مخفف VVTI چیست ؟

نوشته شده توسط:

مهندس معصومی

لینک ها:

     مخفف VVTI چیست و VVTI به چه معنا میباشد ؟ 

    معنای VVTI چیست؟ این علامت اختصاری مربوط به چه کلماتی می‌باشد؟

    در موتورهای احتراق داخلی چهار زمانه فرآیند مکش، تراکم، احتراق و تخلیه موجب ایجاد گشتاور در میل لنگ می شود. مهندسین این حوزه با توجه به نوع کاربرد، شرایط، محدودیت ها و استانداردهای موجود، همواره اقدام به طراحی و نوآوری‌های جدید نموده و هدف آنها ارتقاء عملکرد و رسیدن به موتوری است که حداکثر بهره وری (Efficiency)، حداقل مصرف سوخت(Fuel Consumption)  و کمترین آلایندگی (Pollution)  را داشته باشد.

    وقتی از روند افزایش بهره وری صحبت میکنیم، بدین معناست که کاهش مصرف سوخت و به حداقل رساندن میزان آلایندگی به مرور زمان و بطور مستمر انجام شده است. یکی از کارهایی که در این زمینه صورت گرفته است - و صد البته تحولی عظیم در افزایش قدرت و گشتاور موتور به وجود آورده است - استفاده از سیستمی به نام VVT است که موجب افزایش راندمان حجمی در دورهای بالا می شود. این سیستم به نام زمان بندی متغیر سوپاپها و یا Variable Valve Timing معروف است و بعضی شرکت های خودروساز از جمله شرکت رنو این تکنولوژی را به سیستم  Camshaft Dephaserنامگذاری کرده اند.

    بنابراین  VVTI یا مجهز بودن خودرو به  سیستم وی وی تی آی، از زمانبندی متغیر برای باز و بسته شدن سوپاپ حکایت دارد که البته یک سیستم هوشمند است. به طور کلی سوپاپها دارای یک ریتارد و آوانس در زمان باز و بسته شدن هستند، که تحقیقات نشان میدهد میزان اوانی و رستارد در دورهای مختلف موتور کارایی یکسانی ندارند و برای هر دور موتور آوانس و رستارد خاصی لازم است.

     

    سیستمVVTI  یا VVT چگونه کار می‌کند؟

    تصور کنید یک خودرو در یک جاده با سرعت حدود 50  کیلومتر بر ساعت در حال حرکت است. در این حالت دور موتور حدودا 1500rpm  می‌باشد، یعنی میل لنگ در هر دقیقه 1500 دور می‌چرخد. اگر عدد 1500 را بر 60 تقسیم کنیم، عدد 25 بدست می آید که سرعت چرخش موتور در هر ثانیه است و با توجه به اینکه سرعت چرخش میل سوپاپ نصف سرعت گردش میل لنگ می باشد، با تقسیم عدد 25  بر دو، سرعت چرخش میل سوپاپ محاسبه می گردد. یعنی در این شرایط میل سوپاپ ها در هر ثانیه 12.5 دور می‌چرخند و سوپاپ های دود و هوا هر کدام حدود 12 بار در هر ثانیه باز و بسته می شوند.

     در صورتی که دور موتور باز هم افزایش یابد، تعداد دفعات باز و بسته شدن سوپاپ ها نیز زیاد خواهد شد. با توجه به اینکه ورود هوا و بنزین در موتورهای با تنفس طبیعی (که به سیستم توربوشارژر مجهز نیستند) در اثر ایجاد خلاء نسبی و به سبب پائین رفتن پیستون در داخل سیلندر، انجام می گیرد، زمانی که سرعت باز و بسته شدن سوپاپِ هوا افزایش می یابد، فرصتِ ورود مخلوط هوا و بنزین به داخل سیلندر کاهش خواهد یافت. به عبارت دیگر در سرعت های بالا، آنقدر سرعت باز و بسته شدن سوپاپ افزوده می‌شود که مخلوط هوا و بنزین نمی تواند به اندازه مورد نیاز به داخل سیلندر راه پیدا کند، این مسایل در مجموع موجب می شود تا راندمان حجمی کاهش یابد.

