2 or 3 stages only, non-continuous; no much improvement to torque; complex
Who use it ?	Honda VTEC, Mitsubishi MIVEC, Nissan Neo VVL.

Hondan hitain 3-vaiheinen VTEC on sovellettu Civic sohcenginessä Japanissa.Mekanismissa on 3 kameraa, joissa on erilainen ajoitus ja nostoprofiili. Huomaa, että niiden mitat ovat myös erilaiset-keskimmäinen nokka (nopea ajoitus, korkea hissi), kuten yllä olevassa kuvassa, on suurin; oikeanpuoleinen nokka (slowtiming, medium lift) on keskikokoinen ; vasemman puolen nokka (hidas ajoitus, lowlift) on pienin.

tämä mekanismi toimii näin:

Vaihe 1 ( alhainen nopeus ) :3 kappaletta keinukäsiä itsenäisesti. Tämän vuoksi vasenta keinukaarta, joka vaikuttaa vasempaan venttiiliin, ohjaa matalasti nostava vasen nokka. Oikea keinuvarsi, joka vastaa oikeaa sisääntuloventtiiliä, on keskivertonostavan oikean nokan ohjaama. Bothcamsin ajoitus on suhteellisen hidas verrattuna keskimmäiseen nokaan, joka toimii novalvessa nyt.

Vaihe 2 (keskinopeus: hydraulinen paine (maalattu oranssiksi kuvassa) yhdistää vasemman ja oikean keinukäden yhteen, jättäen keskimmäisen keinukäden ja nokan toimimaan yksinään. Koska oikeanpuoleinen nokka on suurempi kuin vasen nokka,kytketyt keinuvarret ovat oikeanpuoleisen nokan ajamia. Tämän seurauksena molemmat imuventtiilit saavat hidas ajoitus muttamedium hissi.

Vaihe 3 ( suuri nopeus ) :hydraulinen paine yhdistää kaikki 3 keinuhaaraa yhteen. Koska keskimmäinen nokka on suurin, molemmat inletvallit ovat itse asiassa ajaa että nopea nokka. Siksi molempiin venttiileihin saadaan nopea ajoitus ja korkeussuoritus.

toinen esimerkki – Nissan Neo VVL

hyvin samanlainen kuin Hondan järjestelmä, mutta oikeanpuoleiset andleft-kamerat ovat profiililtaan samanlaiset. Hitaalla nopeudella molemmat keinuvarret ajavatriippumattomasti hitailla, matalilla oikean-ja vasemmanpuoleisilla kameroilla. Suurella nopeudella 3 keinukaarta on yhdistetty toisiinsa siten, että niitä ohjaa nopea-ajoitus, korkea-lift keskikamera.

saatat ajatella, että sen täytyy olla kaksivaiheinen järjestelmä. Ei ole. Koska Nissan Neo Vvlduplikoi saman mekanismin Pakokaasun nokka-akselilla, 3 vaihetta voitiin huoltaa seuraavasti:

Vaihe 1(alhainen nopeus) : sekä imu-että pakoventtiilit ovat hitaassa kokoonpanossa.
Vaihe 2 (keskinopeus) : fastintaken kokoonpano + hidas Pakokaasun kokoonpano.
Vaihe 3 (suuri nopeus): sekä laite-että pakoventtiilit ovat nopeassa kokoonpanossa.

2) Cam-Phasing VVT

Cam-phasing VVT on yksinkertaisin, halvin ja yleisimmin käytetty mekanismi tällä hetkellä. Kuitenkin sen suorituskyky voitto on myös vähiten, hyvinfair todellakin.

periaatteessa se muuttaa venttiilien ajoitusta siirtämällä nokka-akselien vaihekulmaa. Esimerkiksi suurella nopeudella sisääntulon nokka-akselia kierretään etukäteen 30° soto mahdollistaa aikaisemman sisäänoton. Tätä liikettä ohjataan moottorin hallintajärjestelmällä tarpeen mukaan ja käynnistetään hydraulisilla venttiilivaihteilla.

huomaa, että nokka-asteikolla VVT ei voi muuttaa venttiilin avaamisen kestoa. Se vain mahdollistaa aikaisemman tai myöhemmän venttiilin avaamisen. Aiempi openresults aiemmassa lähellä, tietenkin. Se ei myöskään voi vaihdella venttiilin nostoa, toisin kuin kameran vaihtava VVT. Kuitenkin, nokka-vaiheistus VVT on yksinkertaisin ja halvin muoto ofVVT koska jokainen nokka-akseli tarvitsee vain yhden hydraulinen vaiheistus toimilaite, unikeother järjestelmiä, jotka työllistävät yksittäisiä mekanismi jokaiselle sylinterille.

