کارساز
کارساز
آموزش مکانیک خودرو

سیستم هوشمند زمانبندی متغییر سوپاپ ها یا VVTi

 سیستم هوشمند زمان بندی متغیر سوپاپ ها یا VVT-i یا Variable Valve Timing intelligence ، این تکنولوژی که توسط تویوتا طراحی و توسعه شده است. سیستم تویوتا VVT-i جایگزین تویوتا VVT که در سال 1991 در موتور 4A-GE با 5 سوپاپ در هر سیلندر عرضه شد، جایگزین شد. سیستم VVT دارای یک سیستم دو مرحله ای هیدرولیکی با سیستم کنترل فازی است.

VVT-I، معرفی شده در موتور 1JZ-GTE / 2JZ-GTE در سال 1996، زمان بندی سوپاپ های ورودی مرتبط بین میل بادامک (بصورت اتصال تسمه ای یا زنجیری) تنظیم می گردد. فشار روغن موتور برای تنظیم موقعیت میل سوپاپ به عنوان یک محرک اعمال شده جهت اصلاح در زمان همپوشانی (قیچی سوپاپ ها) بین بسته بودن سوپاپ دود و باز شدن سوپاپ ورودی (گاز) موجب بهبود کارایی موتور می گردد. انواع سیستم، از جمله VVTL-i، دو VVT-i، VVT-iE، VVT-iW و Valvematic در ادامه به اختصار توضیح داده می شود.

 

سیستم هوشمند زمان بندی متغیر و برخاستن سوپاپ ها یا VVTL-i

سیستم هوشمند زمان بندی متغیر و برخاستن سوپاپ ها یا VVTL-i نسخه پیشرفته VVT-i است که می تواند سوپاپ و زمانبندی سوپاپی را تغییر دهد. این سیستم در موتور در تویوتا سلیکا 1999 بکار رفته است، سرسیلندر موتور مشابه طرح DOHC معمولی است که شامل میل سوپاپ های جداگانه برای ورود و خروجی است و شامل دو سوپاپ ورودی و دو سوپاپ خروجی مجموع چهار سوپاپ در هر سیلندر می باشد.

بر خلاف طرح متعارف، هر میل بادامک دارای دو بادامک برای هر سیلندر است، یکی سری از بادامک ها برای دور موتور پایین و یکسری دیگر برای عملکرد در دور بسیار بالا، با طول برخواستن بلندتر و مدت زمان طولانی تر سوپاپ ها، بهینه شده است. هر جفت سوپاپ توسط یک بازوی اسبک کنترل می شود که توسط میل سوپاپ عمل می کند.

عملکرد سیستم VVTL-i

هر اسبک دارای یک دنباله لغزنده که به بازوی اسبک و یک فنر وصل  شده است، اجازه می دهد دنباله لغزنده بصورت آزادانه  بدون تغییر در بازوی اسبک به بالا و پایین روی بادامک بزرگتر حرکت کند. هنگامی که موتور در محدوده 6000-7000 دور در دقیقه عمل می کند (وابسته به سال، ماشین، و ECU نصب شده است)، بادامک کوچک تر  بروی بازوی اسبک عمل کرده و در نتیجه سوپاپ ها و دنباله لغزنده در کنار بازوی اسبک آزاد می شوند.

سیستم vvtli
سیستم VVTL-i

هنگامیکه موتور در نقطه بالا عمل می کند، ECU سوئیچ فشار روغن را فعال می کند که یک پین کشویی را در زیر دنباله لغزنده هر بازوی اسبک قرار می دهد. بازوی اسبک اکنون به داخل دنباله لغزنده قفل شده و از این رو دنبال  کننده حرکت آن  با دور بالای موتور را با پروفیل بادامک دور بالا  راه اندازی می شود تا پین کشویی توسط سیگنال ارسالی از ECU رها شود. سیستم VVTL در اصل با عملکرد هوندا VTEC مشابه است.

این سیستم برای اولین بار در سال 1999 Toyota Celica با 2ZZ-GE استفاده شد. تویوتا اکنون تولید موتورهای VVTL-i خود را برای اغلب بازارها متوقف کرده است، زیرا موتور با مشخصات یورو 4 برای انتشار گازهای گلخانه ای از استانداردهای لازم برخوردار نیست، در نتیجه، این موتور در برخی از مدل های تویوتا، از جمله تویوتا Corolla T-Sport (اروپا)، Corolla Sportivo (استرالیا)، Celica، Corolla XRS، تویوتا ماتریکس XRS و Pontiac Vibe GT ، که همه آنها موتور 2ZZ-GE داشته اند تولیدشان قطع شده است. لوتوس الیز همچنان به عرضه موتور 2ZZ-GE و 1ZZ-FE می پردازد، در حالی که لوتوس Exige همین موتور را با سوپر شارژر ارائه می دهد.