     

    Engine Speed-Carhospital
    Engine Speed

     

    اگر با اتومبیلی که مجهز به این سیستم نباشد رانندگی کنید، به سادگی می توانید این وضعیت را حس کنید و این نکته را باید در نظر داشته باشید که لزومی ندارد تا برای تجربه این حالت از دنده های خیلی سبک استفاده کنید. بهترین دنده برای اینکه بطور عملی کاهش راندمان حجمی را تجربه کنید، دنده سه می باشد. تا زمانیکه پدال گاز را تا حدود سه چهارمِ کورسِ خود فشار می دهید، موتور به خوبی عکس العمل نشان داده و دور موتور و نهایتا سرعت خودرو افزایش می یابد ولی وقتی پدال گاز را حدود سه چهارم فشرده اید، اگر آنرا باز هم فشار دهید، به راحتی می توانید حس کنید که موتور مانند حالتی که پدال گاز را تا سه چهارم فشار داده اید، به شما پاسخ نمی دهد. به عبارت دیگر روند افزایش سرعت یا شتاب خودرو وقتی پدال گاز از سه چهارم به بعد فشرده می شود، دیگر مانند زمانی که پدال گاز تا حدود سه چهارم فشرده می شود، نمی باشد و میزان کاهش آن به راحتی قابل لمس است.

    وقتی دور موتور پائین است، مولکول های هوا و سوخت با سرعت کمتری وارد سیلندر می‌شوند. بنابراین دارای اینرسی حرکتی کمتری هستند ولی وقتی دور موتور افزایش می یابد، سرعت ورود هوا و سوخت به داخل سیلندر نیز افزایش می یابد، بنابراین اینرسی حرکتی مولکولهای هوا و سوخت در دور موتورهای بالا نسبت به سرعت های پائین بیشتر است. سیستم VVT و یا Camshaft Dephaser بر همین اساس کار می کند، وقتی دور موتور پائین است، در مرحله مکش به محض اینکه جهت حرکت پیستون از بالاترین نقطه (که به آن نقطه مرگ بالا یا TDC گفته می شود) تغییر کرد و به سمت پائین شروع به حرکت نمود، سوپاپ هوا نیز شروع به باز شدن می نماید و وقتی پیستون نیمی از مسیر حرکت (که به آن کورس پیستون گفته می شود) را به سمت پائین حرکت کرد، سوپاپ هوا بطور کامل باز شده و سپس شروع به بسته شدن می نماید و وقتی پیستون به پائین ترین نقطه کورس حرکتی خود رسید (که به آن نقطه مرگ پائین یا BDC گفته می شود)، سوپاپ هوا نیز بطور کامل بسته می شود. این وضعیت در دورهای پائین موتور، از کارایی مناسبی برخوردار است اما همانطور که عنوان شد، وقتی دور موتور افزایش می یابد و سرعت باز و بسته شدن سوپاپ ها زیاد می شوند، راندمان حجمی کاهش می یابد و مخلوط هوا و سوخت به اندازه کافی وارد سیلندر نمی شود. در این موقعیت چنانچه زمان باز و بسته شدن سوپاپ هوا اندکی به تاخیر بیفتد، مشکل راندمان حجمی تا حدود زیادی برطرف شده و میزان هوای ورودی به موتور افزایش خواهد یافت. به عبارت دیگر عملکرد این سیستم به شکلی است که وقتی دور موتور افزایش می یابد، سوپاپ هوا اندکی دیرتر باز می شود و اندکی دیرتر نیز بسته می شود.