Continuousor diskreetti

Simplercam-vaiheistuksessa VVT: ssä on valittavana vain 2 tai 3 kiinteää vaihtokulmaasetusta, kuten joko 0° tai 30°. Parempi järjestelmä on jatkuva muuttuja siirtää, vaikkapa arbitaariarvo välillä 0° ja 30°, riippuu rpm.On selvää, että tämä antaa sopivimman venttiilin ajoitus millä tahansa nopeudella, thusgreatly parantaa moottorin joustavuuden. Lisäksi siirtymäon niin sileä, että tuskin havaittavissa.

Intakeand Exhaust

Somedesign, kuten BMW: n Kaksoisvanos-järjestelmä, hascam-vaiheistettu VVT sekä imu-että Pakokaasun nokka-akselit, tämä mahdollistaa suuremman päällystämisen, mikä lisää hyötysuhdetta. Tämä selittää, miksi BMW M3 3.2 (100hp/litre)is more efficient than its predecessor, M3 3.0 (95hp/litre) whose VVT isbounded at the inlet valves.

In theE46 3-series, the Double Vanos shift the intakecamshaft within a maximum range of 40° .The exhaust camshaft is 25°.

Advantage:	Cheap and simple, continuous VVT improves torque delivery across the whole rev range.
Disadvantage:	Lack of variable lift and variable valve opening duration, thus less top end power than cam-changing VVT.
Who use it ?	Most car makers, such as: · Audi V8 – inlet, 2-portainen diskreetti · BMW Double Vanos – inlet ja pakoputki, jatkuva · Ferrari 360 Modena – pakoputki, 2-portainen diskreetti · Fiat (Alfa) SUPER FIRE – inlet, 2-portainen diskreetti · Ford Puma 1.7 Zetec SE – inlet, 2-portainen diskreetti · Jaguar AJ-V6 ja päivitetty AJ-V8 – inlet, jatkuva · Lamborghini Diablo SV engine – inlet, 2-portainen diskreetti · Porsche variocam – inlet, 3-portainen diskreetti · Renault 2.0-litrainen sisäänmeno, 2-portainen diskreetti * Toyota VVT-i-sisäänmeno, jatkuva · Volvo 4 / 5 / 6-sylinterimalliset moottorit-imu, jatkuva

esimerkki : BMW: n Pakettiauto

kuvasta on helppo ymmärtää sen toiminta. Pää ofcamshaft sisältää vaihde kierre. Säiettä yhdistää korkki, joka voi liikkua nokka-akselia kohti ja poispäin. Koska vaihdekierre ei ole vastakkain nokka-akselin kanssa, vaihekulma siirtyy eteenpäin, jos korkki on suunnattu nokka-akselia kohti. Samoin korkin vetäminen pois nokka-akselista johtaa vaihekulman siirtämiseen taaksepäin.

se, Määräytyykö työntövoima vai veto hydraulisen paineen perusteella. Korkin vieressä on 2 kamaria ja ne on täytetty nesteellä (nämä kammiot ovat värillisiä vihreitä ja keltaisia kuvassa) ohut mäntä erottaa nämä 2 kammiota, joista edellinen kiinnittyy tiukasti korkkiin. Neste tulee kammioihin sähkömagneettisten venttiilien kautta, jotka ohjaavat hydraulista paineistusta missä kammioissa. Esimerkiksi, jos Moottorin hallintajärjestelmä signalsventtiili on vihreä kammio auki, sitten hydraulinen paine vaikuttaa ohutpiston ja työnnä jälkimmäinen, mukana korkki, kohti nokka-akseli, thusshift vaihe kulma eteenpäin.

jatkuva ajoituksen vaihtelu on helppo toteuttaa sijoittamalla korkki sopivaan etäisyyteen moottorin kierrosnopeuden mukaan.

toinen esimerkki : ToyotaVVT-i

Macro illustration of the phasing actuator

Toyota’s VVT-i(Variable Valve Timing – Intelligent) has been spreading to more and more ofits models, from the tiny Yaris (Vitz)to the Supra. Sen mekanismi on suurin piirtein sama kuin BMW: n pakettiautoissa, se on myös portaattomasti muuttuva muotoilu.

kuitenkin sana ”Integillent” korostaa clevercontrol-ohjelmaa. Sen lisäksi, että ajoitus vaihtelee moottorin kierrosnopeuden mukaan, se huomioi myös muut olosuhteet, kuten kiihdytyksen, ylös mäkeä tai alas mäkeä.

