¿Qué es la elevación de válvulas?
Primero, repasemos cuestiones relacionadas con la sincronización de válvulas.
Para los motores de 4 tiempos, según lo que mucha gente entiende, al final de la carrera de potencia, cuando el pistón está en el punto muerto inferior, la válvula de escape comienza a abrirse.
El motor entra en la carrera de escape hasta que el pistón alcanza el punto muerto superior, la válvula de escape se cierra, la válvula de admisión se abre y el motor entra en la carrera de admisión.
Cuando el pistón regresa al punto muerto inferior, la válvula de admisión se cierra y el motor entra en la carrera de compresión. Así se entiende la válvula.
¿Es correcta la acción? Bastante. Sin embargo, tal vez contraintuitivamente, dicha eficiencia de sincronización de válvulas no es óptima.
Consideremos primero el momento de apertura de la válvula de escape. ¿Qué debo hacer si la válvula de escape se abre un poco antes de que el pistón llegue al punto muerto inferior?
¿Y qué? Intuitivamente, los gases de escape todavía pueden empujar el pistón para que realice su trabajo en este momento. Si se abre la válvula de escape para comenzar a agotar, la presión en el cilindro disminuirá, la tasa de utilización de energía disminuirá y el rendimiento del motor también disminuirá. ¿Es eso así? No necesariamente.
Sabemos que al descargar, el pistón comprimirá los gases de escape, lo que a su vez realizará un trabajo sobre los gases de escape. Este proceso consume parte del motor.
Energía obtenida. Si el escape se inicia con antelación cuando la presión en el cilindro es relativamente alta, el proceso de escape será más suave y se reducirá la carrera del escape.
El proceso reduce el consumo de energía. En ese caso, ¿cuál sería la mejor oferta? Teniendo en cuenta que el pistón está en un cierto ángulo cerca del punto muerto inferior, la distancia de movimiento vertical interno es en realidad muy corta y el efecto real de abrir la válvula de escape ligeramente por adelantado será mejor.
Veamos el momento de cierre de la válvula de admisión. Si la válvula de admisión se cierra después de que el pistón pasa un cierto ángulo más allá del punto muerto inferior y comienza la carrera de compresión.
¿Cómo es? La sensación intuitiva puede ser que el pistón ha comenzado a subir en este momento y el vapor mixto inflamable que acaba de inhalar ya no se descargará.
¿Parte de ello? ¿Se degradará el rendimiento? La respuesta es: siempre que sea el momento adecuado, puedes aumentar la cantidad de inhalación y mejorar el sexo.
Sí. Dado que el pistón aspira el vapor mezclado combustible hacia el cilindro durante la carrera de admisión, la velocidad del flujo de aire cerca de la válvula de admisión puede llegar a más de 200 por segundo.
m, y hemos dicho antes que el movimiento vertical del pistón cerca del punto muerto inferior es relativamente lento y el volumen en el cilindro no cambia mucho. En este momento
La tendencia del vapor mezclado combustible en el colector de admisión a continuar corriendo hacia el cilindro por inercia todavía existe.
Hablando de esto, los hermanos que están familiarizados con la tecnología VVT pueden estar impacientes: después de hablar tanto, ¡aún no he tocado VVT!
No te preocupes, no hemos hablado del tiempo de cierre de la válvula de escape y del tiempo de apertura de la válvula de admisión :) Esto puede ser lo que todo el mundo ha pensado, escape.
Si la válvula de escape se cierra después de que el pistón haya pasado un cierto ángulo por encima del punto muerto superior, también se formará un flujo de aire de alta velocidad, aunque el pistón ya lo haya hecho.
Cuando comienza a caer, los gases de escape cerca de la válvula de escape seguirán drenando. ¿Pero no está ya abierta la válvula de admisión en este momento? Los gases de escape
no fluirán hacia el colector de admisión. De hecho, es una cuestión de sincronización. La dirección del vórtice de los gases de escape en la cámara de combustión determina los gases de escape a corto plazo.
