Home / Colectia 2015 / DISTRIBUTIA VARIABILA

DISTRIBUTIA VARIABILA

Distributie-variabila-10048-1Inca din secolul XIX au fost folosite astfel de sisteme la motoarele cu aburi, prin anii 1920 solutia a fost adoptata la unele motoare de aviatie, abia la sfarsitul anilor 1960 fiind brevetat primul sistem functional capabil de a modifica inaltimea de deschidere a supapelor in timpul functionarii motorului.

 

 

Circulatia gazelor in motoarele cu 4 timpi este controlata de supape actionate in cvasitotalitatea cazurilor de arborii cu came. Profilul, pozitia si dimensiunea camelor determina inaltimea de ridicare a supapelor si momentul in care incepe deschiderea acestora, asigurand in acest fel functionarea optima a motorului la un anumit regim. Utilizand mecanismele de variere a parametrilor mentionati se obtine un domeniu de functionare optimizata extins contribuind la cresterea performantelor si reducerea consumului si a emisiilor poluante. Motoarele cu mai mult de 2 supape pe cilindru, de exemplu, au elasticitate redusa dar acest dezavantaj poate fi partial compensat prin utilizarea distributiei variabile. La turatii ridicate ale motorului, o intarziere mai mare a inchiderii supapei de admisie asigura o umplere mai buna a cilindrilor, insa aceeasi intarziere determina o functionare defectuoasa la ralanti si in regimuri de turatii scazute, cand o parte din amestecul carburant aspirat este “suflat” inapoi in admisie. in cazul motoarelor destinate competitiilor optimizarea distributiei se face pentru regimurile de turatii ridicate si din aceasta cauza nu pot mentine o turatie de mers in gol normala.

Descriere, tipuri constructive

Variatorul-de-faze-1

Sistemele de distributie variabila sunt capabile sa modifice momentul, durata si inaltimea de deschidere a supapelor (una sau mai multe dintre acestea, in diferite combinatii) in timpul functionarii motorului.
In general, modificarea momentului deschiderii supapei este realizata prin intercalarea unui dispozitiv hidraulic intre pinionul de actionare si arborele cu came, acesta fiind capabil sa modifice pozitia relativa a celor doua repere, in trepte (doua sau chiar trei in cazul VaNOS – BMW) sau continuu. Variatorul foloseste presiunea uleiului din sistemul de ungere al motorului care este dirijata printr-o electrovalva comandata la randul sau de unitatea de control motor (ECU) si poate fi montat fie pe arborele care comanda supapele de admisie fie atat pe acesta cat si pe cel de evacuare. Strategia de functionare ia in calcul in principal turatia si sarcina motorului.
Solutiile tehnice difera de la un constructor la altul, existand variante care utilizeaza came multiple cu profile diferite si “comuta” intre acestea, fiind de mentionat aici VTEC introdus de Honda in 1989 si MIVEC-Mitsubishi, 1992. Profilul diferit al camelor are avantajul de a avea unul destinat functionarii line, cu emisii reduse la regimuri de turatie joasa, si unul agresiv menit sa asigure maximum de putere la turatii ridicate.
O solutie deosebita se intalneste la unele motoare Ferrari care dispun de came cu profiluri tridimensionale si la care arborele cu came se deplaseaza axial, astfel modificandu-se lobul urmarit de culbutor.

Sistemul Valvetronic – BMW a eliminat necesitatea clapetei de acceleratie asigurand modificarea inaltimii de deschidere a supapelor de admisie intre 0 si maxim si permitand, in asociere cu VaNOS dublu, imbunatatirea cu 10% atat a performantelor cat si a consumului de carburant conform datelor furnizate de producator. Functionarea sistemului Valvetronic este bazata pe modificarea cu ajutorul unui motor electric (6) a pozitiei punctului de reazem (5) al parghiei suplimentare (4) intercalata intre cama (1) si culbutor (2).
In figura de mai jos este reprezentat sistemul BMW-Valvetronic cu inaltimea de ridicare a supapelor minima (A) si maxima (B). intre acestea exista practic o infinitate de pozitii intermediare de ridicare a supapelor.

BMW-Valvetronic-1                      MultiAir. Cea mai noua varianta pentru distributia variabila

De-a lungul timpului s-au facut studii pentru eliminarea arborilor cu came si actionarea prin alte metode a supapelor. incercarile de a actiona electromagnetic supapele ar impune trecerea instalatiilor electrice ale autovehiculelor la tensiuni superioare (42 V) din cauza puterilor mari ale electromagnetilor, aparand probleme de incompatibilitate cu o sumedenie de echipamente. in prezent, la motoarele de Formula 1, deschiderea supapelor se face prin arbori cu came (obligatie regulamentara) insa readucerea supapelor in pozitia “inchis” este realizata pneumatic si nu cu arc.

Fiat este primul constructor care a introdus in productia de serie un motor la care actionarea supapelor de admisie este realizata fara utilizarea unui arbore cu came. Acest sistem, denumit Multiair, a fost introdus in anul 2009 pe modelul Alfa-Romeo Mito. Acesta are un arbore cu came (1) pentru actionarea supapelor de evacuare (2), prevazut in plus cu cate o cama (3) care, printr-un mecanism hidraulic, actioneaza fiecare pereche de supape de admisie (5) ale unui cilindru. Deschiderea acestora este controlata electronic, urmarind fidel profilul camei atunci cand electrovalva (8) este inchisa. Fiind posibila obtinerea unor inaltimi de ridicare a supapelor variabile, de la 0 la ridicarea maxima (ca si in cazul Valvetronic), nici motoarele MultiAir nu au clapeta de acceleratie. Este posibila de asemenea realizarea unor momente de deschidere si inchidere ale supapelor diferite intre limitele ridicarii camei.

Sistemul-multiair-1

Functionarea sistemului se bazeaza pe existenta unei came (3) pe arborele de distributie (1) al supapelor de evacuare (4). Prin antrenarea pompei (9), aceasta cama genereaza presiune hidraulica transmisa in sistemul de actionare a supapelor de admisie care poate directiona uleiul sub presiune prin intermediul electrovalvei (8) pentru actionarea supapelor de admisie in sensul deschiderii sau inchiderii. in cazul in care presiunea uleiului nu este utilizata in timpul generarii sale de catre cama, ea va fi stocata de catre acumulatorul hidraulic (10), de unde va putea fi utilizata pentru actionarea supapelor chiar si dupa ce s-a incheiat actiunea camei (3) asupra pompei (9).

(continuarea in nr. 07 / 2015 al revistei AutoTehnica)

About xmeditor

Check Also

MOTORUL PE BENZINA Mazda 2.0L Skyactiv-G

Compania Mazda si-a propus doua obiective majore pentru automobilele produse: sa ofere clintului o experienta …