ไมเวค

เทคโนโลยีการแปรผันวาล์วในรถยนต์

MIVEC (Mitsubishi Innovative Valve Timing Electronic Control system) เป็นชื่อตราสินค้าของ เทคโนโลยี เครื่องยนต์วาล์วแปรผัน (VVT) ที่พัฒนาโดยMitsubishi Motors MIVEC เช่นเดียวกับระบบอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน จะปรับจังหวะการทำงานของเพลาลูกเบี้ยวไอดีและไอเสีย ซึ่งจะช่วยเพิ่มกำลังและแรงบิดที่ส่งออกในช่วงความเร็วรอบเครื่องยนต์ที่กว้าง ขณะเดียวกันก็ช่วยให้เทอร์โบชาร์จเจอร์ทำงานได้เร็วขึ้นและแม่นยำยิ่งขึ้น

MIVEC เปิดตัวครั้งแรกในปี 1992 ใน เครื่องยนต์ 4G92 ซึ่งเป็นเครื่องยนต์ DOHC 16 วาล์ว 4 สูบเรียงแบบ ดูดอากาศเข้าตามธรรมชาติ ขนาด 1,597 ซีซีในขณะนั้นระบบรุ่นแรกมีชื่อว่าMitsubishi Innovative Valve timing and lift Electronic Control [ รถยนต์คันแรกที่ใช้ระบบนี้คือMitsubishi Mirage hatchbackและMitsubishi Lancer sedan ในขณะที่เครื่องยนต์ 4G92ทั่วไปให้กำลัง 145 PS (107 กิโลวัตต์; 143 แรงม้า) ที่ 7,000 รอบต่อนาที [ เครื่องยนต์ที่ติดตั้ง MIVEC สามารถทำกำลังได้ 175 PS (129 กิโลวัตต์; 173 แรงม้า) ที่ 7,500 รอบต่อนาทีการปรับปรุงที่คล้ายกันนี้พบเห็นได้เมื่อเทคโนโลยีนี้ถูกนำไปใช้กับMitsubishi FTO ปี 1994 ซึ่งรุ่น GPX รุ่นท็อปมีเครื่องยนต์V6 DOHC 24 วาล์ว6A12 1997 ซีซีที่มีกำลังสูงสุด 200 PS (147 กิโลวัตต์; 197 แรงม้า) ที่ 7,500 รอบต่อนาทีเมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว รุ่น GR ซึ่งมีเครื่องยนต์ที่เหมือนกันทุกประการแต่ไม่ได้ติดตั้ง MIVEC กลับผลิตกำลังได้ 170 PS (125 กิโลวัตต์; 168 แรงม้า) ที่ 7,000 รอบต่อนาที

แม้ว่าในตอนแรกระบบจะออกแบบมาเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน แต่ในเวลาต่อมาก็ได้รับการพัฒนาเพื่อปรับปรุงความประหยัดและการปล่อยมลพิษ และได้นำไปใช้ในรถยนต์รุ่นต่างๆ ของมิตซูบิชิ ตั้งแต่ รถยนต์ Mitsubishi i- kei ไป จนถึงรถเก๋งสมรรถนะสูงLancer Evolution และ รถยนต์ประหยัดน้ำมันระดับโลก Mirage/Space Star

การพัฒนาใหม่ล่าสุดส่งผลให้ระบบ MIVEC ได้รับการพัฒนาให้เป็นระบบวาล์วแปรผันต่อเนื่องและยังเป็นระบบ VVT แรกที่จะนำมาใช้ในเครื่องยนต์ดีเซล ของรถยนต์นั่งส่วนบุคคลอีก ด้วย

การดำเนินการ

ระบบควบคุมวาล์วแปรผันช่วยเพิ่มกำลังและแรงบิดให้เหมาะสมที่สุดโดยการปรับเวลาและ/หรือระยะเวลาการเปิดวาล์ว ระบบควบคุมวาล์วบางระบบจะเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์ต่ำและกลาง ในขณะที่บางระบบจะเน้นที่การเพิ่มกำลังที่รอบสูงเท่านั้น ระบบ MIVEC ให้ประโยชน์ทั้งสองอย่างนี้ด้วยการควบคุมจังหวะวาล์วและแรงยก การทำงานพื้นฐานของระบบ MIVEC คือการปรับเปลี่ยนโปรไฟล์ของลูกเบี้ยว และปรับแต่งประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ให้สอดคล้องกับความต้องการของผู้ขับขี่

โดยพื้นฐานแล้ว MIVEC ทำหน้าที่เช่นเดียวกับ "การสลับแคม" ซึ่งเป็นสิ่งที่นักแข่งรถอาจทำเมื่อปรับแต่งเครื่องยนต์รุ่นเก่าเพื่อให้ได้กำลังมากขึ้น อย่างไรก็ตาม การสลับแคมดังกล่าวมาพร้อมกับการประนีประนอม ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะทำให้ได้แรงบิดรอบต่ำที่สูงขึ้นหรือแรงม้ารอบสูงที่มากขึ้น แต่ไม่ใช่ทั้งสองอย่าง MIVEC บรรลุเป้าหมายทั้งสองอย่าง ด้วย MIVEC "การสลับแคม" จะเกิดขึ้นโดยอัตโนมัติที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์ คงที่ การทำงานของ Cam Switchนั้นโปร่งใสสำหรับผู้ขับขี่ ซึ่งได้รับรางวัลเป็นการไหลของกำลังที่ราบรื่น