     

    VVTI-Structure1-Carhospital
    VVTI-Structure

     

    VVTI-Structure2-Carhospital
    عملکرد VVTI

     

    درشکل فوق وضعیت عملکرد سیستم VVT در دورهای مختلف نشان داده شده است. این سیستم از حدود دور 1500 شروع به کار می کند. شکل سمت چپ زمانی را نشان می دهد که مرحله تراکم شروع شده است. دور موتور اندکی از 1500 افزایش یافته است. شیر به مقدار کمی باز شده و پره به میزان کمی چرخیده است و میزان باز و بسته شدن سوپاپ اندکی به تاخیر افتاده است. در این حالت سوپاپ هوا، که به مقدار کمی باز شده، در حال بسته شدن است. شکل وسط زمانی را نشان می دهد که دور موتور به میزان بیشتری از 1500 افزایش یافته است، شیر به مقدار بیشتری نسبت به حالت قبل باز شده و تاخیر در باز شدن و بسته شدن سوپاپ هوا بیشتر است. شکل سمت راست بیانگر دور بالاترِ موتور است. شیر به میزان حداکثر خود باز شده و میزان تاخیر در باز و بسته شدن سوپاپ هوا در بیشترین حالت قرار دارد، همانطوری که دیده می شود، سوپاپ هوا همچنان باز و سیلندر همواره در حال پر شدن از مخلوط هوا و بنزین می باشد. این فرآیند موجب می شود تا مخلوط هوا و بنزین بیشتری به داخل سیلندر راه یابد و راندمان حجمی کاهش نیابد، وقتی در زمان جرقه حجم بیشتری از مخلوط سوخت و هوا وجود داشته باشد، قدرت احتراق بیشتر شده و قدرت و گشتاور موتور در دور بالای موتور افزایش می یابد.

     

    سایر خصوصیات موتورهای VVTI

    در ضمن سیستم VVTI فقط روی موتورهای دو میل سوپاپ مورد استفاده قرار می گیرد و باعث بهبود چشمگیر عملکرد موتور میشود. در حال حاضر نیز این سیستم بر روی موتور ملی تولیدی ایران خودرو وجود دارد که بر روی سمند ال ایکس نصب میشود.

    موتور خودرو رنو تندر K4M است، حجم آن 1600 سی سی و فاقد سیستم VVT و دارای قدرت 105 اسب بخار و گشتاور 140 نیوتن متر است، بر روی خودرو رنو مگان 1600 نیز همین موتور نصب است با این تفاوت که مجهز به سیستم VVT مربوط به میل سوپاپ ورودی می باشد، با نصب این سیستم بر روی سرسیلندر موتور خودروی رنو مگان 1600، قدرت آن به 115 اسب بخار و گشتاور آن به 152 نیوتن متر رسیده است و این بدین معنی است که مقدار این دو شاخص یعنی قدرت و گشتاور حدود 10% افزایش یافته است.

    بعضی از مدل های سیستم VVT فقط در دو حالت کار می کنند، یکی دور موتورهای پائین که سیستم هیچگونه عملکردی ندارد و هیچگونه تاخیری در باز و بست سوپاپ به وجود نیامده است و حالت دوم در وضعیتی می باشد که دور موتور از حدی بالاتر رفته است و شیر برقی بطور کامل باز شده و سوپاپ هوا در دیرترین زمان باز و در دیرترین زمان بسته می شود، شیر مربوط به این سیستم فقط دارای دو حالت باز و بسته می باشد.

    دقت کنید که این سیستم فقط زمان باز و بسته شدن سوپاپ ها را به تاخیر می اندازد، در بعضی متون عنوان شده است که این سیستم، زمانِ باز ماندنِ سوپاپ های هوا را بیشتر می کند و بیشتر باز ماندنِ سوپاپها به لحاظ زمانی، منجر به ورود بیشتر هوا و سوخت به سیلندر می شود. باید دقت نمود که این مطلب به هیچ عنوان صحیح نمی باشد و سیستم VVT فقط می تواند زمان باز و بست شدنِ سوپاپ را به تاخیر بیندازد.

     

    VVTI-Image-Carhospuital
    تصویر وی وی تی آی

     

    بیمارستان خودرو

    مرکز تخصصی تعمیر گیربکس اتوماتیک در غرب تهران

    جهت آشنایی بیشتر با مجموعه ی بیمارستان خودرو به پیج ما در صفحه ی اینستاگرام @carhospital.co  سر بزنید.

    نشانی بیمارستان خودرو: ستارخان، جنب برق آلستوم، خیابان نیرو

    مهندس معصومی 09120727242

    مهندس معتمد 09120727252

    برچسب ها: