Reklama

Revoluční ovládání ventilů motoru finišuje s vývojem. Benzinům dá spotřebu dieselů

Byl by to poslední hřebíček do rakve naftových motorů a naopak živá voda pro benzinové spalovací jednotky. Na papíře je tento systém známý dávno, toto je jeho praktická podoba.
  1. Autoforum.cz
  2. Rubriky a sekce
  3. Technika

Revoluční ovládání ventilů motoru finišuje s vývojem. Benzinům dá spotřebu dieselů

5.11.2018 | Mirek Mazal

Byl by to poslední hřebíček do rakve naftových motorů a naopak živá voda pro benzinové spalovací jednotky. Na papíře je tento systém známý dávno, toto je jeho praktická podoba.

Proměnné časování ventilů motoru není nic nového. Už dlouhá desetiletí se ví, že nastavení chování ventilů, tedy okamžiku a délky jejich otevření, v podstatě diktuje výkon motoru. Se statickými vačkovými hřídelemi tak vždy bylo nutné volit, zda je prioritou výkon ve vysokých otáčkách, lepší zátah ve středním pásmu či cokoli jiného. Do úvahy se musela vzít nejen poloha ručičky otáčkoměru, ale také očekávané zatížení motoru, přesto to vždy byl jen kompromis.

V praxi ovšem vzniká prakticky nekonečný počet různých situací, kdy je potřeba specificky ovládat ventily, což žádný ze současných systémů v produkčních autech zdaleka neumožňuje. Britská firma Camcon Automotive vyvíjí nové řešení v podobě ventilového mechanismu bez mechanické vazby na klikovou hřídel. Systém nese název IVA (Intelligent Valve Actuation), česky přeloženo jako Inteligentní ovládání ventilů a už jsme se o něm zmiňovali. Teď ale finišuje s vývojem a nové poznatky jeho tvůrců stojí za zmínku.

IVA umožňuje úplnou, okamžitou a neomezenou kontrolu kteréhokoliv sacího nebo výfukového ventilu bez ohledu na režim samotného motoru. Opravdu nemá žádný limit, s každým ventilem dokáže dělat cokoli, v jakýkoli okamžik. Systém nepotřebuje žádné rozvodové řemeny nebo ventilové pružiny, každý ventil má vlastní miniaturní vačkovou hřídel, doplněnou desmodromickým ovládáním, které jej mechanicky otevírá a zavírá s vysokou přesností. Pohyb vačky zajišťuje elektromotor plně ovládaný elektronikou. Ta pomocí mnoha senzorů hlídá aktuální stav motoru a parametry otevírání individuálních ventilů nastaví pro dosažení maximální efektivity bez ohledu na otáčky a zátěž.

Systém reaguje hned a bez kompromisů, říká provozní ředitel Mark Gostick. Dodává, že je možné měnit například časování, dobu otevření, výtah ventilů a jiné vlastnosti. Chování lze nastavit pro různé situace, kterým se dá přizpůsobit i chování škrticí klapky.

Teorie zní hezky, vypadá to jako jednoduchá myšlenka, ale realizace je velmi komplikovaná. Dlouho nebyla k dispozici dostatečně vyspělá řídící elektronika, která by na jedné straně byla dost rychlá a současně vydržela pracovat v podmínkách panujících v těsné blízkosti spalovacího motoru. Situace se výrazně posunula vpřed, pomalu se objevují materiály, které jsou s to za rozumnou cenu nabídnout potřebnou kvalitu.

Camcon Automotive tak může pokračovat v testech na prototypech motorů, prozatímní výsledky potvrzují citelně vyšší efektivitu a tím nižší spotřebu resp. emise oxidu uhličitého. Ve srovnání s motorem od Jaguaru mají prototypy o 7,5 procenta nižší spotřebu benzinu, což není nezajímavé. Autoři ale hovoří o snížení až o 20 procent, když se zaměří na optimalizaci časování sací i výfukové fáze.

Mark Gostick stále věří, že IVA má budoucnost, stejně jako spalovací motory v osobních vozech. Většina lidí v automobilovém průmyslu s ředitelem souhlasí, tvrdí zástupce značky. „Když mluvíte s lidmi v oboru, a také se podíváte na to, co se děje, většina se domnívá, že v dohledné době stále budou mít převahu auta s nějakou formou spalovacího motoru. Ať už se jedná o plug-in hybridní systémy, regulérní hybridy nebo cokoli jiného. Vypínání a zapínání plug-in hybridu sebere mnoho kapacity baterie, její dobytí má negativní důsledky pro celkový výkon vozu. Ale pokud máte úplnou kontrolu nad ventily, lze podstatně snížit množství energie potřebné k nastartování motoru,“ popisuje Gostick další výhodu IVA.

Při správné optimalizaci jdou nastavit opravdu zajímavé triky, jako například individuální řízení toku pracovních plynů nebo spínání alternátoru. Další z očekávaných výhod je možnost kombinace různých spalovacích cyklů. Obvyklé spojení ventilů s klikovou hřídelí moc prostoru pro variabilitu nedávalo a když už, pak za cenu složitých, drahých a v praxi prozatím neověřených konstrukcí.

V době downsizingu se automobilky zaměřují na snižování počtu válců a objemu, předpisy nutí výrobce omezovat velikosti motorů za cenu horších jízdních vlastností. Trend se mimo jiné projevuje v letargických reakcích motorů na pokyny akcelerátoru, od maloobjemových agregátů se okamžité odezvy nedočkáte. To vše by inteligentní ovládání ventilů vyřešilo, dokonce by mělo dokázat přepnout čtyřdobé spalování na dvoutaktní princip a tím i v podstatě zdvojnásobit aktuálně dostupný výkon.

Opačným extrémem je funkce vypínání válců. IVA může nechat ventily úplně zavřené a tím se vyřadit z chodu jednotlivé válce. Výsledek této variability je tolik vyhledávaná úspora paliva jako základní cíl celého experimentu.

Britové v Camcon Automotive čekají na zájem ze strany velkých producentů automobilů. Zatímco probíhají zátěžové zkoušky zkušebních motorů a demonstračního vozidla, technologie sama o sobě vyhlíží investory a masové využití. Zájem o seznámení projevila automobilka Jaguar Land Rover, ale Gostick vidí největší příležitosti v Asii. „Zaměřujeme se na východ. Čistě proto, že z hlediska průmyslu máme pocit, že Japonsko, Korea a Čína jsou oblasti, které budou nejvíce vnímavé k tomu, co se snažíme v této chvíli udělat,“ říká šéf podniku.

Podle autorů vynálezu může IVA být vrahem dieselových osobních automobilů, protože přináší účinnost na úrovni vznětového motoru a podobnou úsporu paliva, přičemž nevypouští emise NOx, které jsou v posledních letech pozorně sledovány. Cena celé této „legrace” zatím není jasně stanovena, podle Camconu systém není levný. Ale není ani drahý ve srovnání s naftovým pohonem, jehož efektivitu může i překonat.

Revoluční ovládání ventilů motoru finišuje s vývojem. Benzinům dá spotřebu dieselů - 1 - Inteligentni ovladani ventilu 01Revoluční ovládání ventilů motoru finišuje s vývojem. Benzinům dá spotřebu dieselů - 2 - Inteligentni ovladani ventilu 02Revoluční ovládání ventilů motoru finišuje s vývojem. Benzinům dá spotřebu dieselů - 3 - Inteligentni ovladani ventilu 03Revoluční ovládání ventilů motoru finišuje s vývojem. Benzinům dá spotřebu dieselů - 4 - Inteligentni ovladani ventilu 04Revoluční ovládání ventilů motoru finišuje s vývojem. Benzinům dá spotřebu dieselů - 5 - Inteligentni ovladani ventilu 05Revoluční ovládání ventilů motoru finišuje s vývojem. Benzinům dá spotřebu dieselů - 6 - Inteligentni ovladani ventilu 06Revoluční ovládání ventilů motoru finišuje s vývojem. Benzinům dá spotřebu dieselů - 7 - IVA ventilove ustroji prvni 01Revoluční ovládání ventilů motoru finišuje s vývojem. Benzinům dá spotřebu dieselů - 8 - IVA ventilove ustroji prvni 02Revoluční ovládání ventilů motoru finišuje s vývojem. Benzinům dá spotřebu dieselů - 9 - IVA ventilove ustroji prvni 06Revoluční ovládání ventilů motoru finišuje s vývojem. Benzinům dá spotřebu dieselů - 10 - IVA ventilove ustroji prvni 07Revoluční ovládání ventilů motoru finišuje s vývojem. Benzinům dá spotřebu dieselů - 11 - IVA ventilove ustroji prvni 08Revoluční ovládání ventilů motoru finišuje s vývojem. Benzinům dá spotřebu dieselů - 12 - IVA ventilove ustroji prvni 09
Inteligentní ovládání ventilů by v případě svého nasazení do výroby bylo znamenalo v automobilovém průmyslu převratnou novinku. Citelně zvyšuje efektivitu benzinových motorů, které tu s námi tak jako tak ještě nějakou chvíli budou

Zdroj: New Atlas

Mirek Mazal

Další zajímavé články:

Reklama

Živá témata na fóru

zobrazit vše

Autobazar

zobrazit vše