Ocasionalmente, el aire no fluirá hacia la válvula de admisión opuesta a la válvula de escape, por lo que es completamente posible entrar y salir al mismo tiempo.
Las cosas podrían estar mejor. Porque la mayor parte de los gases de escape se descargan al principio de la carrera de escape y forman un flujo de aire de alta velocidad y alta presión y densidad extremadamente alta en el colector de escape, que se precipita hacia el tubo de escape. Cuanto más alejada esté esta parte del escape del cilindro, mayor será el volumen que debe llenarse con el escape no agotado en el cilindro y menor será la presión media correspondiente. ¿Qué tan bajo? Tan bajo que el pistón aún no ha alcanzado el punto muerto superior.
Antes de las 8:00, la presión en el cilindro puede haber sido menor que la presión del vapor mezclado combustible en el colector de admisión. De esta forma, la válvula de admisión también debería abrirse antes.
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Nota: Lo anterior es sobre colector de admisión y escape Los comentarios sobre el flujo de aire del colector de aire son todos incompletos. En términos más estrictos, se deben tener en cuenta las fluctuaciones de la densidad del gas
. Este tipo de fluctuación se puede utilizar para explicar el fenómeno anterior de manera más científica. La influencia del flujo de aire en la admisión y el escape del cilindro está relacionada con la longitud de onda y la longitud del colector de admisión y del colector de escape. Por eso existen tecnologías como los colectores de admisión variables y los colectores de escape variables.
¡Cirugía! Sin embargo, no vamos a discutir principalmente estas técnicas aquí, así que permítanme simplificar un poco.
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Como se mencionó anteriormente, la válvula de admisión y la válvula de escape Las válvulas se abren al mismo tiempo, es decir, la válvula de admisión y la válvula de escape se superponen. Superposición y relatividad continua
La historia del tiempo se puede medir aquí en términos del ángulo del movimiento del pistón, de modo que la velocidad se puede dejar de lado como una propiedad intrínseca del sistema.
Quédate. El ángulo de superposición suele ser pequeño pero tiene un gran impacto en el rendimiento del motor. ¿Qué tan grande es este ángulo?
Sabemos que cuanto mayor es la velocidad del motor, más corto es el tiempo absoluto que queda para la admisión y el escape de cada cilindro en un ciclo, pero antes de eso
La admisión antes mencionada Cuanto más rápido el aire fluye en el colector de aire o en el colector de escape. Piénselo. En este momento, el motor necesita inhalar y expulsar aire durante el mayor tiempo posible.
Es hora de aprovecharlo, y además hay condiciones preferenciales disponibles, así que ¿por qué dudas? Siempre que el ángulo de superposición sea mayor, ¿verdad? Eso sí,
no puede ser demasiado grande. Como dije antes, aquí hay una cuestión de tiempo. Definitivamente no es bueno tener demasiada superposición de ángulos, o simplemente permitir que la válvula de admisión y la válvula de escape se abran y cierren al mismo tiempo :) Obviamente, esta sincronización está relacionada con la velocidad de rotación. Cuanto mayor sea la velocidad de rotación, mayor será el ángulo de superposición requerido.
En otras palabras, si el diseño del tren de válvulas se optimiza para condiciones de alta velocidad, el motor alcanzará fácilmente una velocidad máxima más alta.
Es fácil obtener una mayor potencia pico. Sin embargo, en condiciones de baja velocidad, el ángulo de superposición de dicho sistema es definitivamente demasiado grande y fluirán demasiados gases de escape hacia el colector de admisión, lo que reducirá el volumen de aire de admisión y el flujo de aire turbulento en el cilindro, lo que dificultará que la ECU para controlar la relación aire-combustible.
El control es preciso, pero el resultado final es un ralentí inestable y un par bajo a baja velocidad. Por el contrario, si el tren de válvulas se utiliza sólo para trabajadores de baja velocidad
Cuando se optimizan las condiciones, la potencia máxima del motor se reducirá. Por tanto, el motor tradicional es un compromiso y no se puede dividir en dos.
