Hogyan növelhető a modern motorok teljesítménye?
A fázis megváltoztatása
A fedélzeti hálózat növekedésével a kocsik valószínűleg elektromágneses hajtást fognak kapni a motorszelepektől.
Az égéskamrát a szívócsonk és a kipufogócső elkülöníti az időzítő szelep (TIM) segítségével. Szigorúan meghatározott időközönként, gázelosztási fázisnak nevezik. A választás mindig kompromisszum. Az a tény, hogy a nagy forgattyústengely-sebességnél a hengerek jó töltésére és azok utókezelésére elegendő hosszú időre kell nyitni a szelepeket. Alacsony fordulatszámon ellenkezőleg, ez nem hajtható végre. A szelepek nyitási idejének ebben az esetben sokkal kisebbnek kell lennie. Ellenkező esetben a munkagép egy része részlegesen kifelé fog a palackokból a gyűjtőcsövekbe, és a motor nehezen fut (ez a hatás a verseny motorjaiban üresjáratban figyelhető meg). Ezért a szabványos motorok gázelosztó mechanizmusait mindig egy bizonyos átlagos üzemmódra hangolják.
A motorteljesítmény teljes kihasználásához a múlt század 90-es évek elején számos autógyártó kezdte el használni a gázelosztás fázisának megváltoztatását. A FIAT először szabadalmaztatta az ilyen berendezéseket a 60-as években, és 1980-ban az Alfa Romeo Spider már sorozatban volt felszerelve.
A szelepek időzítésének legegyszerűbb rendszerét általában két szakaszban hajtják végre, vagyis egyes motorfordulatszámnál az elektronika egyszerűen átkapcsolja az időzítést egy másik üzemmódra egy speciális eszközzel.
Például ezen elv szerint működik, híres Honda VTEC rendszer ( „Variable Valve Timing és emelje Electronic Control”), amely először 1989-ben a modellekhez „Integra” és a „civil”. Ez egyszerűen rendezett. Mindegyik szelep kinyitható egy bütykös tengely két bütykös tárcsájával, és a szelepet speciális billenőkarok segítségével nyomja. Miközben a bütykös tárcsákat kis fordulatszámra tervezték, a második elfordul. A vezérlőegység parancsjánál a hidraulika a két bütykös tárcsa karját köti össze egymással, és az időzítés a "teljesítmény" üzemmódra vált.
Elvileg egy ilyen rendszer lehetővé teszi, hogy az egyik motornak jól tapadjon a "fenék" és a nagy teljesítményű nagy fordulatszámon. De még mindig hiányzik a rugalmasság, és ezen kívül a váltás pillanata egyik módról a másikra érezhetően érezhető a vezető. Sokak számára ez a karakter szükségtelenül keménynek tűnik, de néhány autós számára elégedett. Összehasonlítják a "pick-up" -t, amikor a rendszer turbófeltöltéssel indul.
Mindazonáltal idővel a gázelosztás fázisainak megváltoztatása fokozatosan vált népszerűvé. Minden cég saját módján nevezi el őket. Például a "Honda" választotta a neve az i-VTEC, BMW - "DoubleVANOS", "Ford" - VCT, "General Motors" - DCVCP "Hyundai" - CVVT "Lexus" - VVT-azaz "Mitsubishi" - MIVEC, "Porsche" - "VarioCam Plus", "Toyota" - VVTL-i. Mindenesetre mindezen rendszerek a motor karakterét még a főtengely sebességének teljes tartományában is jobban kihasználják.
Jellemzően ilyen eszközöknél a bütyköstengely egy speciális hüvelyen keresztül kapcsolódik a hajtókarhoz. Az olajnyomás hatására (elektronika vezérli), a spirálfogak segítségével mozoghat a tengely mentén, a csigahajtással (és ezáltal a forgattyús tengellyel) szemben. A persely helyett a bütyköstengely meghajtású hajtóműbe beépített miniatűr hidraulikus motor is használható. A kompakt méret és a pontosabb működés miatt ez a rendszer egyre inkább megtalálható a modern motorokon.
Azonban az elektromágneses szelepvezérlésű kísérleti rendszerek a legjobb hatékonysággal rendelkeznek. Az ilyen rendszerek lehetővé teszik a bütykös tengelyek és az időzítés más részeinek feloldását, ezáltal jelentősen leegyszerűsítve a motort és csökkentve annak súlyát. Az ilyen kialakításokban az elektronika képes szabályozni az egyes szelepeket egyenként, folyamatosan kiválasztva az optimális (ezeknek a feltételeknek) a motor működését. Azonban a soros autókon az ilyen készülékek valószínűleg nem jelennek meg, amíg a fedélzeti feszültség nő. Mivel a hagyományos 12 voltos rendszer nem képes tápellátást nyújtani az erős szelepmozgató eszközöknek.
Rövid és hosszú
Így néz ki a "DoubleVANOS" és a "Valvetronic" rendszerekkel felszerelt BMW motor gázelosztó mechanizmusa.
Mindig változó szelep-időzítő rendszerek a modern motorokon gyakran használatosak változó hosszúságú bemeneti utakon. Lehetővé teszik a hengerek levegőellátásának megváltoztatását a motor működési módjától függően.
Például, ha a főtengely fordulatszáma és a kis autó mozog egyenletesen, az elektronika egy speciális szelep nyit a szívócsőben hosszú kanyargós úton, mint egy spirál. Ebben az esetben a légáramlás erősen csavarodott, és amikor a hengerekbe ütközik, ez az örvény jól illeszkedik az üzemanyaghoz. Ennek eredményeképpen egyenletes keverék keletkezik. Teljesen ég, így a motor nagyon hatékony és gazdaságos.
De ha a motor terhelése nő (például intenzív túlhajtással), a hosszú szívócsonk nagy ellenállást eredményez a légáramlással szemben. Ezért ilyen esetekben az elektronika mozgatja a fedelet a második helyzetbe, és megnyitja a levegőt egy rövid és egyenes úton a hengerekhez. Ez lehetővé teszi, hogy az éghető keverék maximális mennyiségét töltsük be, és a lehető legtöbbet érjük el a motorból.
Néhány motoron (különösen a BMW V-alakú "nyolc" részén) a beszívott csővezeték még érdekesebbé válik. Ez egy csigaház formájában készül, amelynek belső része a külső rögzített testhez képest elforgatható, és ezáltal simán és folyamatosan megváltoztathatja a szívócső hosszát. Az ilyen rendszer bonyolultabb és drágább, de lehetővé teszi, hogy optimális motorteljesítményt érjenek el minden főtengely sebességében.
De az éghető keverékkel ellátott palackok jó töltése mellett a kipufogógázok tisztításának hatékonysága nem kevésbé fontos szerepet játszik. Az a tény, hogy a kipufogószelepek kinyitását követő első pillanatban az első kipufogógázok, amelyek elkezdenek kitörni a kollektorba, egy szuperszonikus sebességgel mozognak. A kipufogóvezeték falaiból tükröződik, és megakadályozza a kipufogógázok kipufogását a hengerből. Ebben az esetben a kipufogógázokat kizárólag a dugattyú tolóereje távolítja el. Ennek eredményeként csökken az égéskamrák tisztításának hatékonysága, valamint a motor teljesítménye.
Azonban az autósok sikerült a hibát erénysé alakítani. Az egyes hengerek kimeneti fúvókáinak hosszának és geometriájának gondos megválasztásával lehetséges, hogy a mögöttük lévő szelepek nyitása vákuumot eredményez. Ez nem akadályozza meg, hanem éppen ellenkezőleg, segít a kipufogógázok gyors és teljes elhagyásához. Emiatt a modern autók gyártási rendszere néha nagyon bonyolult kialakítású, és néha úgy néz ki, mint egy tekercselt kígyó golyója.
