سیستم vvt چیست؟

سیستم VVT یا Variable Valve Timing یک فناوری در موتورهای خودرو است که زمان باز و بسته شدن سوپاپ‌ها را تغییر می‌دهد، به‌طوری‌که با توجه به شرایط مختلف رانندگی، عملکرد بهینه‌تر و کارایی بالاتری از موتور به‌دست آید.

این سیستم از طریق تنظیم زمان بسته شدن و باز شدن سوپاپ‌ها، میزان مصرف سوخت را کاهش می‌دهد و قدرت موتور را افزایش می‌دهد.

در دنیای خودروسازی، فناوری‌های نوینی مانند سیستم VVT یا Variable Valve Timing (تنظیم زمان سوپاپ‌ها) به منظور بهبود عملکرد و کارایی موتورها به‌کار می‌رود. در این مقاله، به بررسی اصول عملکرد، مزایا و کاربردهای سیستم VVT خواهیم پرداخت.

سیستم VVT چیست و چه کاربردی دارد؟

امروزه تقاضا برای خرید موتورهای احتراق داخلی در حال افزایش است. از یک سو، مشتریان قدرت و گشتاور بیشتری می خواهند، در حالی که از سوی دیگر، نمی توان مصرف سوخت و قوانین سختگیرانه آلایندگی هوا را نادیده گرفت.

زمان بندی باز و بسته شدن سوپاپ ها بر اساس شرایط وابسته به بار و سرعت موتور میل بادامک هوا و دود تنظیم می شود. بنابراین، سیستم های تنظیم به طور مداوم در حال بروزرسانی و بهبودی در طراحی های فنی هستند.

در این مقاله، می خواهیم طراحی و عملکرد تنظیم کننده های جدید میل بادامک با واریاتورهای فلوت دار را به شما معرفی کنیم. در خودروهای ایرانی در حال حاضر موتور EF7 و TU5+ به این سیستم مجهر شده اند.

اصول عملکرد سیستم VVT

به صورت خلاصه، سیستم VVT این امکان را فراهم می‌کند که زمان باز و بسته شدن سوپاپ‌ها به‌طور دقیق تنظیم شود. این تنظیمات باعث بهبود جریان سوخت و هوا در سیلندر می‌شود، که به نوبه خود باعث افزایش کارایی و توان موتور می‌شود.

ایسیو موتور زمان بندی متغیر سوپاپ ها را کنترل می کند. برای تنظیم میل سوپاپ به اطلاعاتی در مورد دور موتور، بار و دمای موتور و موقعیت میل لنگ و میل بادامک نیاز است.

برای تنظیم میل بادامک، واحد کنترل موتور شیرهای برقی N205 و N318 را فعال می کند. آنها به نوبه خود مجراهای روغن را در محفظه کنترل باز می کنند.

روغن موتور از طریق محفظه کنترل و میل بادامک به واریاتورهای فلوت دار جریان می یابد. واریاتورهای فلوت دار میل بادامک را مطابق با مشخصات واحد کنترل موتور می چرخانند و تنظیم می کنند.

تنظیم میل بادامک هوا توسط ایسیو موتور در تمامی محدوده های سرعت موتور تنظیم می شود. حداکثر تنظیم ۵۲ درجه است. این زاویه تنظیم بستگی به نقشه تنظیم از قبل ذخیره شده در ایسیو موتور دارد.

میل بادامک هوا در موقعیت “باز شدن سوپاپ قبل از نقطه مرگ بالا” برای گردش مجدد گازهای حاصل از احتراق و برای افزایش گشتاور تنظیم شده است. برای تغییر موقعیت، ایسیو موتور، شیر تنظیم زمان بندی میل بادامک هوا (N205) را فعال می کند.

هنگام فعال شدن، سوپاپ پیستون کنترل را حرکت می دهد. در محفظه کنترل، فشار روغن برای پیشروی زمان بندی با توجه به مقدار تنظیم باز می شود. در نتیجه، روغن موتور تحت فشار از طریق محفظه کنترل به سمت کانال روغن در میل بادامک به پیش می رود.

سپس روغن از طریق نفوذ در سطح میل بادامک به داخل محفظه پیشروی واریاتور فلوت جریان می یابد. در آنجا به فلوت های روتور داخلی فشار می آورد. روتور داخلی نسبت به روتور بیرونی (و میل لنگ) می چرخد و میل بادامک را با آن می چرخاند. در نتیجه، میل بادامک بیشتر در جهت چرخش میل لنگ می چرخد و سوپاپ های ورودی را زودتر باز می کند.