Sin embargo, las mejores condiciones se consiguen en diferentes condiciones de trabajo.
En este punto, finalmente nos acercamos al tema de VVT. Pero tenga paciencia. Después de hablar mucho tiempo, presté atención a la potencia del motor. Veamos el efecto del ángulo de superposición en la economía del motor y las emisiones.
Como todos sabemos, la curva característica de velocidad y consumo de combustible del motor tiene forma de silla de montar y la velocidad es demasiado alta y excede un cierto rango.
La combustión del vapor mixto será cada vez más incompleta y la economía y las características de emisión del motor empeorarán, especialmente en los países desarrollados de hoy.
A medida que las regulaciones ambientales se vuelven cada vez más estrictas, este problema se vuelve más grave. Por ello, muchos fabricantes utilizan una sofisticada recirculación de gases de escape (EGR).
Dispositivo que mejora la economía a altas revoluciones y las emisiones del motor.
Como su nombre indica, la función del dispositivo EGR es inhalar parte de los gases de escape para que las sustancias combustibles no quemadas tengan la oportunidad de seguir ardiendo y descomponer algunos productos intermedios nocivos. No es difícil imaginar que si esto
el ángulo de superposición de la válvula de admisión y la válvula de escape se ajusta ligeramente más alto, superando ligeramente el ángulo más adecuado para el rendimiento de potencia.
Sí, algunos gases de escape se mezclarán con vapor mixto combustible fresco, lo que aumentará la relación aire-combustible del motor, haciendo que la combustión sea más completa y el escape más completo.
Mantenlo limpio. Como habrás notado, esto es solo tecnología EGR, ¡sin equipo adicional! Desafortunadamente, sin embargo, este sesgo
El gran ángulo de superposición también dificulta que el motor proporcione un rendimiento satisfactorio a baja velocidad.
Bueno, no hace falta que lo diga ahora. Todo el mundo sabe por qué le damos tanta importancia a la tecnología VVT. La tecnología VVT de diferentes fabricantes varía mucho.
A diferencia de otros, * * * consiste en ajustar la sincronización de válvulas para que la válvula de admisión y la válvula de escape del motor puedan tener diferentes velocidades.
Los ángulos de superposición son diferentes, mejorando así los problemas mencionados anteriormente.
Hay muchas formas diferentes de cambiar la sincronización de válvulas, pero las más importantes son dos. Una es cambiar la fase del árbol de levas.
La otra es cambiar directamente la forma de la superficie de la leva. Si lo piensas bien, ¿cómo se puede cambiar fácilmente la forma de la superficie de una leva? Lugar
El primer tipo de VVT es más fácil de implementar.
Volviendo a Valvetronic, aún conserva el sistema dual de ajuste de sincronización de válvulas VANOS con fases variables de árbol de levas de admisión y escape.
Sistema, entonces, ¿cómo logra un ajuste continuo de la elevación de la válvula? BMW añadió para ello un eje excéntrico adicional.
El árbol de levas impulsa el balancín de válvula tradicional a través de un sistema de balancín adicional, y el balancín adicional está en contacto con el balancín de válvula.
Este ángulo depende de la fase del eje excéntrico adicional. La fase del eje excéntrico adicional se puede ajustar mediante el dispositivo de ajuste bajo el control de la ECU, de modo que para el mismo movimiento de la leva, se pueda satisfacer la fuerza de reacción transmitida al balancín de la válvula.
La elevación de la válvula cambiará en consecuencia. Según datos de BMW, cuando el sistema Valvetronic abre la válvula, la carrera debe tener poco impacto y solo ajusta la elevación de la válvula. Sin embargo, cuando la apertura de la válvula es pequeña, la eficiencia de entrada y salida de gas es muy alta.
