Variabel ValveTiming (VVT)

BasicTheory

Aftermulti-ventil teknologi ble standard i motordesign, Variabel Ventil Timingbecomes neste trinn for å forbedre motoreffekten, uansett kraft eller dreiemoment.

som du vet, aktiverer ventiler pusten av motoren. Tidspunktet for å puste, deter tidspunktet for luftinntak og eksos, styres av form og fasevinkel av kameraer. For å optimalisere pusten, motorkrever forskjellig ventiltid med forskjellig hastighet. Når reven øker, reduseres varigheten av inntak og eksosslag, slik at frisk luft ikke blir rask nok til å komme inn i forbrenningskammeret, mens eksosen ikke blir festenok til å forlate forbrenningskammeret. Derfor er den beste løsningen å åpneinnløpsventilene tidligere og lukk eksosventilene senere. Med Andre ord,Overlappingen mellom inntakstid og eksos periode bør væreøkt som rev øker.

uten variablevalve timing teknologi, ingeniører brukes til å velge den beste kompromiss timing.For eksempel kan en varebil vedta mindre overlappende for fordelene med lav speedoutput. En racing motor kan vedta betydelig overlapping for høy speedpower. En vanlig sedan kan vedta ventil timing optimisefor mid-rev, slik at både lav hastighet kjørbarhet og høy hastighet utgang willnot bli ofret for mye. Uansett hvilken, er resultatet bare optimalisert for en bestemt hastighet.

Medvariabel Ventiltid, kraft og dreiemoment kan optimaliseresover et bredt rpm-bånd. De mest merkbare resultatene er:

• motoren kan rev høyere, og øker dermed toppkraft. For Eksempel Gir Nissans 2-liters Neo VVL-motor 25% mer toppeffekt enn Den ikke-VVT-versjonen.
• dreiemoment ved Lav hastighet øker, og forbedrer dermed kjørbarheten. For Eksempel, Fiat Barchetta er 1.8 VVT motor gir 90% toppmoment mellom 2000 og 6000 rpm.

dessuten kommer alle disse fordelene uten ulempe.

VariableLift

i noen design kan ventilløft også varieres i henhold til motorturtall. Ved høy hastighet øker høyere løft luftinntak og eksos, og optimaliserer dermed pusten ytterligere. Selvfølgelig, ved lavere hastighet slik liftwill generere motvirkninger som forverret blandeprosessen av drivstoff andair, og dermed redusere produksjonen eller til og med fører til misfire. Derfor bør heisen være variabel i henhold til motorturtallet.

1) Cam-Endring VVT

Honda pioner veien bil-brukt VVT på slutten av 80-tallet ved å lansere sin berømte VTEC system (Ventil Timing Elektronisk Kontroll). Førstdukket opp I Civic, CRX OG NS-X, ble da standard i de fleste modeller.

du kan se det som 2 sett med kameraer med forskjellige former for å aktivere forskjellig timing ogløft. Ett sett opererer under normal hastighet, si under 4500 rpm. En annenerstatninger med høyere hastighet. Tydeligvis tillater ikke slik layout kontinuerligendring av timing, derfor utfører motoren beskjeden under 4500 rpm, menover at det plutselig vil forvandle seg til et vilt dyr.

Thissystem forbedrer toppkraft – Det kan øke rød linje til nesten 8000 rpm (til og med 9000 rpm I S2000), akkurat som en motor med racing kamaksler, og øk toppkraften med så mye som 30 hk for en 1,6-liters motor !! Men for å utnytte en slik effektøkning, må du holde motoren kokende overterskel rpm, derfor er det nødvendig med hyppig girskifte. Som lav hastighet torquegains for lite (husk, cams av en normal motor serverer vanligvis across0-6000 rpm, mens» slow cams » AV VTEC motor fortsatt trenger å tjeneover 0-4, 500 rpm), kjørbarhet vil ikke være for imponerende. Kort sagt,cam-skiftende system er best egnet til sportsbiler.

Hondahar allerede forbedret sin 2-trinns VTEC i 3 trinn for noen modeller. Selvfølgelig, jo mer scenen det har, jo mer raffinert blir det. Det gir fortsatt mindre bredspread av dreiemoment som andre kontinuerlig variable systemer. 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.

honda ‘ nyeste 3-trinns vtec har blitt brukt i civic sohcengine i japan.Mekanismen har 3 kameraer med forskjellig timing og løfteprofil. Merk atderes dimensjoner er også forskjellige-midtkammen ( rask timing, høy løft), som vist i diagrammet ovenfor, er den største; høyre sidekam (slowtiming, medium lift) er middels stor ; den venstre side cam (slow timing, lowlift) er den minste.

