AUTORIDE | En hemsida om bilar från bilentusiaster

Variabel ventiltid: Hur fungerar denna teknik?

Publicerad
Översatt med hjälp av AI från vårt ursprungliga inlägg (källa: autoride.io)

Variabel ventiltid, eller variabel tidsfördelning, är en teknik som gör det möjligt att optimera parametrarna för en fyrtakts förbränningsmotor, och därigenom öka dess prestanda och minska bränsleförbrukningen.

Med variabel ventiltid är det möjligt att styra lyft, ventilöppningsmoment eller ventilöppningstid, eller en kombination av de nämnda parametrarna, oberoende av vevaxelns läge. Men ventilens kontroll beror på varvtal, motorbelastning och andra faktorer.

Innehållsförteckning

Hur fungerar variabel ventiltid?

Med en standardfördelning ges timingen av dess geometri, och ventilernas rörelse är tätt kopplad till vevaxelns position. Öppningen och stängningen av ventilerna är således oföränderliga och beroende av kolvarnas rörelse.

Men ögonblicket för öppning och stängning av ventilerna påverkar avsevärt kvaliteten på fyllningen av cylindrarna beroende på motorhastigheten. Således, med variabel tidpunkt, ändras kamaxelinställningen beroende på motorvarvtal och belastning.

Motorkolvar: Hur fungerar de?

Relaterad artikel - Motorkolvar: Hur fungerar de?

På tomgång och högt varvtal är insugskamaxeln inställd att stänga insugningsventilen lite senare än normalt, vilket hjälper motorn att gå jämnt på tomgång och utnyttja kraften väl vid höga motorvarvtal.

Vid låga och medelhöga hastigheter är kamaxeln inställd på att stänga insugningsventilen lite tidigare än vanligt, vilket resulterar i större fyllning av cylindrarna och förbättrat vridmomentflöde.

Effekt för justering av ventiltid

1. Fördröjd stängning av insugningsventilen

Om insugningsventilen förblir öppen lite längre än normalt, trycker kolven ut luft ur cylindern och tillbaka in i insugningsröret under kompressionsslaget. Luften som trycks ut fyller insugningsröret med högre tryck och under de följande slagen suger den tillbaka denna luft in i förbränningskammaren.

Fördröjd ventilstängning minskar sugpumpsförlusterna med 40 % under belastning och minskar kväveoxidutsläppen med 24 %. Kolväteutsläppen är oförändrade.

2. För tidig stängning av sugventilen

Ett annat sätt att minska pumpförlusterna i samband med lågt motorvarv är att skapa ett högt vakuum genom att stänga insugningsventilen tidigare än vanligt. Detta innebär att insugningsventilen stängs halvvägs genom insugningsslaget.

Vid låga hastigheter och belastningar är motorns bränsle- och luftbehov lågt, och arbetet som krävs för att fylla cylindern är relativt högt, så för tidig stängning av insugningsventilen minskar pumpförlusterna avsevärt. För tidig stängning av insugningsventiler minskar pumpförlusterna med 40 % och bränsleförbrukningen med 7 %. Lustgasutsläppen minskar också med 24 %.

3. För tidig öppning av insugningsventilen

Ett annat sätt att minska utsläppen är att öppna insugningsventilen i förtid. Genom att öppna insugningsventilen tidigare än vanligt pressas en del brända avgaser ut ur cylindern genom insugningsventilen.

Motorventil: Vad är dess funktion?

Relaterad artikel - Motorventil: Vad är dess funktion?

I insugningsröret kyls dessa avgaser av den omgivande luften och sugs tillbaka in i cylinderutrymmet under nästa slag, vilket hjälper till att reglera cylindertemperatur och kväveoxidutsläpp.

4. Tidig/sen stängning av avgasventiler

Med hjälp av avgasventilen kan vi även minska utsläppen. När avgasventilen öppnar trycker kolven avgaserna utåt från cylindern in i avgasgrenröret. Vi kan kontrollera hur mycket avgaser som finns kvar i cylindern genom att manipulera avgasventilens timing.

Om avgasventilen är öppen längre än vanligt töms cylindern mer och är därmed redo att fyllas med mer bränsle och luft under insugningsslaget, vilket gör att motorn kan göra mer kraft. Om avgasventilen stängs lite tidigare blir det mer avgaser kvar i cylindern, vilket minskar bildningen av utsläpp.

Fördelar med variabel ventiltid

Tekniken med variabel ventiltid används för att förbättra cylinderhuvudbytet i en kolvmotor med förbränningsmotor, vilket resulterar i högre effekt, lägre bränsleförbrukning, lägre emissioner och högt vridmoment över ett brett spektrum av motorvarvtal.

Variabel ventiltid används främst i gnisttändningsmotorer. Detta beror på att dessa motorer arbetar i ett bredare varvområde, vilket är anledningen till att användningen av teknik för variabel ventiltid är mer effektiv och logisk. Den grundläggande nackdelen med bensinmotorer är gasreglering, vilket orsakar en minskning av deras effektivitet vid låga belastningar.

Strypventil: Hur det fungerar och dess eventuella fel

Relaterad artikel - Strypventil: Hur det fungerar och dess eventuella fel

Tack vare ventilernas variabla tidpunkt är det möjligt att minska eller helt ta bort trottelventilen, vilket minskar de pneumatiska motståndspumpningsförlusterna i insugningsröret och därmed ökar motorns fyllningseffektivitet, särskilt vid låga belastningar.

Förutom bensinmotorer börjar teknik med variabel timing även tillämpas på dieselmotorer, främst på grund av de ständigt skärpta emissionsnormerna. Den första dieselmotorn för personbilar med variabel ventiltid utvecklades av Mitsubishi 2010.

Användningen av variabel ventiltid kan ge

  • 10-30% minskning av bränsleförbrukningen
  • 10-15% ökning av effektiv effekt och vridmoment
  • 20-25% minskning av avgasutsläppsproduktionen

Variabel ventiltidsutformning

Olika tillverkare använder olika tekniker för att implementera variabel ventiltid. Strukturellt kan variabel ventiltid uppnås, till exempel på följande sätt:

  • mekaniskt styrd kamaxel
  • hydrauliska kamaxelflyttare
  • hydraulisk ventilstyrning
  • elektromagnetiskt styrda ventiler

Beteckning på motorer utrustade med variabel ventiltid:

Förutom olika tekniker använder bilföretagen även olika beteckningar för sina motorer, som är utrustade med variabel tidtagning. Här är några exempel:

AVCS (Subaru)

AVLS (Subaru)

CVTCS (Nissan, Infiniti)

CVVT (Alfa Romeo, Citroën, Hyundai, Kia, Peugeot, Renault, Volvo)

DCVCP (General Motors)

MIVEC (Mitsubishi)

MultiAir (Fiat)

N-VCT (Nissan)

S-VT (Mazda)

Ti-VCT (Ford)

VANOS (BMW)

VarioCam (Porsche)

VCT (Ford)

VTEC, i-VTEC (Honda)

VVL (Nissan)

Valvelift (Audi)

VVEL (Nissan)

VVT (Chrysler, General Motors, Suzuki, Volkswagen Group)

VVT-i, VVTL-i (Toyota, Lexus)

VTVT (Hyundai, Kia)

En kort videodemonstration av hur variabel VVT-ventiltid fungerar: