Изменяемый подъем клапана ( VVL ) — это технология поршневых двигателей автомобилей , которая изменяет высоту открытия клапана для улучшения производительности, экономии топлива или выбросов. Существует два основных типа VVL: дискретный, который использует фиксированные величины подъема клапана, и непрерывный, который способен изменять величину подъема. Системы непрерывного подъема клапана обычно позволяют исключить дроссельную заслонку . [ необходима цитата ]
При использовании в сочетании с системой изменения фаз газораспределения (VVT) переменный подъем клапана потенциально может обеспечить неограниченный контроль над фазами газораспределения впускных и выпускных клапанов. [ необходима цитата ]
В 1958 году Porsche подал заявку на немецкий патент, также поданную и опубликованную как британский патент GB861369 в 1959 году. В патенте Porsche использовался качающийся кулачок для увеличения подъема и продолжительности клапана. Десмодромный кулачок приводился в действие толкающим/тянущим стержнем от эксцентрикового вала или наклонной шайбы . Неизвестно, был ли когда-либо изготовлен какой-либо рабочий прототип.
Fiat был первым автопроизводителем, запатентовавшим функциональную автомобильную систему изменения фаз газораспределения, которая включала переменный подъем. Разработанная Джованни Торацца в конце 1960-х годов, система использовала гидравлическое давление для изменения опоры толкателей кулачков (патент США 3,641,988). [1] Гидравлическое давление изменялось в зависимости от частоты вращения двигателя и давления на впуске. Типичное изменение открытия составляло 37%.
В сентябре 1975 года компания General Motors (GM) запатентовала систему, предназначенную для изменения подъема клапана. GM была заинтересована в дросселировании впускных клапанов с целью снижения выбросов. Это было сделано путем минимизации величины подъема при низкой нагрузке, чтобы поддерживать более высокую скорость впуска, тем самым распыляя впускной заряд. GM столкнулась с проблемами при работе при очень низком подъеме и отказалась от проекта. [ необходима цитата ]
В 1989 году Honda выпустила свою систему Variable Valve Timing and Lift Electronic Control ( VTEC ). Которая переключается на отдельный профиль кулачка на высоких оборотах двигателя для повышения пиковой мощности. Более поздние версии добавили VVT, а также 3-ступенчатый подъем клапана.
Компания Nissan представила ориентированную на экологию систему изменения подъема и фаз газораспределения клапанов Nissan на своем двигателе Nissan VVL . Она оснащена двухступенчатым изменением подъема клапанов.
Первой системой VVL от Toyota была VVTL-i , двухступенчатая система подъема клапанов, которая также включает в себя изменяемую синхронизацию клапанов. Как и VTEC, она имеет нормальный и «дикий» профиль на том же распредвале. Эта система использовалась только на двигателе 2ZZ-GE .
General Motors (GM) представила систему управления подъемом впускного клапана ( IVLC ) на двигателе Ecotec третьего поколения . Система обеспечивает двухступенчатый регулируемый подъем клапана в дополнение к непрерывному регулируемому времени. Непрерывно управляемый блоком управления двигателем, коромысло клапана переключается между профилями высокого и низкого подъема на распределительном валу, приводимым в действие масляным регулирующим клапаном через двухпоточный стационарный гидравлический компенсатор зазора, что позволяет устанавливать подъем на 4,0 или 10,5 мм. [2]
Компания Fiat Chrysler Automobiles добавила двухступенчатый подъем клапана (VVL) к обновлению своего двигателя Pentastar 2016 года , а также усовершенствовала систему изменения фаз газораспределения (VVT). [3]
Компания Porsche представила VarioCam Plus , добавившую к системе VarioCam двухступенчатый подъем впускного клапана .
Subaru представила систему i-Active Valve Lift System ( i-AVLS ) на 2-м поколении EJ25 (EJ253), которая отличается двухступенчатым подъемом впускных клапанов, однако она используется только на одном из двух впускных клапанов. 2-е поколение EZ30 использует двухступенчатые подъемные шайбы, ковш, на всех впускных клапанах. Для EZ36D она была заменена на D- AVCS , Dual VVT на впускных/выпускных кулачках.