Denne Mekanismen fungerer slik:

Trinn 1 ( lav hastighet ) :de 3 delene av vippearmene beveger seg uavhengig. Derfor er den venstre vippearmen, som aktiverer leftinlet-ventilen, drevet av lavløft venstre kam. Den høyre vippearmen, somaktuerer høyre innløpsventil, drives av medium-lift høyre kam. Bothcams ‘ timing er relativt treg sammenligne med midten cam, som aktiverer novalve nå.

Trinn 2 (middels hastighet ): hydraulisk trykk (malt oransje i bildet) forbinder venstre og høyre vippearmersammen, forlater den midterste vippearmen og kammen for å løpe alene. Siden theright cam er større enn venstre cam, de tilkoblede vippearmer er faktisk drevet av høyre cam. Som et resultat får begge innløpsventiler langsom timing menmiddels løft.

Trinn 3 (høy hastighet ): hydrauliske trykkkobleralle 3 vippearmer sammen. Siden midten cam er den største, begge inletventiler er faktisk drevet av den raske cam. Derfor oppnås rask timing og highlift i begge ventiler.

Et annet eksempel-Nissan Neo VVL

Svært lik Hondas system, men høyre ogvenstre kameraer er med samme profil. Ved lav hastighet kjøres begge vippearmeruavhengig av de sakte timing, lavløft høyre og venstre kammer. Ved høy hastighet, 3 vippearmer er koblet sammen slik at de er drevet av thefast-timing, høy-lift midten cam.

Youmight tror det må være et 2-trinns system. Nei, det er det ikke. Siden Nissan Neo Vvlduplicates samme mekanisme i eksoskamakslen, kan 3 trinn oppnås på følgende måte:

Trinn 1 (lav hastighet): både inntaks-og eksosventiler er i langsom konfigurasjon.
Trinn 2 (middels hastighet): fastintake konfigurasjon + langsom eksos konfigurasjon.
Trinn 3 (høy hastighet): bothintake og eksosventiler er i rask konfigurasjon.

2) Cam-Phasing VVT

Cam-phasing VVT er den enkleste, billigste OG mest bruktemekanisme for øyeblikket. Imidlertid er ytelsesgevinsten også minst, veldigfair faktisk.

I Utgangspunktet varierer det ventiltimingen ved å skifte fasevinkelen på kamaksler. For eksempel, ved høy hastighet, vil innløpskamakslen roteres på forhånd med 30° for å muliggjøre tidligere inntak. Denne bevegelsen styres av motorstyringsystem etter behov, og aktiveres av hydrauliske ventilgir.

merk at kamfasing VVT ikke kan variere varigheten av ventilåpningen. Det tillater bare tidligere eller senere ventilåpning. Tidligere openresults i tidligere close, selvfølgelig. Det kan heller ikke variere ventilheisen, i motsetning til kamskiftende VVT. Cam-phasing VVT er imidlertid den enkleste og billigste formen for vvt fordi hver kamaksel trenger bare en hydraulisk faseaktuator, i motsetning til andre systemer som bruker individuell mekanisme for hver sylinder.

Continuousor Discrete

Simplercam-phasing VVT har bare 2 eller 3 faste skiftvinkelinnstillinger å velge mellom, slik at det enten er 0° eller 30°. Bedre system har kontinuerlig variabel skiftende, si, en arbitær verdi mellom 0° og 30°, avhenger av rpm.Tydeligvis dette gir den mest passende ventil timing i alle hastigheter, thusgreatly forbedre motor fleksibilitet. Videre er overgangendet er så glatt at det ikke er merkbart.

Inntakog Eksos

Somedesign, SOM BMWS Doble Vanos-system, harcam-fasing VVT ved både inntaks-og eksosaksler, muliggjør meroverlapping, og dermed høyere effektivitet. DETTE forklarer HVORFOR 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 – innløp, 2-trinns diskret · BMW Double Vanos – innløp og eksos, kontinuerlig · Ferrari 360 Modena – eksos, 2-trinns diskret · Fiat (Alfa) SUPER FIRE – innløp, 2-trinns diskret · Ford Puma 1.7 Zetec SE – innløp, 2-trinns diskret · Jaguar Aj-V6 og oppdatert AJ-V8 – innløp, Kontinuerlig · Lamborghini diablo sv motorinntak, 2 – trinns diskret · porsche variocam-inntak, 3 – trinns diskret · renault 2.0 – liters innløp, 2-trinns diskret · Toyota VVT-i – innløp, kontinuerlig · Volvo 4 / 5 / 6-cylinder modulære motorer-innløp, kontinuerlig

Eksempel : BMW ‘ S Vanos

fra bildet er det lett å forstå driften. Enden avkamaksel inneholder en girtråd. Tråden er koblet med en hette som kanflytt mot og bort fra kamakslen. Fordi girtråden ikke er iparallelt med kamakselens akse, vil fasevinkelen skifte fremover hvis hetten er presset mot kamakslen. På samme måte trekker hetten bort fra kamakselenresultater i å skifte fasevinkelen bakover.

