Moderní systémy ventilových rozvodů spalovacího motoru

Transkript

1 Moderní systémy ventilových rozvodů spalovacího motoru Zpracoval: Pavel BRABEC Pracoviště: KVM Tento materiál vznikl jako součást projektu In-TECH 2, který je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR.

2 In-TECH 2, označuje společný projekt Technické univerzity v Liberci a jejích partnerů - Škoda Auto a.s. a Denso Manufacturing Czech s.r.o. Cílem projektu, který je v rámci Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost (OP VK) financován prostřednictvím MŠMT z Evropského sociálního fondu (ESF) a ze státního rozpočtu ČR, je inovace studijního programu ve smyslu progresivních metod řízení inovačního procesu se zaměřením na rozvoj tvůrčího potenciálu studentů. Tento projekt je nutné realizovat zejména proto, že na trhu dochází ke zrychlování inovačního cyklu a zkvalitnění jeho výstupů. ČR nemůže na tyto změny reagovat bez osvojení nejnovějších inženýrských metod v oblasti inovativního a kreativního konstrukčního řešení strojírenských výrobků. Majoritní cílovou skupinou jsou studenti oborů Inovační inženýrství a Konstrukce strojů a zařízení. Cíle budou dosaženy inovací VŠ přednášek a seminářů, vytvořením nových učebních pomůcek a realizací studentských projektů podporovaných experty z partnerských průmyslových podniků. Délka projektu:

3 Úvod do problematiky Účel výměna obsahu válce (spaliny musí se musí nahradit čerstvou směsí) Typy: SV (side valve) OHV (overhead valve) OHC (overhead camshaft) F

4 Úvod do problematiky Typy rozvodů a) SV b) OHV c) OHC d) F

5 Úvod do problematiky Typy rozvodů OHV Rocker arm (vahadlo) 2. Exhaust valve (výfukový ventil) 3. Inlet (intake) valve (sací ventil) 4. Camshaft (vačkový hřídel) 5. Cam follower /tappet/ (zdvihátko) 6. Push rod (zdvihací tyčka)

6 Úvod do problematiky Typy rozvodů OHC (DOHC)

7 Úvod do problematiky Typy rozvodů F

8 Úvod do problematiky Turbulence náplně válců Turbulence náplně válce bývá výsledkem tvaru sacího kanálu (ve fázi sání) a pohybem pístu (během komprese). příčný vír - tumble tečný vír - swirl vír vlivem pohybu a tvaru pístu

9 Úvod do problematiky Turbulence náplně válců

10 Úvod do problematiky Časování ventilových rozvodů HÚ p -V diagram DÚ SO VZ VO SZ kruhový diagram

11 Úvod do problematiky Časování ventilových rozvodů Příklad malé překrytí ventilů velké překrytí ventilů

12 Úvod do problematiky Hydraulické vymezování ventilové vůle

13 Úvod do problematiky Hydraulické vymezování ventilové vůle

14 Úvod do problematiky Hydraulické vymezování ventilové vůle

15 Úvod do problematiky Hydraulické vymezování ventilové vůle

16 Úvod do problematiky Hydraulické vymezování ventilové vůle

17 Jednotlivé provozní režimy (zatížení a otáček) z hlediska ekonomie a ekologie vyjadřují rozdílné plnění válce a tím i rozdílné časování. Tyto rozdílné požadavky mohou být splněny variabilním časováním pomocí různých konceptů: a) fázování b) doba trvání zdvihu ventilu c) změna velikosti zdvihu

18 Jednotlivé provozní režimy (zatížení a otáček) z hlediska ekonomie a ekologie vyjadřují rozdílné plnění válce a tím i rozdílné časování. Tyto rozdílné požadavky mohou být splněny variabilním časováním pomocí různých konceptů: 1) stupňovitě/přepínatelně (dicrete/switchable) 2) spojitě (continuous)

19 Přehled variability různých konceptů ventilových rozvodů

20 Přehled diskrétních systémů pro variabilitu ventilových rozvodů

21 Přehled plně variabilní (spojitě /continuous) systémů ventilových rozvodů

22 Charakteristika různých systémů variability ventilových rozvodů

23 Tyto rozdílné požadavky mohou být splněny variabilním časováním pomocí různých konceptů (z hlediska konstrukce): I) natáčení sacích vaček II) natáčení obou vačkových hřídelů III) koncept spojený variabilním zdvihem ventilů IV) elektromagnetický systém V) elektrohydraulický systém

24 přepínání vaček Moderní systémy ventilových rozvodů spalovacího motoru

25 Honda VTEC Moderní systémy ventilových rozvodů spalovacího motoru video video

26 Honda VTEC Moderní systémy ventilových rozvodů spalovacího motoru video

27 Audi Valvelift video

28 natáčení vaček Moderní systémy ventilových rozvodů spalovacího motoru

29 Škoda Auto 2.0 l / 88 kw Moderní systémy ventilových rozvodů spalovacího motoru

30 Škoda Auto 2.0 l / 88 kw Moderní systémy ventilových rozvodů spalovacího motoru

31 Škoda Auto 2.0 l / 88 kw Moderní systémy ventilových rozvodů spalovacího motoru

32 Škoda Auto V6 2.8 l 142 kw; 1.8 l 92 kw

33 Škoda Auto V6 2.8 l 142 kw; 1.8 l 92 kw základní poloha (výkon) poloha pro max. moment

34 Toyota VVT-i Moderní systémy ventilových rozvodů spalovacího motoru video

35 BMW Valvetronic Moderní systémy ventilových rozvodů spalovacího motoru Označení Valvetronic nesou motory automobilky BMW s proměnným zdvihem ventilů. Variabilní zdvih ventilů se využívá k optimalizaci parametrů motorů, díky němu dosahují motory vyšších výkonů a nižší spotřeby. Tyto motory mají variabilní zdvih sacích ventilů. Obvykle je ale systém Valvetronic kombinován se systémem Double-Vanos, tedy s variabilním časováním ventilů. Variabilní rozvody (proměnné časování i zdvih) slouží ke zdokonalení výměny náplně válců pístového spalovacího motoru.

36 BMW Valvetronic Moderní systémy ventilových rozvodů spalovacího motoru

37 BMW Valvetronic Moderní systémy ventilových rozvodů spalovacího motoru

38 BMW Valvetronic Moderní systémy ventilových rozvodů spalovacího motoru

39 BMW Valvetronic Moderní systémy ventilových rozvodů spalovacího motoru video

40 Elektromagnetický systém Moderní systémy ventilových rozvodů spalovacího motoru

41 Elektrohydraulický systém - FIAT systém MultiAir - Odpadá tedy přímá mechanická vazba mezi vačkovým hřídelem a sacími ventily. - Možnost otevírat sací ventily nezávisle na poloze vačkového hřídele a nezávisle na ostatních válcích. - Pouze jeden vačkový hřídel - zjednodušení mechanické konstrukce motoru. - Plnění motoru bez pomoci škrticí klapky.

42 Elektrohydraulický systém - FIAT systém MultiAir 1- Vačka pro ovládání výfukového ventilu 2 - Vložená vačka 3 - Elektromagnet 4 - Olejová komora připojená na hydraulický ventil 5 - Ventilové pružiny jsou vynechány pro přehlednost

43 Elektrohydraulický systém - FIAT systém MultiAir - vložená vysokotlaká komora naplněná olejem mezi vačkou a sacím ventilem - pumpa, stlačovaná vahadlem podle profilu vačky, tlačí olej k solenoidovému ventilu ovládanému ŘJ je-li solenoid aktivován, olej je vytlačován kanály do zdvihátek a stlačuje ventilové pružiny není-li solenoid aktivován, olej plní nízkotlaký akumulátor uvnitř hydraulického modulu solenoidový ventil sací vačka na jediném vačkovém hřídeli kanály vysokotlakého obvodu

44 Elektrohydraulický systém - FIAT systém MultiAir

45 Elektrohydraulický systém - FIAT systém MultiAir Režimy ovládání sacích ventilů profil zdvihu sacího ventilu je měněn v závislosti na požadavku naplnění motoru vzduchem, při libovolné zátěži a bez vyšší spotřeby jsou použity různé strategie pro optimalizaci účinnosti spalování, výkonu, točivého momentu, spotřeby a emisí

46 Úplné otevření ventilu maximální výkon Zpožděné otevření ventilu volnoběh motoru Předčasné zavření ventilu nízké otáčky Částečné otevření ventilu částečné zatížení motoru Multi lift městský cyklus

47 Elektrohydraulický systém - FIAT systém MultiAir

48 Elektrohydraulický systém - FIAT systém MultiAir video

49 Elektrohydraulický systém - FIAT systém MultiAir

50 Názvy systémů Toyota VVT (Variable Valve Timing) VVT-i (Variable Valve Timing with Intelligence) Dual VVT-i (Dual Variable Valve Timing with Intelligence) Triple VVT-iE (Variable Valve Timing with Intelligence by Electric Motor) VVTL-i (Variable Valve Timing and Lift Intelligent System) Valvematic Subaru AVCS (Active Valve Control System) Dual AVCS (Dual Active Valve Control System) i-avls (Intelligent Active Valve Lift System) Honda VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control) VTEC-E (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control for Efficiency) 3-Stage VTEC (3-Stage Variable Valve Timing and Lift Electronic Control) i-vtec (Intelligent Variable Valve Timing and Lift Electronic Control) i-vtec with VCM (Intelligent Variable Valve Timing and Lift Electronic Control with Variable Cylinder Management) i-vtec i (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control for Injection) AVTEC (Advanced VTEC) HYPER VTEC (Hyper Variable Valve Timing and Lift Electronic Control) Nissan N-VCT (Nissan Variable Cam Timing) VVL (Variable Valve Lift and Timing) CVTC (Continuous Variable Valve Timing Control) VVEL (Variable Valve Event and Lift) Yamaha VCT (Variable Cam Timing) BMW Valvetronic VANOS (Variable Nockenwellensteuerung) Double VANOS (DoubleVariable Nockenwellensteuerung) Mitsubishi MIVEC (Mitsubishi Innovative Valve Timing Electronic Control System) Mazda S-VT (Sequential Valve Timing) Volkswagen Group VVT (Variable Valve Timing) Porsche VarioCam VarioCam Plus Suzuki VVT (Variable Valve Timing) Alfa Romeo TwinCam

51 Zdroje Kirsten, K.: The variable valve train in the debate on downsizing and hybrid drives, 32. Internationales Wiener Motorensymposium 2011 materiály firmy Škoda Auto a.s

52 Děkuji za pozornost