Chì sò u tempu di valvula è cumu funzionanu

A cuncezzione di u mutore à quattru tempi, chì funziona secondu u principiu di liberazione di energia durante a combustione di un mischiu di carburante è carburante, include un meccanismu impurtante, senza u quale l'unità ùn pò micca funzionà. Questu hè un meccanismu di distribuzione di tempu o di gas.

In a maiò parte di i motori standard, hè installatu in a culata. Più dettagli nantu à a struttura di u meccanisimu sò descritti in articulu separatu... Avà ci concentreremu nantu à ciò chì hè u timing di a valvula, è cumu u so travagliu affetta l'indicatori di potenza di u mutore è a so efficienza.

Cosa hè u tempu di valvula di u mutore

In breve nantu à u meccanisimu di tempu stessu. L'albero a gomiti attraversu una trasmissione a cinghia (in parechji motori moderni à combustione interna, una catena hè installata invece di una cinghia gommata) hè cunnessu à camshaft. Quandu u cunduttore mette in opera u mutore, u starter gira u volante. I dui arburi cumincianu à girà in modu sincrunu, ma à diverse velocità (in fondu, in una sola rivoluzione di l'albero a camme, l'albero a gomiti face duie rivoluzioni).

Ci sò camme speciali in forma di goccia nantu à l'arburu à camme. Mentre a struttura gira, a camma spinge contr'à l'asta di valvula caricata à molla. A valvola si apre, permettendu à u mischju aria / carburante di entre in u cilindru o di sfuglià u gasu in u collettore di gasu.

A fase di distribuzione di gas hè precisamente u mumentu quandu a valvula cumencia à apre l'entrata / uscita prima di u mumentu quandu hè completamente chiusa. Ogni ingegneru chì travaglia nantu à u sviluppu di una unità di potenza calcula ciò chì deve esse l'altezza di apertura di a valvola, è quantu tempu resterà aperta.

Influenza di u tempu di valvula nantu à u funziunamentu di u mutore

A seconda di u modu in cui u mutore hè in funzione, a distribuzione di u gasu deve principià o prima o dopu. Questu affetta l'efficienza di l'unità, a so economia è u torque massimu. Hè perchè l'apertura / chjusura puntuale di i collettori di aspirazione è di scaricu hè chiave per sfruttà al massimu l'energia liberata durante a combustione di u HVAC.

Se a valvula di aspirazione cumencia à aprirsi à un mumentu sfarente quandu u pistone esegue u colpu di aspirazione, allora un riempimentu irregulare di a cavità di u cilindru cun una porzione fresca di aria si produrrà è u carburante si mischerà peghju, ciò chì cunducerà à una combustione incompleta di u mischju.

In quantu à a valvula di scaricu, ùn deve ancu apre micca prima chì u pistone righjunghji u centru mortu in fondu, ma micca più tardi dopu à avè principiatu a so corsa ascendente. In u primu casu, a cumpressione caderà, è cun ella u mutore perderà putenza. In u secondu, i prudutti di combustione cù una valvula chjusa creeranu resistenza per u pistone, chì hà cuminciatu à cresce. Questu hè un caricu addizionale nantu à u meccanismu di a manovella, chì pò dannà alcune di e so parti.

Per un funziunamentu adeguatu di l'unità di potenza, hè necessariu un timing di valvola diversu. Per un modu, hè necessariu chì e valvole si aprinu prima è chjuderanu dopu, è per altri, viceversa. U parametru di sovrapposizione hè ancu di grande impurtanza - sì entrambe e valvole saranu aperte simultaneamente.

A maiò parte di i mutori standard anu un tempu fissu. Un tali mutore, secondu u tippu di albero a camme, avrà una efficienza massima sia in modalità sport o cù una guida misurata à basse giri.

