سیستم Variable Valve Timing یا VVT در خودرو چیست؟

در بسیاری از مواقع مشاهده کرده‌اید که می‌گویند فلان پیشرانه مجهز به سیستم VVT است. در این جا می‌خواهیم به صورت خلاصه  این سیستم را تعریف کرده و توضیح دهیم که چگونه کار می‌کند.

در حقیقت V V T مخفف Variable Valve Timing است که به بعضی اوقات به آن (VVA (Variable Valve Actuation و ( VTEC ( Variable Valve Timing and Lift Electronic Control نیز می‌گویند.

این سیستم زمان بالا و پایین رفتن سوپاپ‌ها در پیشرانه را کنترل می‌کند. اگر بخواهیم به صورت خلاصه بیان کنیم، یک پیستون برای بالا و پایین رفتن و تولید نیرو احتیاج دارد که ترکیبی از سوخت و هوا در سیلندر وارد شده و در زمان مناسب جرقه زده شده و احتراق ایجاد شود. اما این قضیه به این راحتی‌ها هم نیست. زمانیکه سرعت خودرو زیاد است، برای احتراق به هوای بیشتری نیاز است و همچنین در زمانیکه سرعت خودرو کم است، به هوای کمتر.

اگر این امر به درستی انجام نشود و به طور مثال، هوای کمی و یا بیش از اندازه وارد سیلندر شود، نه تنها در عملکرد پیشرانه تاثیر دارد، بلکه باعث می‌شود سوخت بدون اینکه به درستی تبدیل به نیرو شود، از سیلندر خارج شده و آلایندگی تولید شده را افزایش دهد. سیستم VVT سعی می‌کند که این مشکل را برطرف کرده و به طور مثال در سرعت‌های بالا، زمان بیشتری سوپاپ را باز نگه دارد تا هوای کافی برای احتراق وارد سیلندر شود و همچنین در سرعت‌های پایین نیز سعی می‌کند در زمان مناسب سوپاپ را ببندد تا هوای بیش از اندازه وارد سیلندر نشود.

 

 

جالب است بدانید که اولین بار شرکت آلفارومئو بود که در سال ۱۹۸۰ این سیستم را روی مدل Spider خود نصب کرد. این خودرو دارای یک پیشرانه ۲ لیتری بود که سیستم VVT آن کاملا به صورت مکانیکی کار می‌کرد و سپس آلفارومئو همین سیستم را در مدل‌های Quadrifoglio و Giampaolo نیز در دهه ۷۰ میلادی استفاده کرد.

البته ما اینجا کاملا به صورت مختصر سیستم VVT را معرفی کردیم و این سیستم امروزه به صورت بسیار پیچیده‌تر و بهینه‌تر توسط کمپانی‌‌های بزرگ دنیا مانند ب‌ام‌و و هوندا پیاده‌سازی می‌شود.

C V V T  / Constantly Variable Valve Timing

مکانیسم باعث پائین آمدن مصرف سوخت در دور آرام تا ۱۰ درصد و در دور های بالا سبب افزایش قدرت موتور می شود و مهمترین مزایای این سیستم عبارتند از :

۱- متغیر بودن زمان باز و بسته شدن سوپاپ های ورودی

۲- دارا بودن برتری راندمان در تمامی نقاط کاری موتور

۳- بالا نگاه داشتن گشت آورد در دور های مختلف موتور

۴- افت میزان مصرف سوخت

۵- افت میزان آلودگی .

در این موتور واتر پمپ ، صافی روغن و خنک کن روغن در یک مجموعه جمع شده اند که این باعث ایجاد محاسنی از قبیل عدم استفاده از اتصالات و لوله های جانبی به دلیل اتصال بدون واسطه به بلوک موتور ، استفاده از یک قطعه بجای سه قطعه در موتور ، قابلیت تعویض صافی روغن و پره ی واتر پمپ به صورت جداگانه بدون نیاز به تعویض تمام مجموعه.

در بعضی موتورها سیستم تایمینگ متغیر پیوسته سوپاپ CVVT روی میل‌بادامک هوا (ورودی) و دود (خروجی) نصب شده است. مکانیزم CVVT زمان بازوبسته شدن سوپاپ‌های ورودی و خروجی را نسبت به بار و دور موتور به موجب تنظیم آن به بهترین حالت ، تغییر می‌دهد. سیستم CVVT با فشار روغن کارکرده که توسط شیر کنترل روغن OVC کنترل می‌شود که شیر OVC نیز توسط واحد کنترل الکترونیکی ECM کنترل می‌شود.

