سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT – توضیح کامل + ویدیو

سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT

به طور کل این سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT زمان بالا و پایین رفتن سوپاپ ها در پیشرانه را کنترل میکند, در سرعت زیاد برای احتراق به هوای بیشتری نیاز است و زمانی که سرعت خودرو کم است به هوای کمتری نیاز است که اگر این امر به درستی انجام نشود یعنی هوای کم یا بیش اندازه به سیلندر وارد شود نه تنها در عملکرد پیشرانه تاثیر دارد بلکه باعث می شود سوخت وارد شده به سیلندر به طور کامل نسوزد و با همان شکل از سیلندر خارج شده و تولید الایندگی بیشتر کند.

سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT - توضیح کامل + ویدیو

سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT سعی می کند که این مشکل را حل کند به طور مثال در سرعت های بالا زمان بیشتری سوپاپ را باز نگه می دارد و در دور های پایین سعی میکند در زمان مناسب سوپاپ را ببند تا هوای بیش از اندازه وارد سیلندر نشود, سیستم vvt  در اصل زمان باز بسته شدن سوپاپ ها ورودی و خروجی را نسبت به بار و دور موتور تنظیم و آن را به بهترین حالت تغییر می دهد

مزایای سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT :

۱-میزان مصرف سوخت کاهش می یابد

۲- میزان آلایندگی های (HC-CO-NOX)

۳-خودرو در حالت دور آرام بهتر کار میکند

۴-در دور های مختلف موتور گشتاور خروجی بیشتر ایجاد می کند

محل قرارگیری سیستم vvt :

محل قرارگیری سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT روی میل بادامک ورودی و پولی تایمینگ که vvt  را به حرکت در می آورد قرار می گیرد در بعضی خودرو ها روی میل بادامک سوپاپ ورودی در بعضی خودرو ها روی میل بادامک سوپاپ های خروجی و در بعضی خودرو ها روی هر دو میل بادامک نصب میشود.

سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT - توضیح کامل + ویدیو

اجزای vvt:

Vvt: این وسیله برا ایجاد فاصله ی زمانی مناسب بین حرکت میل بادامک و باز بسته شدن سوپاپ به کار می رود. پولی تایمینگ روی   vvt ثابت می باشد

سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT - توضیح کامل + ویدیو

شیر برقی سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT :

این وسیله توسط ecu کنترل می شود و برای راه اندازی vvt فعال می شود شیر برقی به سر سیلندر متصل است و از طریق مدار روغن که در میل بادامک قرار دارد باعث  فعال شدن vvt می شود.

همچنین سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT از دو سنسور در خودرو استفاده میکند:

 ۱-سنسور میل بادامک: این سنسور ecu  را از نحوه عملکرد vvt مطلع می سازد و در سرسیلندر قرار دارد. ممکن است که شیر برقی VVT در اثر براده ها یا ناخالصی های معلق در روغن موتور گریپاژ شده باشد. در این صورت موتور خاموش میشود ویا در حالت درجا دچار خاموشی میشود.

سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT - توضیح کامل + ویدیو سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT - توضیح کامل + ویدیو

۲-سنسور دور موتور: این سنسور تنظیم عملکرد vv سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT را متناسب با نحوه کارکرد موتور بر عهده دارد.

همانطور که قبلا بیان شده ecu از طریق شیر برقی عملکرد vvt را کنترل می کند.

۳-کنترل کننده VVT : این کنترل کننده فشار هیدرولیکی را از شیر برقی به محفظه آوانس ریتارد بر روی پره هدایت کنترل میکند با چرخش پره زاویه میل بادامک ورودی به طور مداوم تغییر میکند و به همین ترتیب زمان بندی سوپاپ ها به طور بهینه انجام می شود.

ترکیب داخلی سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT :

  • پولی محرک ۲-رینگ اطراف محفظه های روغن (ثابت شده بر روی پولی محرک) ۳-توپی مرکزی (ثابت شده بر روی میل بادامک) ۴-تیغه ها (ثابت شده بر روی توپی مرکزی) ۵-تسمه هایی که vvt بر روی میل بادامک ثابت نگه می دارد.

سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT - توضیح کامل + ویدیو سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT - توضیح کامل + ویدیو

سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT - توضیح کامل + ویدیو

انواع زمان بندی سوپاپ ها و تاثیر آن ها بر راندمان پیشرانه خودرو:

۱-دیر بستن سوپاپ ورودی : در این نوع زمان بندی سوپاپ های ورودی کمی طولانی تر از یک پیشرانه فاقد این سامانه باز خواهند بود. این افزایش زمان باز ماندن سوپاپ ها ورودی باعث می شود. پیستون ها در مرحله فشرده سازی مخلوط سوخت هوا,مقداری از هوا را به بیرون سیلندر پمپاژ میکند و باعث برگشت آن به منیفولد ورودی هوا می شود. این برگشت هوا باعث افزایش فشار در منیفولد ورودی شده که خود این مسئله باعث می شود که هوای ورودی به پیشرانه در مرحله مکش بعدی فشرده تر باشد, این امر توان مورد نیاز برای مکش هوا به داخل سیلندر را تا حدود ۴۰ درصد کاهش میدهد و مصرف سوخت را نیز ۷ درصد بهبود میبخشد همچنین باعث کاهش تولید گاز های nox تا ۲۴ درصد خواهد شد.

  • زود بسته شدن سوپاپ ورودی:

این شیوه زمان بندی سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT ، روش کار برای کاهش توان تلف شده در مرحله مکش هوا در دور های پایین پیشرانه است در این حالت سوپاپ ورودی در نیمه مرحله مکش بسته میشود در حالی که در پیشراه فاقد این سامانه سوپاپ ورودی تا آخر مرحله مکش باز است. مزیت این کار این است که زمانی که موتور در دورهای پایین قرار دارد هوا و سوخت کمتری نسبت به دور های بالا نیاز دارد در این شرایط پیشرانه توان زیادی را جهت مکش هوا و سوخت به داخل سیلندر تلف میکند اما از آنجایی که پیشراه در حال کار کردن در دورهای پایین است تنها به مکش مقدار کمی سوخت هوا نیاز دارد ,بنابراین زود بسته شدن سوپاپ های ورودی هوا باعث کاهش توان مورد نیاز برای مکش و در نتیجه کاهش مصرف سوخت خواهد شد اما در مقابل در نتیجه این فرایند دمای محفظه احتراق کاهش می یابد که خود باعث افزایش تولید هیدرو کربن ها میشود.

  • زود باز کردن سوپاپ های ورودی:

این روش راه دیگری است که در کاهش تولید الاینده نقش دارد. با زودتر از موعود باز شدن سوپاپ ورودی هوا ممکن است برخی از گاز های در حال انفجار به منیفولد ورودی هوا برگردند و به صورت لحظه ای در منیفولد خنک می شود این گاز ها در مرحله مکش بعدی وارد سیلندر شده و منجر به کاهش و کنترل دمای سیلندر خواهد شد.

  • دیر یا زود باز کردن سوپاپ خروجی در پیشرانه هایی که فاقد این سامانه هستند:

سوپاپ های خروجی در مرحله تخلیه باز شده و گاز های ناشی از احتراق به وسیله پیستون که به طرف بالا در حرکت است به منیفولد خروجی و از آنجا به اگزوز تخلیه می شوند.

مهندسین با دستکاری زمان بندی سوپاپ های خروجی می تواند مقدار گاز باقی مانده در سیلندر را کنترل کند.با کمی بیشتر باز نگه داشتن سوپاپ خروجی میتوان سیلندر را کاملا از گاز خالی نمود وآن را برای پر شدن با مقدار بیشتری از هوا و سوخت در مرحله ی بعدی آماده کرد, با زودتر بستن سوپاپ خروجی نیز مقداری گاز در سیلندر باقی می ماند که باعث افزایش بازده و بهبود مصرف سوخت میشود.

نحوه عملکرد فنی سامانه زمان بندی متغیر سوپاپ ها:

این عملکرد به گونه ای است که  انتهای میل بادامک ها به یک موتور که دارای چند (معمولا ۴) پره است متصل شده و این روتور داخل محفظه ای موسوم به روتور بیرونی قرار گرفته است. بنابراین روتور داخل قابلیت دوران داخل روتور بیرونی را داراست-روتور بیرونی با زنجیر دوران خود را از میل لنگ دریافت می کند فضای خالی بین پره های روتور داخلی و خروجی توسط روغن پر شده است. فشار این روغن توسط یک مدار کنترل میشود در زمانی که نیاز به تغییر در زمانبندی باز و بسته شدن سوپاپ ها وجود دارد. با تغییر در فشار روغن موجود در محفظه موقعیت روتور داخلی (که میل بادامک به آن متصل است) نسبت به روتور خارجی (که با زنجیر یا تسمه به میل لنگ متصل است) تغییر می کند در نتیجه این امر موقعیت قرارگیری بادامک ها نسبت به سوپاپ ها عوض شده و به این ترتیب در زمان بندی باز و بسته شدن سوپاپ ها تغییر ایجاد می کند.

سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT - توضیح کامل + ویدیو

در موتور های BMW سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT به نام VANOS شناخته میشود, این سیستم به صورت هیدرولیک عمل میکند و در این شکل زیر نمایی از آن مشاهده میکنید

سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT - توضیح کامل + ویدیو

در این سیستم کنار میل بادامک یک سنسور قرار دارد , این سنسور وضعیت فعلی میل بادامک را به ECU گزارش میدهد. ECU موتور با توجه به اطلاعات ورودی از قبیل دور موتور- وضعیت سنسور میل بادامک- میزان فشار دادن پدال گاز توسط راننده و… موقعیت جدیدی برای میل بادامک در نظر میگیرند در این سیستم در انتهای میل بادامک یک چرخ دنده ی هلیکال قرار دارد که درون یک محفظه پر از روغن است. در قسمت بعدی یک شیر الکترونیکی برای کنترل جریان روغن قرار دارد که توسط فرمانی که از ECU می آید عمل میکند. ECU موقعیت جدید میل بادامک را توسط یک سیگنال به شیر اطلاع میدهد. شیر الکتریکی با کم و زیاد کردن فشار روغن در دو طرف چرخ دنده هلیکال باعث میشود چرخ دنده در راستای محور میل بادامک حرکت خطی یا جلو عقب داشته باشد و همزمان در جهت ساعتگرد یا پاد ساعت بچرخد. چرخیدن چرخ دنده به معنای چرخیدن کل میل بادامک است و این به معنای تغییر زمان بندی سوپاپ ها می باشد.

سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT - توضیح کامل + ویدیو

سیستم VTEC :

این سیستم در سال ۱۹۸۸ توسط شرکت هوندا طراحی شد. و اولین نمونه ی آن روی هوندا مدل CRXSIR عرضه شد. این تکنولوژی برای بالا بردن بهره وری حجمی در موتور های چهار زمانه احتراق داخلی به وجود آمد که در نهایت باعث افزایش ناگهانی گشتاور تولید شده توسط موتور خودرو میشود و با تنظیم میزان فشار در سیستم سوخت رسانی ضمن بالا بردن گشتاور و موجب کاهش مصرف سوخت میشود.

همانطور که میدانید برای افزایش قدرت و گشتاور ترفند های زیادی از نظیر افزایش هوای ورودی – خروج سریع دود ها افزایش حجم موتور –  کوچک کردن محفظه احتراق  – استفاده از توربو شارژو… به کار گرفته میشود و اصولا ممکن است درصد قابل توجهی افزایش قدرت به وجود نیاید و یا نسبت به هزینه کرد و نگهداری مقرون به صرفه نباشد. خودروهایی که برای مسابقه تنظیم میشود باید گشتاور بالایی در دور بالا داشته باشند. در موتور های مسابقه ای همیشه از دور موتور بالای هفت و هشت هزار استفاده میشود-بنابراین زمان بندی سوپاپ ها باید به گونه ای باشد که بتواند در دورهای بالا گشتاور بدست آورد و این گشتاور در همه ی دورها بسته به نیاز راننده تقسیم شود.در سیستم VTEC اصلی ترین عامل کنترل میل سوپاپ و زاویه میل سوپاپ..

سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT - توضیح کامل + ویدیو

LIFT DURATION

LIFT در سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT به مفهوم میزان بلندی بادامک است

DURATION به مفهوم میزان پهنای نقطه سر بادامک ها است

هر چقدر اندازه لیفت افزایش پیدا کند مقدار باز شدن سوپاپ ها نیز بیشتر میشود و هرچقد DURATION افزایش پیدا کند زمان باز بودن سوپاپ ها بیشتر می شود و گشتاور به دور بالاتری انتقال داده میشود. در این تکنولوژی به جای استفاده از دو بادامک برای دو سوپاپ و دو انگشتی برای دو سوپاپ از بادامک و سه انگشتی استفاده میشود

سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT - توضیح کامل + ویدیو

بادامک سمت راست و چپ از نظر اندازه و لیفت یکسان می باشد و در دور موتور های پایین این دو بادامک به کار گرفته می شوند و بادامک وسط با لیفت بلند هرز میچرخد و انگشتی هم با همین بادامک هرز میچرخد اما زمانی که دور موتور بالا میرود و وتاحد کنترل مرکزی خودرو از طریق سنسور هایی مانند موقعیت دریچه گاز –  دمای آب – دور موتور – فشار روغن و سرعت خودرو را کنترل و از طریق عملگر های هیدرولیکی به گیره ها دستور قفل این ۳ انگشتی را میدهد.و بادامک با لیفت بلندتر وارد مدار می شود و دو بادامک با لیفت کمتر هرز میچرخند چون لیفت آنها کمتر از بقیه است و هیچ ارتباطی با انگشتی های چپ و راست ندارد.این سیستم در دورهای پایین زیر ۶۰۰۰ هزار و همچنین زمانی که دمای آب زیر ۶۰ درجه سانتی گراد باشد عمل نمی کند نصب این سیستم بر روی خودرو های تک میل سوپاپ SOHC  و دو میل سوپاپ DOHC و پیشرانه های هوشمند و هیبریدی نیز معمول است.

بهترین نوع سیستم کنترل هوشمند حرکت سوپاپ های i-vtec میباشد.و از کنترل الکتریکی نیز بهره گرفته است با بهره گیری از VTEC حرکت سوپاپ ها به وسیله ECU کنترل میشود.بدین در سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT ، ترتیب موتور برای کلیه دور های موتور بهینه خواهد بود و در نهایت مصرف سوخت در این مدل از سایر مدل ها کمتر شده چرا که در سیستم iVTEC از سیستم VTC  کمک گرفته شده است وقتی VTC به پیشرانه های VTEC وصل میشود..ECU به عنوان پردازشگر, اطلاعات را از سنسور های مختلف دریافت و با توجه به سنسوری که روی میل بادامک قرار دارد و با توجه به گشتاور موجود به شیر های روغن فرمان میدهد و محرک VTC تنظیم میشود و بدین ترتیب زمان باز شدن سوپاپ ها تنظیم میگردد.

میزان لیفت سوپاپ های ورودی خروجی:

میزان لیفت سوپاپ های ورودی همیشه بیشتر از سوپاپ های خروجی است.. میزان افزایش لیفت در سوپاپ های ورودی۱٫۲ سانتیمتر و در سوپاپ های خروجی ۱ سانتیمتر می باشد. این افزایش لیفت سوپاپ ها باعث میشود سوپاپ ها زمان بیشتری باز بمانند..

میزان DURATION سوپاپ ها :

به مقدار بسته بودن سوپاپ  DURATION گفته میشود این عدد برای اتومبیل های استاندارد حدود ۲۵۰ درجه(بر حسب گردش میل سوپاپ)و برای خودرو های اسپرت این عدد حدود ۳۰۰ است. هرچه این عدد بیشتر شود قدرت موتور نیز افزایش خواهد یافت اما برای این کار تغیرات دیگری نیز باید روی خودرو انجام شود.

اصطلاح OVER LAP :

OVER LAP  در سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT به فاصله ی زمانی از لحظه باز شدن سوپاپ ورودی تا لحظه بسته شدن سوپاپ خروجی گفته میشود.. هر چقد این عدد بزرگتر باشد خروج گاز ها راحتر و سریعتر خواهد بود این عدد نیز برای خودرو های استاندارد مقداری کم است  و برای خودرو های مسابقه ای بزرگتر در نظر گرفته میشود..

در نهایت باید درجه ای که میل سوپاپ  تا مقدار حداکثر باز شود را در نظر گرفت به این درجه fulllift گفته میشود. افزایش fulllift  باعث میشود که قدرت و گشتاور در تمامی دور ها بیشتر شود.

سیستم اتومبیل فراری با مقطع تغییر زاویه میل بادامک: این سیستم از عملکرد مشابه تعویض بادامک استفاده میکند.این سیستم بر اساس جا به جایی بادمک کار میکند در این سیستم بادامک ها مقطع یکسانی ندارند و با جا به جایی طول میل بادامک مقطع بادامک نیز تغییر کرده و نهایتا زمان و مقدار باز شدن سوپاپ ها تغییر میکند.مقدار باز شدن سوپاپ با این سیستم برای یک محصول از این شرکت از ۸/۴ به۱۰/۵ میلیمتر افزایش می یابد. این سیستم برای هر دو سوپاپ ورودی و خروجی اعمال میگردد.

سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT - توضیح کامل + ویدیو

سیستم تعویض بادامک تیوتا(VVTL-i)

در این سیستم مقدار باز شدن سوپاپ و مدت باز بودن کمک دو بادامک برای هر سوپاپ به سیستم اضافه شده است.طرز کار: سیستم VVTL-i تویوتا از یک بازوی غلتکی پیرو استفاده میکند که هر دو سوپاپ ورودی (یا سوپاپ خروجی) را به کار می اندازد.این سیستم همچنین دو بادامک عمل کننده دارد که ابعاد و شکل بادامک ها با یکدیگر متفاوت است به عبارت دیگر یکی از بادامک ها دارای بر آمدگی زیاد و زمان باز بودن بیشتر (برای دور های بالا) و دیگری با بر آمدگی کم زمان باز بودن کوتاه (برای دور کم) می باشد.بادامک دور ارام بازوی غلتکی پیرو را از طریق یک بلبرینگ غلتکی (برای کاهش دادن اصطکاک) به کار می اندازد.

بادامک دور بالا نمیتواند هیچ اثری روی بازوی غلتکی پیرو داشته باشد.زیرا فضای کافی زیر تایپت هیدرولیک آن وجود دارد..موقعی که دور افزایش می یابد.در یک دور خاص (موقعی که درجه حرارت موتور به بیش از ۶۰ درجه سانتی گراد برسد و دور موتور هم بیشتر از ۶۰۰۰ دور بر دقیقه باشد پین کشویی بوسیله فشار هیدرولیکی حرکت داده مشود و فضای خالی زیر تایپیت را پر میکند و در این حالت بادامک دور بالا فعال می شود.

مزایای این سیستم: زمان بندی متغیر پیوسته-گشتاور تحویلی میانی را در دورهای مختلف  موتور بهبود میبخشد و افزایش قدرت نهایی استمرار می یابد.

معایب:پیچیدگی بیشتر و گران بودن قطعات

سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT - توضیح کامل + ویدیو

امیدوارم از این مطلب در مورد سیستم زمانبندی متغیر سوپاپ ها VVT استفاده کرده باشید.

پست های مرتبط

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

این فیلد را پر کنید
این فیلد را پر کنید
لطفاً یک نشانی ایمیل معتبر بنویسید.
برای ادامه، شما باید با قوانین موافقت کنید

فهرست