Oghje, parechje vitture di u segmentu mediu è premium sò dotate di motori, u sistema di distribuzione di gas chì pò cambià alcuni parametri di l'apertura di a valvula, per via di u quale u riempimentu di alta qualità è a ventilazione di i cilindri si producenu à diverse velocità di l'albero à gomiti.

Eccu cumu u tempu deve esse fattu à diverse velocità di u mutore:

1. U ralentimentu richiede e cosiddette fasi strette. Questu significa chì e valvule cumincianu à apre dopu, è u tempu di a so chjusura, à u cuntrariu, hè prestu. Ùn ci hè micca statu apertu simultaneu in questu modu (entrambe e valvole ùn saranu micca aperte in listessu tempu). Quandu a rotazione di u albero à gomiti hè di poca impurtanza, quandu e fasi si sovrapponenu, i gasi di scappamentu ponu entrà in u collettore d'ingressu, è un certu volumu di VTS pò entrà in u scaricu.
2. U modu più putente - richiede ampie fasi. Questu hè un modu in cui, per via di l'alta velocità, e valvole anu una pusizione aperta più corta. Questu porta à u fattu chì durante a guida sportiva, u riempimentu è a ventilazione di i cilindri sò praticati male. Per rimediate a situazione, u tempu di a valvula deve esse cambiatu, vale à dì, e valvole devenu esse aperte prima, è a so durata in questa pusizione deve aumentà.

Quandu si sviluppa u cuncepimentu di i motori cun timing di valvula variabile, l'ingegneri tenenu in contu a dipendenza di u mumentu d'apertura di a valvula da a velocità di l'albero à gomiti. Questi sistemi sofisticati permettenu à u mutore di esse u più versatile pussibule per diversi stili di guida. Grazie à stu sviluppu, l'unità mostra una vasta gamma di possibilità:

• À bassa giri, u mutore deve esse filu;
• Quandu i giri aumentanu, ùn deve micca perde u putere;
• Indipendentemente da u modu in cui u mutore di combustione interna hè in funzione, l'ecunumia di carburante, è cun ella l'ambiente di u trasportu, duverianu avè u più altu livellu pussibule per una unità particulare.

Tutti issi parametri ponu esse cambiati cambiendu u cuncepimentu di l'assi di camme. Tuttavia, in questu casu, l'efficienza di u mutore averà u so limitu solu in un modu. Chì ne pensi di u mutore chì pò cambià u prufilu da solu secondu u numeru di rivoluzioni di u vilebrequin?

Tempu di valvula variabile

L'idea stessa di cambià u tempu d'apertura di a valvula durante u funziunamentu di a putenza ùn hè micca nova. Questa idea hè apparuta periodicamente in a mente di l'ingegneri chì sviluppavanu sempre macchine à vapore.

Dunque, unu di sti sviluppi hè statu chjamatu un attrezzu Stevenson. U meccanisimu hà cambiatu u tempu di vapore chì entra in u cilindru di travagliu. U regime hè statu chjamatu "tagliu à vapore". Quandu u meccanisimu hè statu attivatu, a pressione hè stata ridiretta secondu u cuncepimentu di u veiculu. Per questa ragione, in più di u fumu, e vechje locomotive à vapore emettevanu ancu soffie di vapore quandu u trenu era fermu.

U travagliu cù cambià u tempu di a valvula hè statu ancu realizatu cù unità di aerei. Dunque, un mudellu sperimentale di u mutore V-8 da a sucietà Clerget-Blin cù una capacità di 200 cavalli puderia cambià stu parametru per via di u fattu chì a cuncezzione di u meccanisimu includia un albero a camme scorrevole.

È nantu à u mutore Lycoming XR-7755, sò stati installati alberi a camme, in i quali c'eranu duie camme diverse per ogni valvula. U dispusitivu avia una trasmissione meccanica, è hè statu attivatu da u pilotu stessu. Puderia sceglie una di e duie opzioni secondu s'ellu avia bisognu à piglià l'aviò in celu, alluntanassi da a caccia, o semplicemente volà economicamente.