 

سیستم دوگانه VVT-i

سیستم دوگانه VVT-i زمان بندی را در هر دو میل سوپاپ ورودی و خروجی را تنظیم می کند. این سیستم برای اولین بار در سال 1998 در موتور 3S-GE Altezza RS200 معرفی شد. سیستم دوگانه VVT-i نیز در نسل جدید موتور V6 تویوتا، 3.5 لیتری 2GR-FE که در خودروی 2005 Avalon عرضه شد، یافت می شود. این موتور را در حال حاضر در بسیاری از مدل های تویوتا و لکسوس می توان یافت. با تنظیم زمان بندی سوپاپ ها، راه اندازی موتور تقریبا در حداقل فشار تراکم ناگهان رخ می دهد. گرم شدن مبدل کاتالیزوری به دمای مناسب آن به سرعت امکان پذیر است، بنابراین بطور قابل توجهی انتشار گازهای هیدروکربن کاهش می یابد.

سیستم VVT-i دوگانه
سیستم VVT-i دوگانه

بیشتر موتورهای تویوتا از جمله موتورهای LR لکسوس LFA، موتورهای V8 UR، موتورهای V6 GR، موتورهای AR (بزرگ I4)، موتورهای ZR (متوسط I4) و موتورهای NR (کوچک I4) در حال حاضر از این تکنولوژی استفاده کنید.

 

سیستم هوشمند زمانبندی متغیر سوپاپ ها توسط موتور الکتریکی یا VVT-iE

سیستم هوشمند زمانبندی متغیر سوپاپ ها توسط موتور الکتریکی یا VVT-iE یک نسخه دوگانه VVT-i است که از یک موتورالکتریکی برای تنظیم زمانبندی میل سوپاپ گاز استفاده می کند. همچنین از یک عملگر هیدرولیکی برای کنترل زمانبندی میل سوپاپ دود استفاده می شود. این نوع از فن آوری زمان بندی شیر متغیر در ابتدا برای وسایل نقلیه لکسوس توسعه داده شد. این سیستم برای اولین بار در سال 2007 Lexus LS 460 در موتور 1UR معرفی شد.

ساختمان موتور کنترل کننده میل سوپاپ VVT-iE
ساختمان موتور کنترل کننده میل سوپاپ VVT-iE

موتور الکتریکی هم زمان با دوران موتور خودرو میل سوپاپ گاز را به حرکت در می آورد. برای حفظ زمانبندی میل سوپاپ  موتور عملگر با سرعتی برابر با میل سوپاپ عمل می کند. برای افزایش (آوانس) زمانبندی میل سوپاپ، موتور عملگر با سرعتی بیشتر از میل سوپاپ به گردش در می آید. برای تاخیر (ریتارد) در زمانبندی میل سوپاپ، موتور عملگر با سرعتی پایین تر از میل سوپاپ می گردد.

تفاوت سرعت بین موتور عملگر و زمانبندی میل سوپاپ عملکرد مکانیزم استفاده شده در سیستم متغییر زمانبندی میل سوپاپ است. مزایای عملگر الکتریکی افزایش پاسخ دهی و دقت در سرعت پایین دمای پایین تر موتور  همچنین در تمامی محدوده  ها تنظیم شده است. ترکیبی ازاین عوامل امکان کنترل دقیق تر را فراهم می کند ، که منجر به بهبود مصرف سوخت و میزان انتشار گازهای گلخانه ای می شود.

 

سیستم هوشمندانه زمانبندی متغیر سوپاپ یا VVT-iW

سیستم هوشمندانه زمانبندی متغیر سوپاپ VVT-iW با موتور تزریق مستقیم   8AR-FTS نصب شده در لکسوس NX200t معرفی گردید. VVT-iW  این سیستم بروی سوپاپ های گاز و سیستم VVT-i بروی سوپاپ دود استفاده می گردد. وسط میل سوپاپ گاز دارای مکانیزم قفل شونده که بطور پیوسته ریتارد سیستم زمانبندی متغییر می باشد. برای بهبود مصرف سوخت و کاهش انتشار گازهای آلاینده با افزایش وسعت زاویه باز شدن سوپاپ موتور را قادر می سازد در دور موتور پایین با سیکل اتکینسن عمل کرده و در دور بالا برای افزایش عملکرد در سیکل اتو ، در تمامی دورها گشتاور بالا حفظ می گردد.

 

سیستم Valvematic

سیستم Valvematic تنظیمات مداوم را با افزایش حجم و زمان بندی و بهبود بهره وری سوخت استفاده از کنترل مخلوط سوخت و هوا با استفاده از کنترل سوپاپ به جای کنترل سیستم متداول کنترل کننده دریچه گاز ارائه می دهد . این تکنولوژی اولین بار در سال 2007 در مدل Noah و بعدا در اوایل سال 2009 در خانواده موتور ZR مورد استفاده در خودروی  Avensis قرار گرفت. این سیستم در طراحی نسبت به Valvetronic و VVEL ساده تر است و اجازه می دهد سر سیلندر در همان ارتفاع باقی بماند.

منبع
کارساز
برچسب ها

دیدگاهتان را بنویسید

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