В 1992 году компания Mitsubishi представила инновационную систему электронного управления фазами газораспределения и подъемом клапанов ( MIVEC ), которая отличалась двухступенчатым подъемом клапанов.
В 2001 году BMW представила систему Valvetronic . Система Valvetronic может непрерывно и точно изменять подъем впускного клапана, а независимая система Double VANOS может одновременно изменять синхронизацию как впускных, так и выпускных клапанов. Точный контроль, который система осуществляет над впускными клапанами, позволяет полностью контролировать впускной заряд впускными клапанами, устраняя необходимость в дроссельной заслонке и значительно сокращая насосные потери. Последнее само по себе может повысить как выходную мощность, так и экономию топлива на 10-15%. [4] Кроме того, обе системы также можно комбинировать с системой BMW DIVA (Differentiated Variable Air Intake), которая является первым в мире впускным коллектором с непрерывно изменяемой длиной. По состоянию на 2017 год BMW является единственной компанией, которая может реализовать все три переменных фазы газораспределения, подъем и впускной коллектор в форме непрерывной регулировки на серийном автомобиле.
Honda Advanced VTEC , которая не появляется ни в одном из ее серийных автомобилей по состоянию на 2018 год, позволяет использовать непрерывную VVL по сравнению с предыдущими системами VTEC , которые имели дискретные настройки подъема. Хотя предполагалось, что она впервые будет использована в Honda Accord 2008 года, автомобиль вместо этого использует существующую систему i-VTEC.
В 2005 году компания Mitsubishi представила систему бесступенчатого изменения подъема клапана под существующим названием MIVEC . [5] Система использует промежуточный качающийся кулачок для изменения положения точки опоры коромысла. [6]
Nissan представил свою систему Variable Valve Event and Lift (VVEL) в 2007 году как вторую в мире систему CVVL. Первое применение было на двигателе VQ37VHR V6 Skyline Coupe (Infiniti G37). Система Nissan более компактна, чем у BMW, включает меньше деталей и меньше потерь энергии, и поэтому более адаптируема к высокопроизводительным двигателям. [7] VVEL не использует обычный впускной распредвал. Каждый клапан приводится в действие кулачком, который поворачивается на распределительном валу, но не закреплен на нем. В то время как обычные распредвалы имеют фиксированные вращающиеся кулачки, кулачок в VVEL качается вверх и вниз; вот почему ему не нужен симметричный профиль. Его движение приводится в действие распределительным валом через ряд компонентов. VVEL изменяет подъем клапана с помощью эксцентрикового вала управления внутри коромысла. При вращении эксцентрикового вала управления положение коромысла смещается, изменяя угол качания кулачка. Угол поворота кулачка определяет степень подъема клапана. [7]
Toyota представила свою технологию Valvematic в 2008 году. Valvematic использует промежуточный вал для достижения непрерывного переменного подъема клапана. Промежуточный вал имеет исполнительный элемент для каждого цилиндра. [8] Каждый исполнительный элемент состоит из двух толкателей пальцев по обе стороны от роликового подшипника. Толкатели могут вращаться относительно роликового элемента с помощью внутренней резьбы зубчатых колес и электродвигателя, прикрепленного к концу промежуточного вала. Резьба зубчатых колес роликового элемента и толкателей пальцев находится в противоположных направлениях. Это означает, что когда вал поворачивается, роликовый элемент и толкатели пальцев будут двигаться в противоположных направлениях, двигаясь либо врозь, либо сближаясь. Таким образом, угол оси между ними может бесконечно изменяться электродвигателем. Впускной клапан приводится в действие распределительным валом через промежуточный вал. [8] В частности, распределительный вал воздействует на роликовый элемент промежуточного вала, передавая движение обоим толкателям пальцев, затем к роликовым коромыслам и в конечном итоге к впускным клапанам. Когда угол толкателей пальцев узкий по отношению к элементу ролика, подъем клапана низкий. По мере увеличения угла увеличивается и подъем клапана. Таким образом, Valvematic может изменять подъем клапана, регулируя угол толкателей пальцев по отношению к элементу роликового подшипника.
Технология Multiair от Fiat , которая позволяет не только изменять фазы газораспределения (VVT) и высоту подъема клапанов (VVL), но и изменять профиль кулачков.