In quantu à l'industria automobilistica, l'ingegneri anu cuminciatu à pensà à l'applicazione di sta idea in l'anni 20 di u seculu scorsu. A ragione hè stata l'emergenza di motori à grande velocità chì sò stati installati nantu à e vitture sportive. L'aumentu di a putenza in tali unità avia un certu limitu, ancu se l'unità puderia esse sbulicata ancu di più. Per chì u veiculu abbia più putenza, prima solu u vulume di u mutore hè statu aumentatu.

U primu à introduce u tempu di valvula variabile hè statu Lawrence Pomeroy, chì hà travagliatu cum'è capimachja per a cumpagnia automobile Vauxhall. Hà creatu un mutore in quale un albero a camme speciale hè statu installatu in u meccanismu di distribuzione di gas. Unepoche di e so camme avianu parechji inseme di prufili.

U H-Type da 4.4 litri, secondu a velocità di u albero motore è a carica chì hà sperimentatu, puderia spustà l'albero a camme lungo l'assi longitudinale. Per via di questu, u tempu è l'altura di e valvule sò stati cambiati. Siccomu sta parte avia limitazioni in u muvimentu, u cuntrollu di fasa avia ancu i so limiti.

Porsche hà ancu participatu à una idea simile. In u 1959, pare un brevettu per e "camme oscillanti" di l'arburu à camme. Stu sviluppu duvia cambià l'elevatore di a valvula, è in listessu tempu, u tempu d'apertura. U sviluppu hè firmatu à u stadiu di u prugettu.

U primu meccanisimu di cuntrollu di u tempu di valvula fattibile hè statu sviluppatu da Fiat. L'invenzione hè stata sviluppata da Giovanni Torazza à a fine di l'anni 60. U meccanismu utilizzava spinghiatori idraulici, chì cambiò u puntu di pivot di u tappet valvula. U dispositivu hà funzionatu secondu ciò chì a velocità di u mutore è a pressione in u collettore di aspirazione eranu.

Tuttavia, a prima vittura di produzzione cù fasi GR variabili hè stata da Alfa Romeo. U mudellu Spider 1980 hà ricevutu un meccanisimu elettronicu chì cambia fasi sicondu i modi di funziunamentu di u mutore à combustione interna.

Modi per cambià a durata è a larghezza di u tempu di a valvula

Oghje ci sò parechji tippi di meccanismi chì cambianu u mumentu, u tempu è l'altezza di l'apertura di a valvula:

1. In u so designu più simplice, hè un embrague speciale chì hè stallatu nantu à u mecanismu di trasmissione di timing (phase shifter). U cuntrollu hè effettuatu grazia à l'effettu idraulicu nantu à u meccanisimu di esecuzione, è u cuntrollu hè effettuatu da l'elettronica. Quandu u mutore hè à ralentinu, l'arburu à camme hè in a so pusizione originale. Appena i giri aumentanu, l'elettronica reagisce à stu parametru è attiva l'idraulica, chì face girà l'arburu à camme leggermente paragunatu à a pusizione iniziale. Grazie à questu, e valvole si aprenu un pocu prima, ciò chì permette di riempie rapidamente i cilindri cù una porzione fresca di BTC.
2. Cambià u prufilu di camma. Questu hè un sviluppu chì l'automobilisti utilizanu dapoi un bellu pezzu. Adattà un albero a camme cù camme non standard pò fà chì l'unità funziona più efficacemente à giri più alti. Tuttavia, tali aghjurnamenti devenu esse effettuati da un meccanicu espertu, chì porta à assai rifiuti. In i motori cù u sistema VVTL-i, l'alberi à camme anu parechji insiemi di camme cù prufili diversi. Quandu u mutore di combustione interna hè in rullu, elementi standard svolgenu a so funzione. Appena u rpm di l'albero muvimentu passa oltre i 6 mila marchi, l'albero a camme sposta leggermente, per via di ciò un altru gruppu di camme entra in opera. Un prucessu simile si faci quandu u mutore gira finu à 8.5 mila, è u terzu gruppu di camme cumencia à travaglià, ciò chì rende e fasi ancu più larghe.
3. Cambia in altezza di apertura di a valvula. Stu sviluppu permette di cambià simultaneamente i modi di funziunamentu di u tempu, è ancu di escludere a valvula di accelerazione. In tali meccanismi, premendu u pedale di acceleratore attiva un dispositivu meccanicu chì influenza a forza di apertura di e valvole di aspirazione. Stu sistema riduce u cunsumu di carburante da circa 15 per centu è aumenta a putenza di l'unità di listessa quantità. In i motori più muderni, ùn hè micca usatu un analogu meccanicu, ma un elettromagneticu. U vantaghju di a seconda opzione hè chì l'elettronica hè capace di cambià in modu più efficiente è fluidu i modi d'apertura di a valvula. L'altezza di elevazione pò esse vicinu à l'ideale è i tempi d'apertura ponu esse più largu chè cù e versioni precedenti. Un tale sviluppu, per salvà u carburante, pò ancu spegne certi cilindri (ùn aprite micca alcune valvole). Questi mutori attivanu u sistema quandu a vittura si ferma, ma u mutore à combustione interna ùn hà micca bisognu di esse spegnutu (per esempiu, à un semaforo) o quandu u cunduttore rallenta a vittura cù u mutore à combustione interna.

Perchè cambià u tempu di a valvula

L'usu di miccanismi chì cambianu u tempu di a valvula permettenu:

• Hè più efficiente d'utilizà a risorsa di l'unità di putenza in diversi modi di u so funziunamentu;
• Aumenta a putenza senza a necessità di installà un albero a camme persunalizatu;
• Fate u veiculu più economicu;
• Fornite riempimentu efficace è ventilazione di cilindri à alta velocità;
• Aumenta a facilità di trasportu ambientale per via di una combustione più efficace di u mischju aria-carburante.

Siccomu i diversi modi di funziunamentu di u mutore di combustione interna richiedenu i so propri parametri di u tempu di valvola, aduprendu i meccanismi per cambià u FGR, a macchina pò currisponde à i parametri ideali di potenza, coppia, rispettu à l'ambiente è economia. L'unicu prublema chì nisun fabbricante pò risolve finu à quì hè u costu elevatu di u dispositivu. Rispuntendu à un mutore standard, un analogicu dotatu di un meccanisimu simile costerà guasi u doppiu.

Alcuni automobilisti utilizanu sistemi di distribuzione di valvula variabili per aumentà a putenza di a vittura. Tuttavia, cù l'aiutu di una cinghia di distribuzione modificata, hè impussibile di sprime u massimu fora di l'unità. Leghjite nantu à altre pussibilità ccà.

In cunclusione, offre un picculu aiutu visuale nantu à u funziunamentu di u sistema di distribuzione di valvula variabile:

Sistema di sincronizazione di valvula variabile aduprendu l'esempiu di CVVT

Dumande è risposte:

Chì ghjè u timing di a valvula? Questu hè u mumentu chì a valvula (inlet o outlet) apre / chjude. Stu terminu hè spressione in gradi di rotazione di l'albero motore.

ЧChì influenza u timing di a valvula? U timing di a valvula hè influinzatu da u modu di funziunamentu di u mutore. Se ùn ci hè micca un cambiamentu di fase in u timing, l'effettu massimu hè ottenutu solu in una certa gamma di rivoluzioni di u mutore.

A cosa serve u diagramma di timing di a valvula? Stu diagramma mostra quantu efficace u riempimentu, a combustione è a pulizia in i cilindri si facenu in un intervallu RPM specificu. Permette di selezziunà currettamente u timing di a valvula.