Ompush eller trekk bestemmes av hydraulisk trykk. Det er 2 kammerrett ved siden av hetten og de er fylt med væske (disse kamrene erfarget grønt og gult henholdsvis på bildet) et tynt stempel separererdisse 2 kamrene, den førstnevnte festes stivt til hetten. Væske inn i kamrene via elektromagnetiske ventiler som styrer det hydrauliske trykket som virker på hvilke kamre. For eksempel, hvis motorstyringssystemet signalerventilen i det grønne kammeret er åpen, så virker hydraulisk trykk på thinpiston og skyver sistnevnte, følger med hetten, mot kamakslen, slik atskift fasevinkelen fremover.

Kontinuerlig Variasjon i timing implementeres enkelt ved å plassere hetten på en passende avstand i henhold til motorhastigheten.

Et Annet Eksempel : 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. Mekanismen er mer Eller mindre den samme SOM BMWS Vanos, det er også en kontinuerlig variabel design.

ordet «Integillent» legger imidlertid vekt på clevercontrol-programmet. Ikke bare varierer timing i henhold til motorturtall, det ogsåvurdere andre forhold som akselerasjon, går opp bakken eller ned bakken.

3) Cam-Changing +Cam-Phasing VVT

Kombinere cam-changing VVT og cam-phasing VVT kan tilfredsstille krav til både toppkraft og fleksibilitet gjennom hele revrange, men det er uunngåelig mer komplekst. På tidspunktet for skriving har Bare Toyota og Porscheslike design. Imidlertid tror jeg på fremtiden flere og flere sportsbiler viladopt denne typen VVT.

Example: Toyota VTL-i

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

• kontinuerlig kamfasing variabel ventiltid
• Brukes på både inntaks-og eksosventiler

systemet kan væresett som en kombinasjon av eksisterende vvt-i oghondas vtec, selv om mekanismen for den variable heisen er forskjellig frahonda.

LikeVVT-I, den variable ventiltimingen implementeres ved å skifte fasevinkelen til hele kamakslen fremover eller bakover ved hjelp av enhydraulisk aktuator festet til enden av kamakslen. Timingen er beregnet av motorstyringssystemet med motorhastighet, akselerasjon, går opp bakke eller ned bakke etc. tatt i betraktning. Videre er variasjonen kontinuerlig over et bredt spekter av opptil 60°, derfor er den variable timingen alene kanskje den mest perfekte designen til nå.

Hva Gjør VVTL-i overlegen til den vanlige VVT-i er «L», som står For Løft (ventilløft) som alle vet. La oss se følgende illustrasjon:

Som VTEC bruker Toyotas system en enkelt vippearm for å aktivere begge inntaksventiler (eller eksosventiler). Den har også 2 camlobes som virker på den vippearmen, lobene har forskjellig profil – en med lengre ventilåpningsvarighetsprofil (for høy hastighet), en annen withshorter ventilåpningsvarighetsprofil (for lav hastighet). Ved lav hastighet aktiverer slowcam vippearmen via et rullelager (for å redusere friksjon).Høyhastighets cam har ingen effekt på rocker tilhenger fordidet er tilstrekkelig avstand under sin hydrauliske tappet.
< en flat torqueoutput (blå kurve)

når Hastigheten har økt til terskelpunktet, skyves glidestiften avhydraulisk trykk for å fylle avstanden. Høyhastighets cam blir effektiv.Merk at fast cam gir en lengre ventil-åpning varighet mens skyvepinnen legger ventil heis. (For Honda VTEC er både varighet og løftimplementert av cam-lobene)

Den variable ventilåpningsvarigheten Er Åpenbart en 2-trinns design, i motsetning Til Rover VVCS kontinuerlige design. MEN VVTL-itilbyr variabel løft, som løfter sin høyhastighetseffekt mye. Med Honda VTEC og lignende design For Mitsubishi og Nissan, Har Toyotas system kontinuerlig variablevalve timing som hjelper Det å oppnå langt bedre lav til middels speedflexibility. Derfor er det utvilsomt DEN beste VVT i dag. 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.