شکل پره‌ای هسته داخلی CVVT مجموعاً ۸ محفظه را ایجاد می‌کند که چهار محفظه برای تغییر وضعیت پره‌ها به حالت آوانس به‌کار می‌رود مابقی ۴ محفظه برای ریتارد کردن وضعیت پره‌ها کاربرد دارد( حرکتی خلاف جهت یکدیگر دارند ). روغنی که جهت آوانس یا ریتارد کردن تایمینگ سوپاپ استفاده می‌شود از دو سوراخ داخل میل سوپاپ تامین می‌شود . آبند پره‌ها از جنس تفلون می‌باشند و جهت آببندی محفظه‌ها آوانس و ریتارد از یکدیگر ضروری هستند، بنابراین اجازه تولید فشار درون محفظه‌ها را می‌دهد پین متوقف کننده ، پره‌ها را در وضعیت حداکثر ریتارد در زمان خاموش بودن موتور ، زمانیکه فشار خیلی کم است یا زمانیکه اشکالی در سیستم CVVT وجود دارد نگه می‌دارد. پین نگهدارنده به محض رسیدن فشار به حدود ۵/۰ بار ، رها می‌شود. شیر کنترل روغن OCV درون سرسیلندر واقع شده است . روغن تحت فشار با گذشتن از فیلتری که آن نیز درون سرسیلندر واقع شده به OCV جهت ورود روغن تحت فشار به درون محفظه‌ها و خروجی دیگر جهت تخلیه روغن از محفظه دیگر آن طرف پره به‌کار می‌رود.

سرویس دیر روغن موتور در طول مثلا ۴۰/۰۰۰ کیلومتر و یا عدم استفاده از روغن موتور مناسب میتواند به عملکرد این سیستم آسیب وارد نماید.

 

 

 

تویوتا  و سیستم    V V T- i

(Variable Valve Timing - intelligent)

 

میل بادامک متغیر هوشمند تویوتا در مدل های  مختلف خودروها، از تینی یاریس Tiny Yaris تا سوپرا Supra نصب و مورد استفاده قرار می گیرد.

این مکانیزم کم و بیش شبیه سیستم بکار رفته در BMW است ضمن آنکه تغییر پیوسته زمان بندی سوپاپ ها را نیز شامل می‌شود.

بااین وجود استفاده از لغت هوشمند بخاطر هوشمندی برنامه کنترل آن است. دراین  سیستم  زمان باز شدن سوپاپ های گاز به صورت الکترونیکی کنترل می گردد . بدین صورت که یک کامپیوتر ،میزان فشار روی پدال گاز را اندازه گیری کرده و بنابراحتیاج موتور سوپاپ های ورودی را باز می کند. بطوری که علاوه بر تغییر پیوسته زاویه بادامک براساس سرعت موتور،

تغییر آن براساس عوامل دیگرمانند شتاب خودرو، شیب روی بطرف بالا و پایین را

نیز شامل می‌شود.

 

طرزکار این سیستم:

"چرخش میل سوپاپ ورودی توسط کنترل کننده دوتکه ای VVT-i   به یک چرخ دنده اتصال دارد به طور کاملاً مستقل از میل سوپاپ خروجی انجام می شود.

در بیرون محفظه، این چرخ دنده به چرخ دنده ی میل سوپاپ ارتباط پیدا کرده و دارای سه حفره است . در

داخل این حفره یک شی ء با تاثیر کاهش دهندگی قرار دارد که به میل سوپاپ ورودی اتصال دارد .  زاویه این شیء نسبت به حفره بستگی به میزان فشار روغن دارد . کامپیوترکنترل کننده ی موتور، وظیفه ی هدایت روغن را به عهده دارد. نحوه ی قرار گرفتن میل سوپاپ

ورودی ممکن است تا میزان 60 درجه تغییر پیدا کند.

تغییر زاویه بادامک ها ،  بوسیله یک  محرک هیدرولیکی که

به انتهای میل بادامک متصل شده انجام می گیرد .

 

 

 

موارد کاربرد این سیستم

از  سیستمVVT-i   در خودروهای زیر استفاده شده است :

در خودروی تویوتا اونسیس (AVENSIS ) - تویوتا لکسوس ES300  6 سیلندر V شکل

3 لیتری -  تویوتا لکسوس  RX300 -  (اتومبیل SUV) دارای موتور 6 سیلندر 3 لیتری که به طور عرضی نصب شده با استفاده از سیستم   VVT-i  ، 

لکسوس نیروی تولیدی خود را تا 10 اسب بخار افزایش می دهد.

تویوتای وانت تاکوما، دارای موتور 6 سیلندر V   شکل مجهز به سیستمVVT-i  و همچنین تویوتای بیابانی  RAV4  که به موتور  دو لیتری مجهز می باشد.