Teorik 4 zamanlı motor çalışma döngüsü, emme stroku, sıkıştırma stroku, güç stroku ve egzoz strokundan oluşmaktadır. Basit olması için tüm otomotiv motorları için aynı teorik döngü kullanılır. Ancak her bir silindirin belirli bir anda (farklı hızlarda ve farklı yüklerde bile) mümkün olan en verimli şekilde gazla doldurulup boşaltıldığından emin olmak için, valflerin açık ve kapalı olduğu açı teorik döngüden ayrılmalıdır. VVT veya değişken valf zamanlama sistemi ve VVT solenoidlerinin devreye girdiği yer burasıdır. Bu önemli parçaların işlevini ve geometrisini keşfetmek için okumaya devam edin.
Gecikme ve eylemsizlik
Giriş bölümünde açıklandığı gibi, tüpe giren ve tüpten kaçan gazların sürecini optimize etmek için valf açma ve kapama süreleri teorik döngüden biraz farklı olmalıdır. Bu da hem gecikmeden hem de ataletten etkilenir:
- Gecikme: Valfler anında açılmıyor. Tamamen açık olmaları için 20-30° krank mili dönüşü gerekebilir. Herhangi bir düzeltici eylem olmadığında bu hem emme döngüsünde hem de egzoz döngüsünde gecikmelere neden olur:
- emme döngüsünde piston alçalmaya başlarsa ve yukarıda belirtilen gecikme nedeniyle emme valfi henüz açılmamışsa silindirde bir vakum oluşur. Bu, pistonun aşağı doğru strokunu başlatmasını zorlaştırır ve bu nedenle motor performansını düşürür.
- dolayısıyla, boşaltma döngüsünde piston yukarı doğru hareketine başlarsa ve gecikme nedeniyle valf açık değilse silindirdeki basınç pistonun yükselmesine karşı çıkar ve yine motorun performansını düşürür.
- Eylemsizlik Ayrıca, bir valf açıldığında, gazlar hareket etmeye başlamak için hafifçe "duraksar". Bu aynı zamanda prosesin başlangıcında (silindir doldurma veya boşaltma) kısa bir gecikmeye neden olur.
VVT sistemi olmayan standart valf açıklığı
Aşağıdaki grafik, değişken bir valf zamanlama sistemi (VVT sistemi) olmayan bir aracın sabit geometrisini gösterir ve burada T.D.C., üst ölü noktayı ve B.D.C.'yi alt ölü noktayı ifade eder:
VVT sistemi olmayan standart valf açma şeması
- IVO veya Emme Valfi Açık (mavi) Bir gecikme olmasını önlemek ve böylece emme gazlarının mümkün olan en kısa sürede silindire girmesini sağlamak için, emme valfi T.D.C'den biraz önce açılır.
- IVC veya Giriş Valfi Kapalı (mavi)
Piston B.D.C.'yi geçtikten sonra emme valfi biraz kapanır. Bu şekilde, gazların eylemsizliğinden yararlanılır ve böylece silindirlerin dolum süreci optimize edilir.
- EVO veya Egzoz Valfi Açık (turuncu) Aşağı strok sonunda gazlar pistonu aşağı doğru ittiği için silindir içindeki basınç azalmış olsa da yukarı doğru strok sırasında pistonun herhangi bir karşıtlıkla karşılaşmaması için egzoz supabı B.D.C.'den önce açılır.
- EVC veya Egzoz Valfi Kapalı (turuncu) Yanan tüm gazların çıkartıldığından ve silindirde kalan havanın tamamen taze olduğundan emin olmak için egzoz valfinin kapanması biraz geciktirilir.
Şemada görebileceğiniz gibi, bir örtüşme vardır (yeşil): emme ve egzoz valflerinin aynı anda açık olduğu kısa bir süre.
VVT sistemi veya değişken valf zamanlama sistemi
VVT sisteminin işlevi
Otomotiv motorlarının hızı sabit olmadığından, zamanlama şeması ideal olarak onunla değişmelidir. Başka bir deyişle: valf kapanma ve açılma açıları, motor devrine göre silindir boşaltma ve doldurma işlemlerini en üst düzeye çıkaran değerlere uyarlanmalıdır.
VVT sistemi, eksantrik milinin başında bulunan bir faz kaydırıcı yardımıyla valflerin zamanlamasını etkiler. Bu kısım, solenoid valf tarafından kontrol edilen yağ akışı vasıtasıyla motor kontrol ünitesi tarafından etkinleştirilir.
Bu sistemin temel avantajları şunlardır:
- daha az yakıt tüketimi
- artan tork ve güç
- azaltılmış emisyonlar
Ağırlıklı olarak benzinli motorlarda
VVT sistemi, 80'lerin sonunda ve 90'ların başında Asya ve Avrupa araçlarında tanıtıldı. 2000'li yılların ortalarında bu sistem daha popüler hale geldi ve tüm ana otomobil üreticileri tarafından kullanılmaya başlandı. Günümüzde, bu sistem normalde benzinli motorlara kullanılır (tümünde olmasa da), ancak bazı dizel motorlarda da bulunabilir. Sistem için kullanılan gerçek isim üreticiden üreticiye değişiklik gösterse de ve küçük farklılıklar olmasına rağmen çalışma prensibi pratik olarak aynıdır:
- Honda: VTEC
- Toyota VVT-i
- BMW VANOS
- Ford: Ti-VCT
- Kia-Hyundai: CVVT
- Porsche: VARIO CAM
- VAG: TGV
- …
Solenoid valf ve diğer VVT bileşenleri
Değişken valf zamanlama sisteminin ana bileşenleri şunlardır:
Bir VVT sisteminin ana bileşenleri
- ECU
- Rev sensörleri
- Kam fazlandırıcı
- Kam milleri
- Solenoid valfler
- Yağ hattı
Kam fazlandırıcısına yakından bakma
Kam fazlandırıcı, valflerin açık olduğu açıyı ayarlar. Aşağıdaki parçalardan oluşur:
Bir kam fazlandırıcısının bileşenleri
- İç rotor: Bu parça eksantrik miline bağlıdır.
- Dış muhafaza: Bu parça motor zamanlama dişlisine bağlıdır.
- Galeriler: Bunlar, iç rotor kanatlarının bir tarafında veya diğer tarafında aktif olarak yağ ile doldurulur. Bu, valflerin açılma sürelerini ilerleterek veya geciktirerek iç rotoru dış muhafazaya göre döndürür.
Şimdi, galerilerin bir tarafına veya diğerine bu yağ akışı, solenoid valf tarafından kontrol edilir. Bu yazının devamında göreceğimiz gibi solenoid valf, kontrol ünitesinden aldığı darbe genişlik modülasyonlu sinyale (PWM) göre yağın borulardan galerilere akmasını sağlar.
Solenoid valfe yakından bakış
Solenoid valf , sırasıyla aşağıdaki parçalardan oluşur:
Solenoid valfin bileşenleri
- Yağ besleme hattı
- Yağ geri dönüşü
- Kam miline giden yağ hatları
- Piston
- Solenoid bobini
- Elektrik konnektörü
Solenoid valf: pozisyonlar
VVT sistemi genellikle emme eksantrik mili ile çalışacak şekilde kurulur, ancak bazı araçlarda egzoz eksantrik mili ile ilişkili bir tane de bulabilirsiniz. Örneğin yüksek performanslı motorlar, kamların hareketini değiştirebilen daha karmaşık sistemlerle çalışır. Bu nedenle solenoid valfler birçok farklı konumda bulunabilir.
1. Solenoid "geciktirme" konumunda
Solenoid "geciktirme" konumunda olabilir:
Solenoid 'geciktirme' konumundadır
Motor rölantideyken solenoid valf, dahili pistonunu hareket ettirir. Bu, yağın galerilerin bir tarafını doldurmak için akmasına izin verirken, diğer taraftan kartere geri dönmesine izin verir. Sonuç olarak motor devrinin ilerleyen aşamalarında biraz daha açılırlar.
Giriş valfinin açılmasını geciktirmek, yanmış gazların rölanti hızında emme manifolduna girmesini önler. Ayrıca yakıt tasarrufu sağlar: motor, rölanti devrinin yükseltilmesine gerek kalmadan sorunsuz bir şekilde çalışmaya devam edebilir.
2.Solenoid "ilerleme" konumunda
Solenoid ayrıca "ileri" konumunda da olabilir:
[image6] Solenoid "ileri" konumda
Yüksek motor devirlerinde solenoid ters konuma geçer. Bu, yağ akışını tersine çevirir ve eksantrik milinin maksimum "ileri seviye" konumuna hareket etmesine neden olur.
Motor yüksek devirde çalışırken, silindirin doldurulması çok daha az zaman alır. Bu nedenle, valfin açıklığını ilerletirsek, emme gazının daha piston T.D.C.'ye ulaşmadan silindire girmeye başladığından emin oluruz. Açıklığın ilerlemesi, tabii ki kapanmanın ilerlemesini de sağlar. Ancak bu durumda, motor hızı nedeniyle, silindirin hala yeterince dolmak için zamanı vardır, bu da optimum performansı garanti eder ve daha yüksek hızlarda dolaşan gazların eylemsizliğinden yararlanır.
3.Solenoid 'bekleme' konumunda
Ayrıca, solenoid 'bekleme' konumunda da olabilir:
Solenoid 'beklemede' konumunda
Eksantrik millerinde Hall sensörleri bulunur. Bu sensörler, kontrol ünitesine krank miline göre tam konumlarını söyler. Bu sayede kontrol ünitesi her an gerekli olan solenoid valfin konumunu belirleyebilir. Bunu giriş sinyallerini (motor devri, gaz kelebeği konumu vb.) hafızaya aldığı haritalarla karşılaştırarak hesaplar. İstenen ilerlemeye ulaşıldığında, solenoid bekleme konumuna alınır. Böylece yağ akışını her iki yönde de bloke ederek eksantrik milini eksantrik mili dişlisine göre belirli bir açıda tutar.
Motor ara hızda veya diğer özel durumlarda çalışırken, kontrol ünitesi o sırada optimum motor çalışması için eksantrik milinin "ara ilerleme" konumunu belirleyebilir. Ara konumlar NOx seviyelerini düşürmeye yardımcı olur ve bu nedenle motor üzerinde egzoz gazı devridaim sistemlerine benzer bir etkiye sahiptir (genellikle dizel motorlara takılır, EGR'ler egzoz gazının bir kısmının emme manifolduna geri dönmesine izin verir. Yanma odasına yeniden girdiklerinde, sıcaklığı düşürür ve bu daha az NOx üretilmesine neden olur).
VVT sistem arızaları
Yağ basıncı sorunları
En yaygın hidrolik arıza, yağ basıncının düşük olması veya hiç olmamasıdır. Bu genellikle, uygun şekilde bakımı yapılmayan yağın moloz ve çamur taşımasının sonucudur. Bu kirlilikler solenoid valfin yağ besleme kanalının ön filtresinde biriktiğinde yağ akışını kısıtlar. Bu, sistemin yavaş çalışmasına veya hiç çalışmamasına neden olur. Ayrıca, partiküller filtreden geçebilir, bu da solenoid valfinin herhangi bir konumunda tutukluk yapmasına neden olur.
Yağ doğru viskoziteye sahip değilse veya yağlama sisteminde başka bir arıza varsa, çok düşük basınç sorunu daha da kötüleşebilir.
Yağ basıncı sorunları
Elektrik arızası
Solenoid valfler aynı zamanda elektrik arızaları da yaşayabilir. Bobin arızalanarak valfin çalışmayı durdurmasına neden olabilir. Yine de her zaman olduğu gibi, iyi durumda olan bir parçayı gereksiz yere değiştirmekten kaçınmak için valfe giden kabloları kontrol etmek iyi bir uygulamadır.
Motor kontrol ünitesi, sistemin çalışmasını değerlendirmek için eksantrik mili ve krank mili konum sensörlerini kullanır. Bir anormallik durumunda, bir arıza kodu oluşturur ve motor arıza teşhis lambasını yakar.
[image9] Motor arıza teşhis lambası