3) Nokanvaihto +nokka-asteikko VVT

nokanvaihto VVT ja nokka-asteikko VVT voisivat täyttää sekä yläpään tehon että joustavuuden vaatimukset koko revrangessa, mutta se on väistämättä monimutkaisempi. Kirjoitushetkellä vain Toyotalla ja Porschella on paljon malleja. Uskon kuitenkin, että tulevaisuudessa yhä useammat urheiluautot tulevat hyväksymään tällaisen VVT: n.

Example: Toyota VTL-i

Toyota’s VVTL-iis the most sophisticated VVT design yet. Its powerful functions include:

• jatkuva cam-vaiheistusmuuttuja venttiilin ajoitus
• 2-vaiheinen muuttuva venttiilin nosto plus venttiilin avautumisen kesto
• sovelletaan sekä imu-että pakoventtiileihin

järjestelmä voi olla olemassa olevan VVT-i: n ja Hondan vtec: n yhdistelmä, joskin muuttuvan nosteen mekanismi on erilainen kuin Hondan.

Likeevvt-i, muuttuva venttiilien ajoitus toteutetaan siirtämällä koko nokka-akselin vaihekulmaa eteen-tai taaksepäin nokka-akselin päähän kiinnitetyn hydraulisen toimilaitteen avulla. Ajoitus lasketaan Moottorin hallintajärjestelmällä moottorin kierrosnopeuden, kiihtyvyyden,ylös mäkeä tai alas mäen jne.mukaan. ottaen huomioon. Lisäksi thevariation on jatkuva laajalla alueella jopa 60°, joten thevariable ajoitus yksin on ehkä täydellisin suunnittelu tähän asti.

mikä tekee vvtl-i: stä tavallisen VVT-i: n ylivoimaisemman on ”L”, joka tulee sanoista Lift (valve lift), kuten kaikki tietävät. Seuraavassa kuvituskuva :

Vtecin tavoin Toyotan järjestelmä käyttää yhtä keinutuolia molempien imuventtiilien (tai pakoventtiilien) käyttöön. Se on myös 2 camlobes toimii että rocker arm seuraaja, lohkoja on erilainen profiili-yksi pidempi venttiili-avaaminen kestoprofiili (suuri nopeus), toinen withshorter venttiili-avaaminen kestoprofiili (alhainen nopeus). Alhaisella nopeudella slowcam aktivoi keinukäsivarren seuraajan rullalaakerin kautta (kitkan vähentämiseksi).High speed cam ei ole mitään vaikutusta rokkari seuraaja, koska siellä on riittävä väli alla hydraulinen tappi.
< tasainen vääntö (sininen käyrä)

kun nopeus on noussut kynnyspisteeseen, liukutappi painuu hydraulisella paineella välien täyttämiseksi. Nopea nokka tulee tehokkaaksi.Huomaa, että nopea nokka tarjoaa pidemmän venttiilin avaamisen keston, kun taas liukutappi lisää venttiilin nostoa. (Honda VTEC: ssä sekä kestoa että nostoa säätelevät nokkalokerot)

ilmeisesti vaihteleva venttiilinavauksen kesto on 2-vaiheinen,toisin kuin Rover VVC: n jatkuva muotoilu. VVTL-Io tarjoaa kuitenkin muuttuvaa nostetta, joka nostaa sen nopeaa tehoa paljon. Honda VTECIIN ja vastaaviin Mitsubishin ja Nissanin malleihin verrattuna Toyotan järjestelmässä on jatkuvasti vaihtelevavalve-ajoitus, joka auttaa sitä saavuttamaan paljon paremman alhaisesta keskinopeuteen joustavuuden. Siksi se on epäilemättä paras VVT tänään. However, it isalso more complex and probably more expensive to build.

Advantage:	Continuous VVT improves torque delivery across the whole rev range; Variable lift and duration lift high rev power.
Disadvantage:	More complex and expensive
Who use it ?	Toyota Celica GT-S

Example 2: Porsche Variocam Plus

Variocam Plus uses hydraulic phasing actuator and variable tappets

Variocam of the 911 Carrera uses timing chain for cam phasing.

Porschen Variocam Plussan sanottiin olevan kehitetty Carreraa ja Boxsteria palvelevasta Variocamista. Kuitenkin löysin niiden mekanismitvirtaan jakaa mitään. Variocam esiteltiin ensimmäisen kerran 968: lle vuonna 1991. Se käytti ajoitus ketjun vaihdella vaihekulma ofcamshaft, näin saatiin 3-vaihe muuttuva venttiili ajoitus. Myös 996 Carrera ja Boxster käyttävät samaa järjestelmää. Tämä muotoilu on ainutlaatuinen ja patentoitu, mutta se on itse asiassa huonompi kuin muiden autonvalmistajien suosima hydraulinen toimilaite, varsinkaan se ei salli paljon vaihtelua vaihekulmaan.

siksi uudessa 911 Turbo finallyfollow-mallissa käytetty Variocam Plus käyttää suosittua hydraulitoimilaitetta ketjun sijaan. Eräs tunnettu asiantuntija kuvaili muuttuvaa venttiilien ajoitusta jatkuvaksi, mutta se näyttää olevan ristiriidassa aiemmin annetun virallisen lausunnon kanssa, joka paljasti järjestelmän olevan 2-vaiheinen venttiilien ajoitus.

kuitenkin ”plussan” vaikuttavin muutos on venttiilinosturin lisääminen. Se toteutetaan käyttämällä muuttuvia hydraulisia tappeja. Kuvassa näkyy, että jokaisessa venttiilissä on 3 nokkalohkoa – keskimmäisessä on huomattavasti vähemmän nostetta (vain 3 mm) ja venttiilin avaamisen kesto on lyhyempi. Toisin sanoen, se on ”hidas” cam. Kaksi ulointa nokkalohkoa ovat täsmälleen samat, nopealla ajoituksella ja korkealla nostolla (10 mm). Camlobes valinta tehdään muuttuja tappet, joka itse asiassa koostuu innertappet ja ulompi (rengas-muoto) tappet. Ne voitaisiin lukita yhteen niiden läpi kulkevalla ahydraulisella tappilla. Tällä tavoin”nopea” nokka lohkoa vaikuttavat venttiili, joka tarjoaa korkean nostovoiman ja pitkän ajan aukko. Jos tappeja ei ole lukittu yhteen, venttiili aktivoituu”hitaalla” nokalla sisemmän tappin kautta. Ulompi tappi liikkuuriippumaton venttiilin nostin.

Asseen muuttuva nostomekanismi on harvinaisen yksinkertainen ja tilaa säästävä. Vaihtuvat tappit ovat vain marginaalisesti painavampia kuin tavalliset tappit, eikä niissä ole enää tilaa.

Nevertheless,at the moment the Variocam Plus is just offered forthe intake valves.

Advantage:	VVT improves torque delivery at low / medium speed; Variable lift and duration lift high rev power.
Disadvantage:	More complex and expensive
Who use it ?	Porsche 911 Turbo

4) Rover’s uniqueVVC system

Rover introduced its own system calls VVC (Variable Valve Control) in MGFin 1995. Monet asiantuntijat pitävät sitä parhaana VVT ottaen huomioon sen all-roundability-toisin kuin nokka-muuttuva VVT, se tarjoaa jatkuvasti muuttuva ajoitus, mikä parantaa alhainen tai keskimääräinen kierrosnopeus vääntömomentti; ja toisin kuin cam-vaiheistus VVT, se voi pidentää kestoa venttiilien avaamisen (ja jatkuvasti), mikä boostpower.

periaatteessa VVC: ssä käytetään eksentristä pyörivää kiekkoa,joka ajaa jokaisen kaksiliittimen imuventtiilejä. Koska eksentrinen muoto luo epälineaarinen kierto, venttiilit avausperiod voidaan vaihdella. Etkö vieläkään ymmärrä ? no, mikä tahansa älykäs mekanismi on vaikea ymmärtää. Muuten Rover ei jää ainoaksi autonvalmistajaksi.

VVC: llä on yksi takaisinveto: koska jokainen yksittäinen mekanismi palvelee 2 vierekkäistä sylinteriä, aV6-moottori tarvitsee 4 tällaista mekanismia, eikä se ole halpaa. V8 tarvitsee myös 4 tällaisenmekanismi. V12: ta ei voida asentaa, koska sylinterien välissä ei ole riittävästi tilaa eksentrisille levyille ja vaihteille.

Advantage:	Continuously variable timing and duration of opening achieve both drivability and high speed power.
Disadvantage:	ei lopulta yhtä tehokas kuin nokan vaihtava VVT, koska vaihtuva hissi puuttuu; kallis V6: lle ja V8: lle; mahdoton V12: lle.
kuka sitä käyttää ?	Rover 1.8 VVC Moottori palvelee MGF, Caterham ja Lotus Elise 111S.