Системи за контрол на времето на разпределение на вала

Ефективността на всеки двигател, ефективност на двигателя, фактор на мощността, характеристика на въртящия момент и икономия на гориво директно зависят от редица фактори. Един от важните компоненти в списъка са фазите на разпределението на газа. Отговорете на въпроса, каква е фазата на газоразпределение на двигателя, може да бъде както следва. При такива фази трябва да се разбере навременното отваряне и затваряне на всмукателните и изпускателните клапани.

Повечето съвременни ICEs все по-често получават система за промяна на фазите на газоразпределението, макар че преди около 20 години масираният четиритактов двигател на тази система не е имал. При конвенционален двигател клапите се отварят, като действат върху гърбиците на разпределителния вал. Формата на профила на гърбичния вал на разпределителния вал определя въртящия момент и продължителността на отварянето на клапана.

 Също така препоръчваме да прочетете статия за системата за рециркулация на отработените газове. От тази статия ще научите какво е EGR, целта и принципите на системата.

Тези параметри представляват така наречената ширина на газоразпределението. Допълнителен параметър също е стойността на хода на клапана (височината на неговия асансьор).Трябва да се има предвид, че на гориво-въздушната смес и отработените газове в входа, не се държат по същия ICE цилиндъра и да се освобождават, в зависимост от различните режими на работа. Скоростта на потока се променя динамично, появяват се колебания на газообразните среди, които водят до резонанси или стагнация. Всичко това влияе върху ефективността на пълненето на цилиндрите и тяхното очистване в различните режими на работа на задвижващия блок.

Фиксирана камера фаза принуден дизайнери да проектират двигател с вътрешно горене, така че да представи уверен тяга на ниска и средна скорост, но тя остава марж мощност за поддържане на скоростта на писане и по-нататъшно ускоряване на превозното средство, когато излизате от двигателя с вътрешно горене при максимални скоростни режима в близост до зона. Също така е необходимо да се осигури стабилна работа на силовия агрегат работи на празен ход, еластичността в преходни условия, както и икономичен и екологичен моторна. Ако фазите на разпределението на газа са фиксирани, подобрението на някои параметри естествено ще доведе до влошаване на другите. За да се реши този проблем, беше разработена система за промяна на фазите на газоразпределението,който гъвкаво и динамично се променя основните експлоатационни параметри, времето, независимо от режима, в който двигателят работи в даден момент.

Системата променя разпрашител VVT на газоразпределение (Engl. Променлива Valve Timing) е предназначена за динамично регулиране на работните параметри на механизма за разпределение на газ. Този контрол се извършва, като се вземат предвид различните режими на работа на агрегата. Използването на тази система за регулиране на времето на вентила позволява увеличаване на мощността и въртящия момент на двигателя. VVT система осигурява икономия на гориво и намалява емисиите на отработени газове по време на работа на двигателя.

Системата за смяна на времето на вентила оказва влияние върху основните параметри на газоразпределителния механизъм. Тези параметри включват отварянето и затварянето на смукателните и изпускателните клапани, продължителността на времето на отваряне на клапана и височината на неговия растеж. Тези параметри са най-накрая камера фаза, тъй като те зависят от продължителността на приемане и изпускателна ход, който се изразява с ъгъл при който коляновия вал на двигателя се върти по отношение на мъртва точка (ДМТ и ГМТ) по време на движение на буталото в цилиндъра.Формата на гърбицата на гърбицата определя времето на разпределение на вала, тъй като въпросната гърбица има директен ефект върху клапана за тайминга или тайминга.

Каква е необходимостта от променлива система за настройка на клапаните

За да се постигне най-голяма ефективност по отношение на динамично променящите се режими на работа на двигателя с вътрешно горене, е необходима различна стойност на фазите на разпределение на газа. В неактивен режим "тесните" фази на газоразпределението се превръщат в най-рационални, което се разбира като по-късно отваряне и затваряне на клапаните. Това премахва фазите на припокриване, което се отнася до времето за едновременно отваряне на входа и изхода на клапана. Това е необходимо, за да се изключи навлизането на отработените газове във всмукателния отвор и изхвърлянето на сместа гориво-въздух в изпускателния колектор.

Експлоатацията на двигателя в режим на максимална мощност означава увеличаване на скоростта, тъй като разпределителният вал се завърта по-бързо и времето за отваряне на клапана се съкращава. За да не се загуби мощност и въртящ момент при високи обороти, двигателят трябва да получава много повече гориво и въздушна смес, а изходът от отработените газове трябва да се изпълнява колкото е възможно по-ефективно.Задачата се решава с ранно откриване на клапаните и увеличаване на времето на отваряне, като фазата на "широк". припокриване фаза също може да удължи до максимум с увеличаване на скоростта, нуждата от висококачествена цилиндър чистка.

Ако двигателят работи при ниски обороти, са необходими най-късите фази на газоразпределението. Това означава, че отварянето на вентилите трябва да бъде минимална дължина, осигуряване на така наречените "тесни" фаза. Високата скорост на двигателя изисква пълната противоположност под формата на "широки" фази на газоразпределение. вентил отваряне на време трябва да се увеличи до максимум, като предоставя паралелни входящите и изпускателните инсулти, както и ефективен припокриване.

Върхът на гърбицата има форма, която може да осигури както реализирането на тесен, така и широк етап. Проблемът е, че фиксираната форма на камера в същото време не позволява да се постигне тясна и широка времето. Така, формата на камера е избран с очакването на възможно оптимален баланс между висок въртящ момент на пречупване при ниска скорост на двигателя с вътрешно горене и захранващ блок в режим на коляновия вал въртене висока честота.Променлива система газоразпределение позволява много по-голяма гъвкавост, за да промените тези настройки, то е буквално "коригиране" на времето за определена скорост на двигателя, за да се постигне най-добра възвръщаемост от ефективността на двигателя и гориво.

Системите за промяна на фазите на газоразпределението са представени от няколко вида. Основните разлики са в различните параметри и корекцията на времето по време на работа. Следните разтвори се използват понастоящем за контрол газоразпределение:

  • система на въртене на разпределителния вал;
  • гърбични валове с различни профили;
  • системата за промяна на височината на повдигане на клапаните;

Система, базирана на хидравлично задействан съединител

Широкото променлива фаза на газоразпределението система, на принципа на която се основава на изпълнението на въртенето на разпределителния вал. Подобни схеми за управление на газоразпределението включват: VVT-I японската система, Dual VVT-I, решението на немската компания BMW нарича VANOS, Double VANOS, VVT верига от Volkswagen, управление на времето VTEC клапан от Honda, CVVT система марки Hyundai, Kia и загриженост GM, VCP корекция на фазата от Renault и др.

Работата по-горе системи се основава на малък въртене на камера в хода на неговото въртене.Този метод позволява да се постигне ранно отваряне на клапаните в сравнение с тяхната основна начална позиция. Този тип променлива система за настройка на клапана се състои от специален съединител, който е хидравлично управляван, и допълнителна система за управление на съединителя. Хидравличният съединител между механиците се нарича фазорегулатор.

Гъвкавият вал се върти посредством управляваща електроника и хидравлика, а системата най-често засяга само всмукателните вентили. Увеличаването на оборотите на двигателя принуждава фазите на превключвателя да върти разпределителния вал при въртенето му, всмукателните клапани се отварят по-рано и цилиндрите са много по-ефективно запълнени с работната смес във високоскоростния режим.

Оказва се, че хидроконтролираният съединител реализира завъртането на разпределителния вал. Това свързване конструктивно включва:

  • ротор, който е свързан към разпределителния вал;
  • корпус, който действа като разпределител на шарнирния вал;

В определени кухини, които се намират между ротора и ролката на корпуса, в него се влива моторно масло от смазочната система на двигателя с вътрешно горене. Маслото в съединителя се подава през специални канали.Когато маслото на двигателя запълва едната или другата кухина на съединителя, роторът се върти спрямо корпуса. Това въртене на ротора означава, че разпределителният вал ще се завърти до желания ъгъл.

Най-често мястото на монтаж на хидравлично задействания съединител е задвижването на разпределителния вал, който е отговорен за работата на всмукателните вентили. Съществуват и проекти на ICE, когато подобни сменници-фазочни превключватели стоят както на входа на разпределителния вал, така и на разпределителния вал на отработените газове. Това решение ви позволява по-широко и ефективно да регулирате времето на синхронизиране на входа и изхода, но усложнява механизма.

Електронното регулиране автоматично регулира работата на хидравличния съединител. Системата на такова управление включва:

  • група входни сензори;
  • електронно управление;
  • списък на изпълнителните устройства;

Системата за управление получава показания от сензора Hall, който оценява разположението на валовите шахти. Освен това се използват други сензори, които се използват от компютъра за управление на работата на целия двигател.

Те включват сензор, който измерва скоростта на коляновия вал, температурния сензор на охлаждащата течност (OC), сензора за въздушен поток и други.Сигнали от тези сензори се подават към компютъра, който след това изпраща съответния сигнал към специално управляващо (изпълнително) устройство.

Такова устройство, което засяга електронния блок за управление на двигателя, е електромагнитен клапан (електрохидравличен разпределител). Клапанът е клапан, който осигурява достъп, когато е необходимо поток на маслото на двигателя на съединителя hydrocontrolled и реализира отстраняване на масло от Phaser. Това зависи от това в кой режим се движи агрегата.

Тази схема променя времето на клапана с помощта на съединителя се занимава в момента на двигателя на празен ход (двигател работи при много ниска скорост), максимално ниво на мощност при високи скорости, както и в режим при двигателя с вътрешно горене провежда при максимален въртящ момент.

Система за постепенна промяна на фазите газраспределения

Еволюция на активираните променливи фази на клапанни системи инженерите не само за смяна фаза, но и да изпълняват ефективно своите разширяване и свиване. Следващият тип променлива система за настройка на клапани са решения, базирани на използването на гърбици с различен тип разпределителни валове.Благодарение на този метод е възможно да се постигне поетапна промяна във времето, в което клапанът се отваря, и също така да се промени височината на самите клапани. В списъка на подобни системи е VVTL-i от автомобилния гигант Toyot, VTEC на японската Honda и MIVEC от Mitsubishi, решението на Audi под името Valvelift System и др.

Тези системи са еднакви една с друга конструктивно и с принципа на действие. Само немската система Valvelift се различава леко. Най-известната е системата VVTL-i, VTEC и MIVEC. В сърцевината на такива системи с променливо време на клапан са гърбици с различни профили, както и система за управление. Височината на разпределителния вал при тези системи за контрол на времето на разпределение на вала е проектирана да има две малки камера, както и една по-голяма гърбица. Към всмукателните вентили са свързани по-малки гърбици със специално ролково колело. Голяма гърбица е отговорна за преместването на една неизползвана ролкова ръка.

Тази система за променливо време на вентила ви позволява да превключвате от малки камери до големи, в зависимост от режима на работа на ICE. Преходът между режимите се постига благодарение на факта, че се задейства специален заключващ механизъм.Този заключващ механизъм се основава на хидравлично задвижване.

Когато двигателят работи с ниска скорост и с малко натоварване, всмукателните вентили се задействат от малките гърбици на разпределителните валци, фазите на синхронизация в този режим имат кратка продължителност (тесни фази).

Ако двигателят се завърти до определена скорост, управляващата система активира заключващия механизъм. В резултат на това са свързани челюстите на малки и големи челюсти, което осигурява твърдостта на конструкцията. Връзката се осъществява със специален затварящ щифт и силата на всмукателните клапани започва да тече от една голяма гърбица. Малките гърбици с разпределителни валове при високи обороти на двигателя стават неактивни.

Съществуващите разновидности на VTEC системи могат да имат три режима на управление на времето едновременно. При тази промяна, при ниски обороти на двигателя, има една малка гърбица на разпределителния вал, която отваря само един вентил за всмукване. В режим на средно натоварване и скорост на двигателя се използват две малки гърбици, осигуряващи отварянето на два всмукателни вентила.Голямата гърбица влиза в игра, когато задвижването излезе от режима на обороти, близко до максималната скорост.

Системата за променлив клапан за времето на вентила I-VTEC, представена от производителя Honda, съчетава основните предимства на решения както за VTC, така и за VTEC. Тристепенната регулация осигурява значително икономия на гориво. При ниска скорост, половината от всмукателните вентили практически нямат никаква активност. Увеличаването на скоростта до нивото на средна скорост свързва деактивираните вентили, но височината на тяхното покачване не означава пълно отваряне.

Излизането от режима за максимална скорост кара смукателните клапани да работят от централна камера с голям размер. Тази гърбица има специален профил, който е специално избран за постигане на максимално повдигане на клапаните, което означава увеличаване на възвращаемостта от ICE в режимите на работа на модула. Този подход значително увеличи способността за управление на параметрите на времето за ефективно управление на двигателя в различни режими.

Ако разгледаме примера на VVTL-и система от Toyota, след като на изхода на двигателя с решението на около 6000 оборота / мин стандарт разпределителен вал камера се изключва от работа и да се замени с модифицирана камера профил.Тази камера осигурява алгоритъм на дъгата за работата на клапана, премества (разширява) фазата и увеличава височината на нейното покачване. На практика това ще означава, че когато двигателят преминава в режим на висока скорост, двигателят ще има рязко увеличение на тягата, което е необходимо, за да се гарантира допълнително уверено ускорение.

Схемата на системата VVTL-i се основава на следния алгоритъм. Времето за отваряне и височината на всмукателните вентили се регулират подобно на други решения. Когато двигателят работи в режим на обороти до 6000 об / мин, клапанът се задейства от по-малка гърбица на разпределителния вал, която натиска лоста и по този начин отваря клапаните. След набор от обороти над определена маркировка, високата камера със специален профил започва да контролира отварянето на клапаните. За да го активирате, се движи специална бисквита под натиска на маслото.

За навременното снабдяване на маслото на двигателя на специална магистрала точно в точния момент отговаря на системата за управление. Налягането на маслото и движението на бисквите позволяват на гърбицата на вала на вала чрез специална стъбла, която преди е била в свободно положение, да започне да действа върху клапана посредством люлеещ се рамо.

Система за регулиране на височината на клапана

По-нататъшното развитие на системата за време за вентилиране доведе до появата на сложни решения, които се основават на контролирането на височината на клапаните. Иноватор в тази област е компанията BMW, която през 2001 г. въведе на пазара системата си Valvetronic.

Регулирането на височината на повдигане на вентила допълнително позволява да се изключи клапата на газта от схемата по отношение на основните режими на работа на двигателя с вътрешно горене. Наличието на амортисьор значително намалява ефективността на пълнене на цилиндрите със смес от гориво и въздух в режим на ниска и средна скорост. Причината се крие във факта, че във всмукателния колектор (в зоната на газта) по време на работа на двигателя с вътрешно горене има разреждане. Сместа гориво-въздух при такива условия на изтъняване става инертна, цилиндрите се пълнят по-малко ефективно, реакцията при депресирането на педала за газ губи своята острота и става бавна.

Най-доброто решение на този проблем е механичното отваряне на всмукателния вентил в момент, който е необходим за ефективно запълване на цилиндъра с работеща смес от гориво и въздух.Продължителността на входящия фаза (фаза прием) в системата за регулиране на повдигане на клапана варира в зависимост от това колко се натисне педала на газта. газта без система за контрол спестява значително гориво (до 15% в сравнение с други разтвори) и подобрява характеристиките на мощност 10% или повече.

Структурно, времето в такива системи е в състояние да контролира работата на електроцентралата в различни режими. На подобен принцип е и базирани решения Valvematic от Toyota, решението ВЕЛ Nissan компанията, VTI от Peugeot и др. По отношение на системата за повдигане Valvetronic, възможността за контрол на този параметър се реализира благодарение на специална кинематична схема. Решението на Valvetronic се поставя върху всмукателните вентили. Традиционна дизайн, който включва камера на камера, кобилица (иго) и клапан е разработен под формата на допълнителни елементи.

Системата има ексцентричен вал, както и междинен лост. Ексцентричният вал започва да се върти със силата, която генерира електрическият мотор с помощта на червячна предавка.

Такова въртене на ексцентричната ос има ефект върху междинния лост, като по този начин променя своята позиция (изместването на оста).Промяната на позицията води до движение на ролковото рамо, така че клапанът да се премества (отваря) точно с необходимото количество.

Системата за смяна на височината на повдигане на клапана работи постоянно, а височината на повдигане на клапаните зависи пряко от конкретния работен режим на задвижването. Клапанът може да се издига в диапазона от 0,2 до 12 мм. Системата VEL от Nissan осигурява повдигане на клапана в диапазона от 0,5 до 2 мм.

Електромагнитен задвижващ клапан

Днес дизайнерите на ICE почти изцяло използват потенциала на времето. Максималният брой клапани на цилиндър се проектира и самите размери на вентилите достигат своята граница. Но развитието на двигателя на този етап продължава. Подобряването на пълненето и продухването на цилиндрите на двигателя може да се дължи и на скоростта, с която е възможно да се осъществи отварянето и затварянето на клапаните. Става въпрос за времето, при което клапаните имат електромагнитно (електромеханично) задвижване, което заменя механичното с електронно управление. Освен това, разпределителният вал при такова време не отсъства.

Електромагнитно задвижване, наречено EVA (инж.Electromagnet-tic Valve Actuator) и позволява да се променят фазите на газоразпределението възможно най-много. Системата с електромагнитно задвижване може да отваря само необходимите вентили (което е аналогично на контролираното изключване на цилиндрите) и да извърши това в определено време в зависимост от режима на работа на ICE. Решението е в състояние да спести гориво при празен ход, в момента на спиране на двигателя и др. Количеството въздух, влизащ в цилиндъра на двигателя, се регулира от времето на отваряне на всмукателния вентил.

Дължината на самия ход на клапана не е регулируем параметър. Вентилът се фиксира с помощта на пружина и също има котва. Такава анкера на соленоидния клапан е поставена между два електромагнита с определена мощност. Задачата на такива електромагнити е да държат клапата в едно или друго крайно положение.

Точността на позицията, в която трябва да се фиксира вентила, се определя от индивидуалния датчик, предназначен за тази цел. Намаляването на разрушителните натоварвания на електромагнитния вентил за измерване на времето в момента, когато вентилът достигне своята крайна точка (особено когато седалките на седалките на седалката) се дължат на "спирането" на клапана.