هنگامی که موتور در حالت دور آرام است یا زمانی که نیروی زیادی از موتور نیاز است، میل بادامک هوا به گونه ای می چرخد که سوپاپ های هوا دیرتر یعنی بعد از نقطه مرگ بالا باز شوند. برای به عقب انداختن میل بادامک هوا، ایسیو موتور، شیر برقی تنظیم زمان بندی میل بادامک هوا (N205) را فعال می کند.

شیر برقی با حرکت دادن پیستون کنترل، مجرای روغن را برای به تأخیر انداختن سوپاپ باز می کند. روغن از طریق محفظه کنترل به کانال حلقه میل بادامک جریان می یابد. روغن از طریق نفوذ در میل بادامک به سوراخ تنظیم کننده میل بادامک جریان می یابد.

فشار روغن، روتور داخلی و میل بادامک را در جهت چرخش میل بادامک فشار می دهد و سوپاپ ها دیرتر باز می شوند. همزمان با باز شدن مجرای روغن برای به تأخیر انداختن، پیستون کنترل با بازکردن مجرای برگشت روغن برای پیشروی زمان بندی، فشار را در آن کاهش می دهد. چرخش به هدف به تأخیر انداختن، روغن را از محفظه روغن خارج می کند که از طریق مجرای روغن خارج می شود.

تنظیم، تغییر مداوم میل بادامک هوا را بین آوانس و ریتارد امکان‌پذیر می‌سازد، به طوری که کل تغییرات حداکثر زاویه میل لنگ ۵۲ درجه است. بر اساس سیگنال سنسور میل بادامک، ایسیو موتور موقعیت لحظه ای میل بادامک هوا را تشخیص می دهد. سپس میل بادامک را می توان بر اساس نقشه ذخیره شده در ایسیو موتور تنظیم کرد.

هنگامی که شیر برقی توسط ایسیو موتور فعال می شود، دریچه تنظیم زمان بندی میل بادامک هوا (N205) پیستون کنترل را در جهت آوانس فشار می دهد. فشار روغن از طریق محفظه کنترل به مجرای زمان بندی متغیر سوپاپ می رود. تنظیم کننده میل بادامک عمل کرده و میل بادامک را در موقعیت “آوانس” فشار می دهد.

فشار دادن پیستون کنترل در جهت “آوانس” به طور خودکار بازگشت روغن از کانال روغن را برای تأخیر در زمان بندی باز می کند. هنگامی که زاویه تنظیم مورد نظر به دست آمد، پیستون کنترل با حرکت دریچه تنظیم زمان بندی میل بادامک ورودی (N205) به موقعیتی منتقل می شود که در آن فشار در هر دو محفظه تنظیم کننده حفظ می شود. اگر زمان‌بندی بعداً ریتارد شود، فرآیند در جهت مخالف اجرا می‌شود.

سیستم VVT چگونه عملیات آوانس و ریتارد را انجام می دهد؟

تنظیم میل بادامک دود همانطور که قبلاً نیز اشاره شد، میل بادامک هوا توسط ایسیو تنظیم می شود.

در مقابل، ایسیو موتور میل بادامک دود را فقط در موقعیت اصلی یا حالت سلو تنظیم می کند. حداکثر زاویه تنظیم میل بادامک دود نسبت به زاویه میل لنگ ۲۲ درجه است. واریاتور فلوت دار برای میل بادامک دود از نظر طراحی با واریاتور فلوت دار برای میل بادامک هوا یکسان است.

فقط روتور داخلی عریض تر است زیرا تنظیم زاویه میل لنگ فقط ۲۲ درجه است در حالی که تنظیم در میل بادامک هوا ۵۲ درجه بود.

میل بادامک دود در موقعیت اولیه خود در هنگام استارت موتور و در دور موتور بالاتر از دور آرام قرار دارد. سپس سوپاپ های دود کمی قبل از TDC بسته می شوند. ولی میل بادامک دود در حالت های عملکرد قدرت، گشتاور و گردش گاز خروجی در این موقعیت قرار می گیرد.

دریچه تنظیم زمان بندی میل بادامک دود (N318) در این محدوده ها فعال نمی شود. زمان بندی متغیر سوپاپ دود طوری تنظیم می شود که سوپاپ ها کمی قبل از TDC بسته شوند. سوپاپ تنظیم زمان بندی میل بادامک دود (N318) توسط واحد کنترل موتور فعال نمی شود.

در این موقعیت، مجرای روغن برای ایجاد تأخیر زمانی باز است. از طریق مجراهای روغن، فشار روغن به کانال حلقه میل بادامک دود می رسد. از آنجا، از طریق سوراخ های جلویی در میل بادامک به محفظه روغن تنظیم کننده میل بادامک می رسد.و از آنجا به فلوت های روتور داخلی فشار می آورد.

فلوت ها می چرخند تا متوقف شوند و میل بادامک را همراه با آن می چرخانند. میل بادامک تا زمانی که شیر برقی فعال نشده باشد در این موقعیت باقی می ماند.

دور آرام

میل بادامک دود از دور آرام تا دور موتور تا حدود ۱۲۰۰ دور در دقیقه در موقعیت “آوانس” تنظیم می شود. نحوه عملکرد وضعیت دور آرام سوپاپ تنظیم زمان بندی میل بادامک دود (N318) توسط واحد کنترل موتور فعال می شود. این کار پیستون کنترل را فشار می دهد و مجرای روغن دیگری در محفظه کنترل باز می شود. روغن موتور اکنون به کانال حلقه دیگر در میل بادامک و از طریق میل بادامک سوراخ شده به تنظیم کننده میل بادامک جریان می یابد.

در آنجا به فلوت های روتور داخلی فشار می آورد. فلوت ها در جهت چرخش موتور فشرده می شوند و میل بادامک را با خود می برند تا سوپاپ های دود زودتر باز و بسته شوند. روغن از محفظه جلوی فلوت ها از طریق سوراخ در تنظیم کننده میل بادامک، سوراخ جیبی پیچ و مهره و کانال حلقه میل بادامک به سمت شیر برقی می رود. در شیر برقی از طریق برگشت روغن در پوشش جعبه کنترل جریان می یابد.

مزایای سیستم VVT

• افزایش کارایی موتور: با تنظیم بهینه زمان باز و بسته شدن سوپاپ‌ها، کارایی موتور بهبود می‌یابد.
• کاهش مصرف سوخت: استفاده از سیستم VVT منجر به بهره‌وری بالاتر در مصرف سوخت می‌شود.
• کاهش آلودگی محیط‌زیست: با بهبود احتراق و کاهش مصرف سوخت، آلاینده‌های منتشر شده از موتور کاهش می‌یابد.

کاربردهای سیستم VVT

• موتورهای خودروهای مسابقه: در مسابقات خودروسواری، افزایش توان و کارایی موتور امری بسیار حیاتی است که با استفاده از سیستم VVT به‌دست می‌آید.
• خودروهای شهری: در خودروهای شهری که نیاز به بهره‌وری مصرف سوخت و کارایی موتور بالا است، سیستم VVT بسیار مفید است.

منظور از دور آرام خودرو چیست؟

وظیفه سیستم VVT یا زمان بندی متغیر سوپاپ ها، تنظیم بهترین زمان باز و بسته شدن سوپاپ برای حالتهای مختلف کارکرد موتور از جمله حالت دورآرام (سلو) تا تمام بار برای بدست آوردن حداکثر قدرت و گشتاور می باشد.

در حالت دور آرام، میل بادامک ها طوری تنظیم می شوند که میل بادامک ورودی هوا دیر باز می شود و همچنین دیرتر بسته می شود.

میل بادامک دود طوری تنظیم شده است که قبل از TDC (نقطه مرگ بالا) به خوبی بسته شود. با توجه به حداقل باقیمانده گاز حاصل از احتراق، این امر منجر به کارکرد بسیار صاف موتور در دورآرام می شود.

قدرت موتور در دورموتورهای بالا

برای رسیدن به حداکثر قدرت در دورهای موتور بالا، سوپاپ های دود دیر باز می شوند. به این ترتیب، گازهای سوخته می توانند مدت زمان بیشتری منبسط شوند.

سوپاپ های هوا بعد از TDC باز می شوند و بعد از BDC (نقطه مرگ پایین) به خوبی بسته می شوند. به این ترتیب از این حالت شارژ دینامیکی هوای ورودی برای افزایش توان استفاده می شود.

رسیدن به حداکثر گشتاور

برای دستیابی به حداکثر گشتاور، درجه بالایی از راندمان حجمی باید به دست آید. این مستلزم آن است که سوپاپ های ورودی زودتر باز شوند.

از آنجایی که زود باز می شوند، زودتر نیز بسته می شوند لذا گازهای حاصل از احتراق فشرده نمی شوند. میل بادامک دود درست قبل از TDC (نقطه مرگ بالا) سوپاپ را می بندد.

گردش مجدد گازهای اگزوز

گردش و یا هدایت مجدد گازهای حاصل از احتراق را می توان با تنظیم میل بادامک ورودی و خروجی به دست آورد. در این فرآیند، گاز خروجی از درگاه اگزوز به منیفولد هوای ورودی دوباره جریان می یابد در حالی که سوپاپ ها روی هم قرار می گیرند (سوپاپ های ورودی و خروجی هر دو باز هستند).

مقدار همپوشانی مقدار گاز خروجی بازگردانده شده را تعیین می کند. میل بادامک ورودی طوری تنظیم شده است که قبل از TDC به خوبی باز می شود و میل بادامک دود تا قبل از TDC بسته نمی شود.

پیشنهاد مطالعه: راه های کنترل و کاهش آلودگی اگزوز

در نتیجه، هر دو سوپاپ باز هستند و گاز خروجی دوباره به گردش در می‌آید. مزیت چرخش مجدد گازهای خروجی به ورودی، نسبت به گردش مجدد گازهای حاصل از احتراق به خروجی، واکنش سریع سیستم و توزیع بسیار یکنواخت گازهای خروجی اگزوز است.

فشار روغن سیستم VVT چقدر است؟

سیستم vvt در فشار روغن ۰.۷ بار و حتی بالاتر کار می کند. مسیر روغن تحت فشار، که توسط پمپ روغن فشرده می شود، از طریق بلوک سیلندر به سر سیلندر و از آنجا از طریق یک صافی روغن به محفظه کنترل تنظیم کننده میل بادامک جریان می یابد.

از طریق مجراهای موجود در محفظه کنترل، به کانال حلقه در میل بادامک می رسد و از آنجا از طریق سوراخ های جلویی در میل بادامک به تنظیم کننده میل بادامک می رسد. روغن از محفظه کنترل به سمت شیر برقی جریان می یابد. از شیر برقی، از طریق پوشش زنجیر تایمینگ یا زمان‌بندی به سمت شیر برقی جریان می‌یابد.

انواع دیگر سیستم VVT

به طور خلاصه، VVL، VVEL و VVTL اختصارهایی هستند که به تکنولوژی‌هایی اشاره دارند که ارتفاع باز شدن سوپاپ‌های موتور را برای بهبود عملکرد تغییر می‌دهند.

VVL مخفف “Variable Valve Lift” (لیفت سوپاپ متغیر)، VVEL مخفف “Variable Valve Event and Lift” (رویداد و لیفت سوپاپ متغیر) و VVTL مخفف “Variable Valve Timing and Lift” (زمانبندی و لیفت سوپاپ متغیر) است۱. به‌طور خاص، VVTL یک سیستم پشتیبان پیشرفته است که کنترل دقیق لیفت سوپاپ را امکان‌پذیر می‌کند. در موتورهای مدرن، سیستم VVL اغلب با سیستم‌های زمانبندی متغیر سوپاپ (VVT) ترکیب می‌شود تا بهبود عملکرد را به میزان بیشتری دست‌یابی کند.

سیستم VVT در خودروسازی های مختلف

علاوه بر این، تولیدکنندگان مختلف از اختصارهای اختصاصی برای سیستم vvt یا سیستم‌های زمانبندی متغیر سوپاپ خود استفاده می‌کنند، از جمله:

• CVVT: Continuous Variable Valve Timing (Renault رنو)
• CVVT: Continuous Variable Valve Timing (Volvo ولوو)
• VCT: Variable Cam Timing (Ford فورد)
• VVT: Variable Valve Timing (Suzuki سوزوکی)
• VVT: Variable Valve Timing (Volkswagen فولکس واگن)
• DCVCP: Dual Continuous Variable Cam Phasing (GM جنرال موتورز)
• VVTi: Variable Valve Timing (intelligent) (Toyota تویوتا)
• VTVT: Variable Timing and Valve Train (Hyundai هیوندای)
• N-VCT: Nissan-Variable Cam Timing (Nissan نیسان)
• S-VT: Sequential Valve Timing (Mazda مزدا)
• MIVEC: Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control (Mitsubishi میتسوبیشی)
• i-VTEC: Intelligent – Variable Valve Timing and Lift Electronic Control (Honda, Acura هوندا- آکورا)
• Camtronic: — (Mercedes Benz مرسدس بنز)
• VANOS: Variable Nockenwellensteuerung (BMW بی ام دابلیو)
• Valvelift: — (Audi آئودی)
• VarioCam: — (Porsche)

مشاهده آموزش های رایگان بیشتر در صفحه اینستاگرام SKPPART.