Jak funguje variabilní časování ventilů? Pár schémat odhalí tajemství

Dva profily vaček otevírají ventily do různé míry a na různě dlouho. Jak se to stane a čemu to pomáhá?
  1. Autoforum.cz
  2. Rubriky a sekce
  3. Technika

Jak funguje variabilní časování ventilů? Pár schémat odhalí tajemství

16.8.2015 | Marek Bednář | 32 příspěvků

Dva profily vaček otevírají ventily do různé míry a na různě dlouho. Jak se to stane a čemu to pomáhá?

V dnešních motorech je toho variabilního spousta - od délky sání přes lopatky turbodmychadla až po klapky a obtokové ventily výfukového systému. „Variabilní všechno” má pochopitelně své funkční přínosy, ale může to být choulostivější, pokud se technice nedostává správná údržba. Někde mezi vším zmíněným se nachází variabilní časování ventilů, které za rizika spojená s onou proměnností stojí možná nejvíce. Přišla s ním Honda jako se systémem označeným VTEC, který je dodnes fanoušky zbožňován.

Systém VTEC (Variable Timing and lift Electronic Control) funguje relativně jednoduše. Vačková hřídel má na sobě různě ostré vačky. V nízkých otáčkách pracují ty jemnější, ta ostřejší má své vahadlo (označené písmenem D na prvním schématu), které ve výchozím stavu není napojeno na žádný ventil, hýbe se tedy naprázdno. V určité chvíli se vahadla ventilů pevně spojí kolíčkem (B), posunutým díky tlakovému oleji, nasměrovaného do správných kanálů elektronicky řízenými klapkami. Na prázdno se pak hýbou jemnější vačky.

To je chvíle, kdy v ostřejších Hondách vybavených tímhle systémem cítíte kopanec a auto najednou začne jet živěji. Tedy onen kopanec jste spíše cítili v minulých dekádách - poslední evoluce systému VTEC pracují podstatně jemněji a přechod mezi oběma režimy není tak dramatický. Přesto se odehraje a je cítit - ventily se poté více a na delší dobu otevírají, takže do válců proudí více vzduchu a paliva, což znamená větší výkon motoru ve vysokých otáčkách. Pro nízké otáčky je naopak žádoucí menší otevření ventilů kvůli nižší spotřebě paliva. Krásně to vysvětlí už zmiňované schéma níže.


Jak funguje variabilní časování ventilů? Pár schémat odhalí tajemství - 1 - variabilni casovani ventilu 01 lepsi
Základní princip fungování variabilního časování ventilů Honda VTEC

Systém VTEC značky Honda mění jak trvání otevření ventilů, tak i míru jejich otevření. To není zas tak běžné; častěji se setkáme s proměnlivým „pouze” časováním ventilů. Zde zůstává míra otevření stejná, mění se ale doba, jak dlouho jsou otevřeny, kdy se otevírají a kdy se zavírají. Fungují většinou na principu změn tlaku oleje ve speciálních komorách (označené písmenem A na dalším schématu), které různě natáčejí vačkové hřídele (B). Také se někdy používají elektromotorky, možností je zde více.

Jak funguje variabilní časování ventilů? Pár schémat odhalí tajemství - 2 - variabilni casovani ventilu 02
Jednodušší systém proměnného časování, který mění pouze natočení hřídele

Další alternativou je, že při nízkých otáčkách se otevírá jen jeden ze dvou sacích ventilů. Vačka je jen u jednoho vahadla a klasickým způsobem otevírá ventil, zatímco ten druhý (popsaný písmenem A na třetím schématu) se nehýbe. V určitých otáčkách se opět pomocí tlaku oleje posune kolík (C), který obě vahadla spojí a začnou se otvírat oba ventily. Důvod pro tenhle systém je vylepšení proudění směsi ve válci v nižších otáčkách, které zlepšuje efektivitu hoření a tím snižuje emise, zejména je-li motor studený.

Jak funguje variabilní časování ventilů? Pár schémat odhalí tajemství - 3 - variabilni casovani ventilu 03
Též jednodušší systém variabilního fungování ventilů pracuje primárně s jejich otevíraným množstvím

Variabilní může být také počet pracujících válců. Tenhle systém se používá zejména u motorů o osmi a více válcích, ale začínají se dostávat i do menších jednotek. Elektronika odpojí některé válce a nechá je se pohybovat naprázdno ve chvíli, kdy po motoru chcete jen trochu výkonu, např. při pomalé jízdě ve městě. V tomhle případě existuje více různých způsobů, jak odpojení válce dosáhnout, ale všechny fungují na principu, že se přestanou hýbat všechny ventily daného válce, zůstanou uzavřeny a válec ve výsledku jen pumpuje vzduch.

Systém, který je na obrázku, funguje podobně jako VTEC, jen nemá každé vahadlo svou vačku. Vačky jsou pod oranžovými „půlvahadly”, které jsou za standardní situace kolíkem (označené písmenem A na dalším schématu)) spojeny s opačnými „půlvahadly”, otvírajícími ventily (B). Když od kolíku zmizí tlak oleje, on se schová do části s vačkou a „půlvahadla” u ventilů se nehýbou, takže ventily zůstávají zavřené.

Jak funguje variabilní časování ventilů? Pár schémat odhalí tajemství - 4 - variabilni casovani ventilu 04
Také systém odpojování válců motoru je vlastně způsob proměnného fungování ventilů

Dalším krokem by mohla být úplná eliminace vačkových hřídelí. Zní to krásně: motory nebudou mít rozvodové řemeny, které se nebudou muset nákladně měnit, či řetězy, které mohou selhávat, nejen když uznávaný automobilový gigant podcení kontrolu kvality výrobků subdodavatelů. Olejová a vodní pumpa mohou být poháněny ozubenými koly, elektricky nebo i úplně jinak.

Ventily by se otevíraly pomocí cívek či elektromotorků, jejich otvírání by bylo násobně rychlejší a budete je moci otevřít na jakkoliv dlouho, do jaké míry chcete a v jakýkoliv moment chcete. V jednom motoru tak bude moci fungovat Ottův cyklus pro běžnou a ostřejší jízdu, ale zároveň Atkinsonův cyklus pro pomalou jízdu po městě či pro jízdu „na spotřebu”. Časování zkrátka nebude mít žádné limity, žádné konkrétně stanovené režimy, bude moci být každou chvíli jiné, pochopitelně vždy optimální.

Nic takového zatím na trhu není, protože to není dostatečně spolehlivé a zároveň to je dost drahé a prý i hlučné. Přeci jen je mechanické spojení pomocí řemenu či řetězu trvanlivější než cívky u každého válce či dokonce ventilu zvlášť. Na něčem na tenhle způsob nicméně pracuje firma Koenigsegg; kdy a zda vůbec se to ukáže světu, je však zatím ve hvězdách.

Jak funguje variabilní časování ventilů? Pár schémat odhalí tajemství - 5 - 10ikomot honda f20c 01Jak funguje variabilní časování ventilů? Pár schémat odhalí tajemství - 6 - 10ikomot honda f20c 02Jak funguje variabilní časování ventilů? Pár schémat odhalí tajemství - 7 - 10ikomot honda f20c 03
Se systémem VTEC přišla Honda (zde motor v S2000), dnes není v autech ničím výjimečným

Zdroj: Car and Driver

Marek Bednář

Diskuze 32 příspěvků

Reklama
Reklama

Živá témata na fóru

zobrazit vše

Autobazar

zobrazit vše

zobrazit vše