a Variável ValveTiming (VVT)

BasicTheory

Aftermulti-válvula de tecnologia tornou-se padrão no projeto do motor, comando de Válvulas Variável Timingbecomes o próximo passo para aumentar a potência do motor, não importa a potência ou torque.

como sabem, as válvulas activam a respiração do motor. O tempo de respiração, isto é, o tempo de entrada de ar e exaustão, é controlado pela forma e phaseangle de cams. Para otimizar a respiração, o motor exige diferentes tempos de válvula em diferentes velocidades. Quando o rev aumenta, a maturação da admissão e do curso do escape diminui de modo que o ar fresco se torna suficientemente resistente para entrar na câmara de combustão, enquanto o escape não se torna suficientemente apertado para sair da câmara de combustão. Portanto, a melhor solução é abrir as válvulas de entrada mais cedo e fechar as válvulas de escape mais tarde. Por outras palavras,a sobreposição entre o período de ingestão e o período de escape deve ser aumentada à medida que aumenta o ver.

Sem VariableValve de Temporização tecnologia, engenheiros usado para escolher o melhor compromisso de temporização.Por exemplo, uma van pode adotar menos sobreposição para os benefícios de baixa velocidade. Um motor de corrida pode adotar uma sobreposição considerável para a potência de alta velocidade. Um sedan normal pode adoptar o timing optimisefor mid-rev para que tanto a condução a baixa velocidade como a saída de alta velocidade não sejam sacrificadas demasiado. Não importa qual, o resultado é apenas otimizado para uma determinada velocidade.

com regulação Variável Da Válvula, a potência e o binário podem ser optimizados numa banda de rpm larga. Os resultados mais notáveis são:

• o motor pode revir mais alto, elevando assim a potência máxima. Por exemplo, o motor Neo VVL de 2 litros da Nissan produz 25% mais potência de pico do que a sua versão não VVT.
• aumenta o binário de baixa velocidade, melhorando assim a capacidade de condução. Por exemplo, Fiat Barchetta 1.O motor de 8 VVT Fornece 90% do binário máximo entre 2.000 e 6.000 rpm.

Além disso, todos os benefícios vêm sem nenhuma desvantagem.

VariableLift

em alguns casos, a válvula de elevação também pode ser variada de acordo com a velocidade do motor. A alta velocidade, elevação mais alta acelera a entrada de ar e exaustão, assim, otimizar ainda mais a respiração. É claro que, a uma velocidade mais baixa, tal liftwill gerar efeitos de contadores, como a deterioração do processo de mistura de combustível e ar, assim diminuir a saída ou até mesmo leva a falhas de fogo. Por conseguinte, o elevador deve ser variável de acordo com a velocidade do motor.

1) Cam-Changing VVT

Honda pioneered road car-used VVT in the late 80sby launching its famous VTEC system (Valve Timing Electronic Control). Primeiramente lançado em Civic, CRX e NS-X, em seguida, tornou-se padrão na maioria dos modelos.

você pode vê-lo como dois conjuntos de cames com diferentes formas para permitir diferentes timing e carga. Um conjunto funciona durante a velocidade normal, digamos, abaixo de 4.500 rpm. Outros substitutos a uma velocidade mais elevada. Obviamente, tal layout não permite uma mudança contínua de tempo, portanto, o motor executa modestamente abaixo de 4.500 rpm, mas dizer que ele vai subitamente transformar-se em um animal selvagem.

Thissystem does improve peak power-it can raise red line to nearly 8,000 rpm(even 9,000 rpm in S2000), just like an engine with racing camshafts, and increase top end power by as much as 30 hp for a 1.6-litre engine !! No entanto, para explorar tal ganho de energia, você precisa manter o motor a ferver acima do rpm threshold, portanto mudança de velocidade freqüente é necessária. As low-speed torquegains too little (remember, the cams of a normal engine usually serves across0-6,000 rpm,while the “slow cams” of VTEC engine still need to serveacross 0-4, 500 rpm), drivability won’t be too impressive. Em suma, o sistema cam-changing é mais adequado para carros desportivos.

Hondahas já melhorou seu VTEC de 2 estágios em 3 Estágios para alguns modelos. Claro, quanto mais estágio tem, mais refinado se torna. Ele ainda oferece menos largura de torque como outros sistemas continuamente variáveis. 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’slatest 3-fase VTEC tem sido aplicada em Cívico sohcengine no Japão.O mecanismo tem 3 cames com diferentes tempos e perfil de elevação. Note-se que as suas dimensões também são diferentes – a câmara do meio(timing rápido, elevação elevada), como mostrado no diagrama acima, é a maior; a câmara do lado direito (lentidão, elevação média) é de tamanho médio ; a câmara do lado esquerdo (timing lento, lowlift) é a menor.

Thismechanism operate like this:

Stage 1 ( low speed ) :the 3 pieces of rocker armsmoves independently. Portanto, o braço esquerdo do roqueiro, que aciona a válvula de esquerda, é impulsionado pela câmara esquerda de baixa elevação. O braço direito do roqueiro, que constitui a válvula de admissão direita, é conduzido pela câmara direita de elevação média. O timing de Bothcams é relativamente lento, comparado com a câmara do meio, que atualiza novalve agora.

Fase 2 (velocidade média ): a pressão hidráulica (pintada de laranja na figura) conecta o braço esquerdo e direito do roqueiro, deixando o braço médio do roqueiro e cam para correr por conta própria. Uma vez que a câmara direita é maior do que a esquerda, os braços de roqueiro conectados são, na verdade, criados pela câmara direita. Como resultado, ambas as válvulas de entrada obtêm um tempo lento, mas um elevador médio.

Fase 3 ( alta velocidade ) :sistema de ligação à pressão hidráulica, com três braços de roqueiro juntos. Uma vez que a câmara do meio é a maior, ambas as entradas são realmente guiadas por essa câmara rápida. Por isso, a regulação rápida e a elevação são obtidas em ambas as válvulas.

Outro exemplo – Nissan Neo VVL

Muito semelhante ao da Honda do sistema, mas o direito andleft cames estão com o mesmo perfil. A baixa velocidade, ambos os braços roqueiros são conduzidos de forma independente por aquelas cameras lentas, de baixa elevação direita e esquerda. Em alta velocidade, três braços rocker são conectados entre si, de modo que eles são impulsionados pela câmera do meio rápida e de alta elevação.

pode pensar que deve ser um sistema de duas fases. Não, não é. Desde Nissan Neo VVLduplicates o mesmo mecanismo na árvore de cames de escape, 3 fases poderiam beobtained da seguinte forma:

Fase 1(baixa velocidade) : ambas as válvulas de admissão e escape, são lentos e configuração.
Stage 2 ( medium speed): fastintake configuration + slow exhaust configuration. Estágio 3 (alta velocidade): bothintake e válvulas de escape estão em rápida configuração.

2) Cam-Phasing VVT

Cam-phasing VVT é o mais simples, mais barato e mais comumente usedmechanism neste momento. No entanto, o seu ganho de desempenho é também o menor, muito justo mesmo.

basicamente,varia o timing da válvula, alterando o ângulo de fase dos camshafts. Por exemplo, a alta velocidade, a cambota de entrada será rodado com antecedência em 30° soto permitir a entrada mais cedo. Este movimento é controlado pelo sistema de manejo do motor de acordo com a necessidade, e atuado por engrenagens de válvulas hidráulicas.

Note que cam-phasing VVT não pode variar a duração da abertura da válvula. Só permite abrir a válvula mais cedo ou mais tarde. Os primeiros resultados são mais cedo, claro. Também não pode variar o elevador da válvula, ao contrário do VVT. No entanto, cam-phasing VVT é a forma mais simples e barata de VVT porque cada camshaft precisa apenas de um atuador de faseamento hidráulico, ao contrário de outros sistemas que empregam mecanismo individual para cada cilindro.

Continuousor Discreta

Simplercam-phasing VVT tem apenas 2 ou 3 fixo mudança de ângulo de configurações para escolher, como 0° ou 30°. Melhor sistema tem constante mudança variável, digamos, qualquer valor arbitário entre 0° e 30°, depende de rpm.Obviamente, isso fornece o tempo de válvula mais adequado a qualquer velocidade, desta forma claramente melhorar a flexiblilidade do motor. Além disso, a transição é tão suave que dificilmente se nota.

Intakeand de Escape

Somedesign, como a BMW do sistema Vanos Duplo, hascam-phasing VVT em ambas as árvores de cames de admissão e de escape, este ativar moreoverlapping, portanto, de maior eficiência. Isto explica porque 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 de entrada, 2 estágios discretos · BMW Duplo Vanos – de admissão e de escape, contínua · Ferrari 360 Modena – exaustão, 2 estágios discretos · Fiat (Alfa) SUPER FOGO – de entrada, de 2 fases discretas · Ford Puma 1.7 versão titanium, SE de entrada, 2-fase discreta · Jaguar AJ-V6 e atualizada AJ-V8 – entrada, contínua · Lamborghini Diablo SV mecanismo de entrada, 2 estágios discretos · Porsche Variocam – de entrada, de 3 estágios discretos · Renault 2.0 litros de entrada, 2 estágios discretos · Toyota VVT-i – entrada, contínua · Volvo 4 / 5 / 6-cilindro modular de motores – entrada, contínua

Exemplo : BMW Vanos

a Partir de uma imagem, é fácil entender o seu funcionamento. A extremidade da cambota incorpora um fio de engrenagem. O fio é acoplado por um Cape que canmove para e longe da cambota. Como o fio de engrenagem não é paralelo ao eixo da cambota, o ângulo de fase vai se mover para a frente se o chapéu ispudido em direção à Cambota. Da mesma forma, puxar a tampa para longe do camshaftresulta na mudança do ângulo de fase para trás.

Whetherpush ou pull é determinada pela pressão hidráulica. Existem 2 câmaras ao lado da tampa e estão cheias de líquido (estas câmaras são verdes e amarelas, respectivamente, na imagem), um pistão fino separado destas duas câmaras, as primeiras fixam-se rigidamente à tampa. O líquido entra nas câmaras por meio de válvulas electromagnéticas que controlam a pressurização hidráulica em que Câmaras. Por exemplo, se o sistema de gestão do motor sinaliza a válvula na câmara verde aberta, em seguida, a pressão hidráulica atua sobre o thinpiston e empurrar este último, acompanhar com a tampa, em direção à Cambota, thusshift o ângulo de fase para a frente.

variação contínua no timing é facilmente implementada posicionando o casquilho a uma resistência adequada de acordo com a velocidade do motor.

outro exemplo : 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. Seu mecanismo é mais ou menos o mesmo que os Vanos da BMW, é também um design continuamente variável.

no entanto,a palavra “Integillent” enfatiza o programa de controlo inteligente. Não só varia o tempo de acordo com a velocidade do motor, ele também considera outras condições, como aceleração, subir colina ou descer colina.

3) Cam-Mudança +Cam-Phasing VVT

a Combinação de cam-alterar VVT e cam-phasing VVT poderia satisfazer therequirement de tanto poder de ponta e flexibilidade em todo o revrange, mas é, inevitavelmente, mais complexo. No momento da escrita, apenas Toyota e Porsche havesuch designs. No entanto, acredito que, no futuro, cada vez mais automóveis desportivos Irão adoptar este tipo de VVT.

Example: Toyota VTL-i

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

• Contínua cam-phasing comando de válvulas variável
• 2-fase de válvulas variável elevador plus da válvula de abertura de duração
• Aplicada a ambas as válvulas de admissão e escape

O sistema poderia beseen como uma combinação das já existentes VVT-i andHonda do VTEC, embora o mecanismo para a variável elevador é diferente fromHonda.

LikeVVT-i, a regulação variável da válvula é implementada através da bifurcação do ângulo de fase de toda a cambota para a frente ou para trás por meio de um actuador ahydraulico ligado à extremidade da cambota. O timing é calculado pelo sistema de gestão do motor com a velocidade do motor,aceleração, subindo colina ou descendo colina, etc. considerando. Além disso, a variação é contínua ao longo de uma vasta gama de até 60°, por isso o timing variável por si só é talvez o design mais perfeito até agora.

O que torna o VVTL-i superior ao VVT-i normal é o “L”, que significa Elevador (válvula de elevação), como todos sabem. Vejamos a seguinte ilustração:

tal como VTEC, o sistema da Toyota usa um único motor de roqueiro para accionar ambas as válvulas de admissão (ou válvulas de escape). Ele também tem 2 cambobes atuando sobre o braço roqueiro seguidor, os lóbulos têm perfil diferente-um com maior válvula-perfil de duração de abertura (para alta velocidade), outro perfil de duração de abertura de válvula withporter (para baixa velocidade). A baixa velocidade, a câmara lenta acciona o seguidor do braço roqueiro através de um rolamento de rolos (para reduzir o atrito).A câmara de alta velocidade não tem qualquer efeito sobre o seguidor de roqueiros porque há espaço suficiente por baixo do seu tappet hidráulico.
< Uma televisão torqueoutput (curva azul)

Whenspeed tem aumentado ao ponto limite, o deslizamento pin é empurrado byhydraulic pressão para preencher o espaço. A câmara de alta velocidade torna-se eficaz.Note – se que a câmara rápida fornece uma maior duração de abertura de válvulas, enquanto o pino lateral adiciona elevação de válvulas. (para Honda VTEC, tanto a duração como o elevador são implementados pelos lóbulos cam)

obviamente,a duração variável de abertura da válvula é um projeto de 2 estágios, ao contrário do projeto contínuo do Rover VVC. No entanto, a vvtl-I offers elevador variável,que eleva muito a sua potência de alta velocidade. Com a Honda VTEC e projetos semelhantes para Mitsubishi e Nissan, o sistema da Toyota tem continuamente variávelválvez timing, o que a ajuda a alcançar muito melhor flexibilidade de velocidade baixa a média. Portanto, é sem dúvida o melhor VVT hoje. 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 Variocam Plus foi dito ser desenvolvido a partir do Variocam que serve o Carreraand Boxster. No entanto, descobri que os seus mecanismos não partilhavam nada. A Variocam foi introduzida pela primeira vez no 968 em 1991. It used timing chain to vary the phase angle ofcamshaft, thus provided 3-stage variable valve timing. 996 Carrera e Boxster também usam o mesmo sistema. Este design é unico e patenteado, mas é realmente inferior ao actuador hidráulico favorecido por outros fabricantes de automóveis, especialmente não permite muita variação para o ângulo de fase.

Therefore,the Variocam Plus used in the new 911 Turbo finallyfollow uses the popular hydraulic actuator instead of chain. Um especialista bem-conhecido descreveu o timing variável da válvula como contínuo, mas parece estar em sintonia com a declaração oficial feita anteriormente, que revelou que o sistema tem um timing de válvula de 2 estágios.

no entanto,as mudanças mais influentes do” mais ” é a adição de elevador variável de válvulas. É implementado usando tappets hidráulicos variáveis. Asshown na figura, cada válvula é servida por 3 lóbulos de cam – o centro tem menos elevação (apenas 3 mm) e menor duração para a abertura da válvula. Por outras palavras, é a câmara “lenta”. Os dois lóbulos exteriores da cam são exactamente os mesmos, com timing rápido e elevação elevada (10 mm). A seleção de cambobes é feita pela variável tappet, que na verdade consiste de um inerte e um exterior (forma de anel) tappet. Eles poderiam se trancados juntos por um alfinete operado pela ahydraulic passando por eles. Desta forma, os lóbulos”rápidos” da Câmara accionam a válvula, proporcionando elevação elevada e abertura de longa duração. Se os tappets não estiverem fechados, a válvula será accionada pelo lóbulo”lento” através do tappet interno. O tappet exterior irá movimentar-se independente do Salva-Vidas da válvula.

Asseen, o mecanismo de elevação variável é anormalmente simples e economizadora de espaço. Os tappets variáveis são apenas ligeiramente mais pesados do que os tappets normais e não engagenearly mais espaço.

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. Muitos especialistas consideram-no como o melhor VVT considerando a sua rodabilidade-ao contrário do VVT de mudança de cam, ele fornece timing continuamente variável,melhorando assim a entrega de torque baixo a médio rev; e ao contrário do cam-phasing VVT, ele pode alongar a duração das válvulas de abertura (e continuamente), portanto, a potência.

basicamente,VVC emprega um disco giratório excêntrico para conduzir as válvulas de entrada de cada twocilinder. Uma vez que a forma excêntrica cria rotação não-linear, válvulas período de abertura pode ser variado. Ainda não percebeste ? bem, qualquer mecanismo inteligente deve ser difícil de entender. Caso contrário, o Rover não será o único fabricante de carros a usá-lo.

VVC hasone draw back: uma vez que cada mecanismo individual serve 2 cilindros adjacentes, o motor aV6 precisa de 4 desses mecanismos, e isso não é barato. O V8 também precisa de 4 mecanismos deste tipo. V12 é impossível de ser montado, uma vez que não há espaço suficiente parafit o disco excêntrico e dirigir engrenagens entre cilindros.

Advantage:	Continuously variable timing and duration of opening achieve both drivability and high speed power.
Disadvantage:	não é, em última análise, tão poderoso como VVT de mudança de cam, devido à falta de elevador variável; caro para V6 e V8; impossível para V12.
Quem usá-lo ?	Rover 1.8 VVC engine serving MGF, Caterham and Lotus Elise 111S.

VVT benefícios do consumo de combustível e de emissão

EGR (recirculação de gases de Escape) é um commonlyadopted técnica para reduzir as emissões e melhorar a eficiência de combustível. No entanto, é VVT que realmente explorar todo o potencial da EGR.

in Theory, é necessária uma sobreposição máxima entre válvulas de admissão e válvulas de escape quando o motor está a funcionar a alta velocidade. No entanto, quando o carro está a andar a uma velocidade média na auto-estrada, por outras palavras, o motor está a andar à luz da carga, a sobreposição máxima pode ser útil como meio de reduzir o consumo de combustível e as emissões. Uma vez que as válvulas de escape não fecham até que as válvulas de escape tenham sido abertas por um tempo, alguns dos gases de escape são recirculados de volta para o cilindro ao mesmo tempo que a nova mistura combustível / ar é injectada. Como parte da mistura combustível / ar é substituída por gases exhaust, é necessário menos combustível. Uma vez que os gases de escape são constituídos por gases de combustão, como o CO2, o motor funciona correctamente na mistura de combustível e ar mais limpo, sem deixar de combustão.