¿Por qué el motor necesita entrada de aire?
Sistema de tratamiento de gases
Cuando el motor está en funcionamiento, el conductor controla la apertura del acelerador a través del pedal del acelerador, cambiando así la cantidad de aire entrante y controlando el funcionamiento del motor. . Después de que el aire que ingresa al motor filtra el polvo y otras impurezas a través del filtro de aire, fluye a través del medidor de flujo de aire, ingresa a la cámara de potencia a lo largo del canal del acelerador y se distribuye a cada cilindro a través del colector de admisión cuando el motor está en ralentí; , algo de aire pasa por alto la válvula del acelerador y ingresa al cilindro a través de una válvula de aire adicional o una válvula de control de ralentí.
La tecnología de sincronización variable de válvulas se puede dividir en dos categorías: sincronización variable de válvulas y carrera de válvula variable.
Primero, hablemos del tren de válvulas de un motor normal. Todo el mundo sabe que las válvulas son accionadas por el cigüeñal del motor a través del árbol de levas y la sincronización de las válvulas depende del ángulo de rotación del árbol de levas. Cuando el motor está en marcha, debemos dejar que entre más aire fresco a la cámara de combustión y permitir que los gases de escape salgan de la cámara de combustión tanto como sea posible. La mejor solución es abrir la válvula de admisión antes y cerrar la válvula de escape más tarde. De esta manera, entre la carrera de admisión y la carrera de escape, la válvula de admisión y la válvula de escape se abrirán al mismo tiempo. Esta superposición de la válvula de admisión y la válvula de escape se denomina ángulo de superposición de la válvula. En los motores normales, los tiempos de apertura y cierre de las válvulas de admisión y de escape son fijos, y el ángulo de superposición de las válvulas también es fijo. Es la sincronización óptima de las válvulas obtenida según experimentos y no se puede cambiar durante el funcionamiento del motor. Sin embargo, la velocidad del motor tiene un impacto en el flujo de admisión y escape y en los procesos de combustión en el cilindro. Cuando la velocidad de rotación es alta, el caudal de aire de admisión es alto y la energía inercial es grande, por lo que se espera que la válvula de admisión se abra antes y se cierre más tarde para permitir que se llene suavemente el cilindro con gas fresco y tanto como sea posible. mezcla o aire como sea posible. Por el contrario, cuando la velocidad del motor es baja, el flujo de aire de admisión es bajo y la energía de inercia del flujo también es pequeña. Si la válvula de admisión se abre demasiado pronto, debido a que el pistón está descargando hacia arriba en este momento, es fácil exprimir aire fresco fuera del cilindro, lo que resulta en una menor entrada de aire y un funcionamiento inestable del motor. Por lo tanto, no existe un ajuste fijo del ángulo de superposición de válvulas que pueda hacer que la potencia del motor sea perfecta a velocidades altas y bajas. Sin la tecnología de sincronización variable de válvulas, el motor solo puede elegir el ángulo de superposición de válvulas fijo óptimo en función de las necesidades del vehículo al que se adapta. Por ejemplo, los motores de carreras generalmente utilizan un pequeño ángulo de superposición de válvulas para facilitar la producción de potencia a altas velocidades. Los vehículos civiles comunes utilizan un ángulo moderado del conjunto de válvulas para tener en cuenta la producción de potencia a alta y baja velocidad, pero se perderá mucha potencia a velocidades bajas y altas. La tecnología de sincronización variable de válvulas resuelve esta contradicción al lograr un ángulo de superposición de válvulas variable a través de medios técnicos.
Por ejemplo, a principios de la década de 1990, la compañía japonesa Honda introdujo un mecanismo de control de elevación de sincronización variable de válvulas, que no solo puede cambiar la sincronización de válvulas, sino también el patrón de movimiento de las válvulas. Es el primer sistema de control de válvulas del mundo que puede controlar simultáneamente el tiempo de apertura y cierre de la válvula y la elevación. Se trata del conocido mecanismo VTEC: En circunstancias normales, el juego de válvulas de cada cilindro del motor sólo es accionado por un juego de levas, mientras que el motor con sistema VTEC tiene dos juegos diferentes de levas de accionamiento de válvulas para velocidad media, baja y Alta velocidad, que se puede controlar a través del control automático del sistema de control electrónico. El sistema VTEC garantiza diferentes requisitos de sincronización de válvulas y admisión de aire a bajas y altas velocidades, permitiendo que el motor alcance un estado unificado y excelente de potencia, economía y bajas emisiones a cualquier velocidad. Cabe señalar que el motor utiliza tecnología de sincronización variable de válvulas, que logra los beneficios anteriores sin ningún efecto negativo. En otras palabras, no impone mayores requisitos a la intensidad de trabajo del motor.
El diseño VTEC parece utilizar dos árboles de levas diferentes, uno para baja velocidad y otro para alta velocidad, pero la diferencia en el motor VTEC es que estos dos diseños de árbol de levas diferentes están en una leva en el eje.
En el árbol de levas de admisión del motor Honda, además del par de levas originales (leva principal y leva auxiliar) y un par de balancines (balancín principal y balancín auxiliar) que controlan dos válvulas , También se agregan una leva central más alta y el balancín correspondiente (balancín medio), y en los tres balancines se instalan pequeños pistones controlados por presión hidráulica.
Cuando el motor está a bajo régimen, el pistón pequeño está en su posición original y los tres balancines están separados. La leva principal y la leva auxiliar empujan el balancín principal y el balancín auxiliar respectivamente para controlar la apertura y el cierre de las dos válvulas de admisión. La elevación de la válvula es pequeña, como en un motor normal.
Aunque la leva del medio también empuja el balancín del medio, debido a que el balancín está separado, los otros dos balancines no están controlados por él, por lo que no afectará el estado de apertura y cierre de la válvula.
Cuando el motor alcanza una cierta velocidad alta establecida, la computadora le indicará a la válvula solenoide que inicie el sistema hidráulico para empujar el pistón pequeño en el balancín, de modo que los tres balancines queden bloqueados juntos y accionados por la leva intermedia C. Dado que la leva del medio es más alta que las otras levas. El tiempo de apertura de la válvula de admisión se extiende y la elevación también aumenta. Cuando la velocidad del motor disminuye a una determinada velocidad baja, la presión hidráulica en el balancín también disminuye, el pistón vuelve a su posición original bajo la acción del resorte de retorno y los tres balancines se separan.
Todo el sistema VTEC está controlado por la unidad de control electrónico (ECU) del motor. La ECU recibe y procesa los parámetros del sensor del motor (incluida la velocidad, la presión de admisión, la velocidad del vehículo, la temperatura del agua, etc.), emite las señales de control correspondientes y ajusta el sistema hidráulico del pistón basculante a través de la válvula solenoide, para que el motor funcione. a diferentes velocidades en diferentes condiciones de velocidad, afectando así la apertura y sincronización de la válvula de admisión.