●Si la apertura de la válvula excede un cierto grado de ángulo de continuidad, se denomina historial de tiempo efectivo de intercambio de gas, que generalmente aumenta con el aumento de la elevación de la válvula. Para limitar la complejidad del motor, la aplicación práctica actual del sistema electrónico de válvulas sólo ajusta la válvula de admisión en términos de elevación de válvula. Aunque en teoría un sistema similar también puede actuar sobre la válvula de escape, en este caso todo el mecanismo de la válvula es demasiado complicado. A juzgar por el desarrollo actual de Valvetronic, debido a las piezas involucradas en el movimiento de la válvula,
Si todavía hay demasiadas, la pérdida de energía mecánica será grande a altas velocidades, lo que no favorece el aumento del máximo. velocidad del motor. Por lo tanto, en términos de aumento de energía, el rendimiento de Valvetronic no es tan bueno como el de algunos sistemas de ajuste de elevación de válvulas más simples, como VTEC. Sus ventajas son las siguientes.
La capacidad integral radica en la mejora de la economía del motor.
Si VVTL-i, i-VTEC y VarioCam Plus combinan el primer y segundo tipo de VVT, Valvetronic está en el camino
La elevación variable de válvulas parece ser una tercera vía única. ¿Hay otros vvts? Sí.
Los ingenieros de BMW enfatizaron el ajuste de la elevación de las válvulas, mientras que los ingenieros de Rover eligieron el tiempo de apertura de las válvulas como ajuste.
Objetivo. En Rover VVC, debido a que la leva puede ser impulsada por una rueda excéntrica especialmente diseñada, su rotación es desigual, por lo que al ajustar la sincronización de la válvula, el tiempo de apertura de la válvula también cambia, aunque la elevación permanece sin cambios. El sistema VVC es equivalente
Es complicado. No he visto el diagrama de estructura específico y no conozco su principio específico. Lo único que sé es que normalmente sólo se utiliza para ajustar la válvula de admisión.
Y la sincronización de la válvula de admisión y el tiempo de apertura se pueden cambiar continuamente. ¡Británicos locos!
Al final de este artículo nunca se mencionó la tecnología VVT de los motores Mercedes-Benz. Mucha gente lo hace.
¿Te sientes raro? De hecho, aunque Mercedes-Benz ha inventado innumerables tecnologías electrónicas, siempre están surgiendo varias configuraciones nuevas.
D-C siempre ha sido conservador en cuanto a motores. Está por detrás del VVT y de la mayoría de los modelos hasta ahora.
El motor es realmente mediocre. Sigue teniendo una estructura SOHC de tres válvulas por cilindro que no ha cambiado en muchos años y no utiliza tecnología VVT. Lugar
Por eso, los coches Mercedes-Benz del mismo nivel suelen tener baja potencia, potencia media y alto consumo de combustible. Sin embargo, las cosas no son absolutas.
Recientemente también me he dado cuenta de que D-C también está publicando en secreto noticias interesantes sobre el nuevo CLK y otros modelos. No sólo seguir la corriente principal, sino reemplazarla.
La estructura DOHC de cuatro válvulas, la inyección directa de gasolina, las bujías dobles y el VVT saltaron a la vez. Nunca subestimes a Washington DC
Reservas técnicas, su VVT está al mismo nivel que Valvetronic: el movimiento de los dos árboles de levas se combina con un sistema de tres balancines.
En teoría, la sincronización, el tiempo de apertura y el ajuste de elevación de la válvula de admisión y la válvula de escape se pueden proporcionar al mismo tiempo. ¿suena bien? Aún así
¡Sí! En otro sistema VVT desarrollado por D-C, el árbol de levas del motor está completamente abandonado y cada válvula, o cada pocas válvulas, son accionadas directamente por un sistema electromagnético especial. También es cierto que la ECU las necesita para moverse.
¡Este es el estado más alto alcanzado por la tecnología VVT! ¡Creo que todos los principales fabricantes tienen esfuerzos similares!