Porsche ‘ S Variocam Plus ble sagt å være utviklet fra Variocam som tjener Carreraog Boxster. Imidlertid fant jeg sine mekanismernesten ikke dele noe. Variocam ble førstintrodusert til 968 i 1991. Det brukes timing kjeden å variere fasevinkelen ofcamshaft, og dermed gitt 3-trinns variabel ventil timing. 996 Carreraand Boxster bruker også det samme systemet. Denne designen er unik og patentert, men den er faktisk dårligere enn den hydrauliske aktuatoren som foretrekkes av andre bilprodusenter, spesielt det tillater ikke så mye variasjon i fasevinkelen.

Derfor Bruker Variocam Plus som brukes i den nye 911 Turbo til slutt den populære hydrauliske aktuatoren i stedet for kjetting. En velkjent porsche-ekspert beskrev den variable ventiltimingen som kontinuerlig, men det virkerkonflikter med den offisielle uttalelsen som ble gjort tidligere, som avslørte systemethas 2-trinns ventiltid.

imidlertid er de mest innflytelsesrike endringene av «Pluss» tillegget avvariabel ventilløft. Det er implementert ved hjelp av variable hydrauliske tappets. Assown på bildet, hver ventil serveres av 3 cam lobes-senteret haråpenbart mindre løft (kun 3 mm) og kortere varighet for ventilåpning. Inother ord, det er «slow» cam. De ytre to kamflatene erakkurat det samme, med rask timing og høy løft (10 mm). Valg av camlobes er laget av variabelen tappet, som faktisk bestar av en innertappen og en ytre (ringformet) tappet. De kunne ved låst sammen av ahydraulisk-opererte pin passerer gjennom dem. På denne måten aktiverer de»raske» kamlobene ventilen, noe som gir høy løft og langvarig åpning. Hvis tappets ikke er låst sammen, vil ventilen bli aktivert av den «sakte» cam lobe via den indre tappet. Ytre tappet vil bevege seguavhengig av ventilløfteren.

Den variable løftemekanismen er uvanlig enkel og plassbesparende. Thevariable tappets er bare marginalt tyngre enn vanlige tappets og engagenearly ikke mer plass.

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. Mange eksperter anser det som den beste VVT vurderer sin all-roundability-i motsetning til cam-skiftende VVT, det gir kontinuerlig variabel timing, og dermed forbedre lav til middels turtall levering; og i motsetning til cam-fasing VVT, itcan forlenge varigheten av ventiler åpning (og kontinuerlig), og dermed boostpower.

I Utgangspunktet bruker VVC en eksentrisk roterende plate for å drive innløpsventilene til hver twocylinder. Siden eksentrisk form skaper ikke-lineær rotasjon, ventiler åpningperioden kan varieres. Forstår du fortsatt ikke ? vel, enhver smart mekanisme måvære vanskelig å forstå. Ellers Vil Rover ikke være den eneste bilprodusenten som bruker det.

VVC hasone trekke tilbake: siden hver enkelt mekanisme serverer 2 tilstøtende sylindere, aV6 motor trenger 4 slike mekanismer, og det er ikke billig. V8 trenger også 4 slikemekanisme. V12 er umulig å montere, siden det ikke er nok plass til å passe den eksentriske platen og drivgirene mellom sylindere.

Advantage:	Continuously variable timing and duration of opening achieve both drivability and high speed power.
Disadvantage:	Ikke så kraftig SOM cam-skiftende VVT, på grunn av mangel på variabel løft; Dyrt For V6 og V8; umulig For V12.
hvem bruker det ?	Rover 1.8 VVC-motor som betjener Mgf, Caterham og Lotus Elise 111S.

VVTS fordel for drivstofforbruk og utslipp

egr (exhaust gas recirculation) er en vanlig adopted teknikk for å redusere utslipp og forbedre drivstoffeffektiviteten. Men itis VVT som virkelig utnytter EGRS fulle potensial.

Intheory, maksimal overlapping er nødvendig mellom inntaksventiler og eksosventiler ‘ åpning når motoren går med høy hastighet. Men når bilen kjører på middels hastighet på motorveien, med andre ord, motoren kjører pålysbelastning, maksimal overlapping kan være nyttig som et middel for å redusere drivstoffforbruk og utslipp. Siden eksosventilene ikke lukkes før inntaksventilene har vært åpne en stund, resirkuleres noen av eksosgassene tilbake i sylinderen samtidig som ny drivstoff / luftblanding injiseres. Som en del av drivstoff / luftblandingen erstattes aveksosgasser, mindre drivstoff er nødvendig. Fordi eksosgassen består av for det mesteikke-brennbar gass, FOR EKSEMPEL CO2, går motoren riktig på den slankere drivstoff / luftblandingen uten å forbrenne.