มีการใช้โปรไฟล์แคมสองแบบที่แตกต่างกันเพื่อให้มีโหมดเครื่องยนต์สองโหมด ได้แก่ โหมดความเร็วต่ำซึ่งประกอบด้วยโปรไฟล์แคมยกต่ำ และโหมดความเร็วสูง แคมยกต่ำและแขนโยก ซึ่งทำหน้าที่ขับเคลื่อนวาล์วไอดีแยกกัน จะถูกติดตั้งอยู่ทั้งสองด้านของแคมยกสูงที่อยู่ตรงกลาง วาล์วไอดีแต่ละอันทำงานโดยแคมยกต่ำและแขนโยก ในขณะที่การวางคันโยกรูปตัว T ไว้ระหว่างทั้งสองจะช่วยให้วาล์วสามารถทำงานตามการทำงานของแคมยกสูงได้

ที่ความเร็วต่ำ ปีกของคันโยก T จะลอยได้อย่างอิสระ ทำให้แคมยกต่ำสามารถควบคุมวาล์วได้ แขนโยกไอดีมีลูกสูบภายใน ซึ่งถูกยึดไว้ด้วยสปริงในตำแหน่งที่ต่ำลงในขณะที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์ต่ำกว่าจุดเปลี่ยน MIVEC เพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับคันโยกรูปตัว T ที่ยกสูง ที่ความเร็วสูง แรงดันไฮดรอลิกจะยกลูกสูบไฮดรอลิกขึ้น ทำให้คันโยก T ดันกับแขนโยก ซึ่งจะทำให้แคมยกสูงควบคุมวาล์วได้

MIVEC จะเปลี่ยนไปใช้งานโปรไฟล์แคมที่สูงขึ้นเมื่อความเร็วรอบเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น และจะกลับไปใช้งานโปรไฟล์แคมที่ต่ำกว่าเมื่อความเร็วรอบเครื่องยนต์ลดลง การเหลื่อมซ้อนของวาล์วที่ลดลงในโหมดความเร็วต่ำช่วยให้รอบเดินเบาคงที่ ในขณะที่การเร่งจังหวะการปิดวาล์วไอดีจะช่วยลดการไหลย้อนกลับเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพเชิงปริมาตร ซึ่งช่วยเพิ่มกำลังเครื่องยนต์และลดแรงเสียดทานของลิฟต์ โหมดความเร็วสูงใช้ประโยชน์จากเอฟเฟกต์การเต้นเป็นจังหวะของไอดีที่เกิดจากแรงยกสูงและจังหวะการปิดวาล์วไอดีที่ช้าลงของโหมด การสูญเสียการสูบที่ลดลงจากการเหลื่อมซ้อนของวาล์วขนาดใหญ่ทำให้ได้กำลังขับที่สูงขึ้นและแรงเสียดทานลดลง โหมดความเร็วต่ำและความเร็วสูงจะเหลื่อมซ้อนกันในช่วงเวลาสั้นๆ ช่วยเพิ่มแรงบิด

นับตั้งแต่ เครื่องยนต์ตระกูล 4B1เป็นต้นมา MIVEC ได้พัฒนาเป็น ระบบ วาล์วแปรผันต่อเนื่อง (CVVT) (วาล์วไอดีและวาล์วไอเสียแบบคู่) การใช้งานรุ่นเก่าจำนวนมากเปลี่ยนแปลงเพียงจังหวะวาล์ว (ระยะเวลาต่อรอบเครื่องยนต์ที่ช่องไอดีเปิด) เท่านั้น ไม่ได้เปลี่ยนแปลงจังหวะยก จังหวะวาล์วถูกควบคุมอย่างอิสระอย่างต่อเนื่องเพื่อให้มีโหมดการทำงานของเครื่องยนต์ที่เหมาะสมที่สุดสี่โหมด:

ภายใต้สภาวะส่วนใหญ่ เพื่อให้มั่นใจถึง ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงสูงสุด จึงมีการเพิ่มระยะเหลื่อมของวาล์วเพื่อลดการสูญเสียกำลังสูบ จังหวะการเปิดวาล์วไอเสียถูกปรับให้ช้าลงเพื่อให้มีอัตราการขยายตัวที่สูงขึ้น ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการประหยัดเชื้อเพลิง
เมื่อต้องการกำลังสูงสุด (ความเร็วเครื่องยนต์และโหลดสูง) เวลาในการปิดวาล์วไอดีจะถูกเลื่อนออกไปเพื่อซิงโครไนซ์การเต้นของอากาศไอดีเพื่อให้ได้ปริมาณอากาศที่มากขึ้น
ภายใต้ความเร็วต่ำและโหลดสูง MIVEC รับประกันการส่งแรงบิดที่เหมาะสมที่สุดด้วยจังหวะการปิดวาล์วไอดีที่ล้ำหน้าเพื่อให้มั่นใจว่ามีปริมาณอากาศเพียงพอ ขณะเดียวกัน จังหวะการเปิดวาล์วไอเสียก็ถูกหน่วงเวลาเพื่อให้มีอัตราส่วนการขยายตัวที่สูงขึ้นและประสิทธิภาพที่ดีขึ้น
เมื่อไม่ได้ใช้งาน การทับซ้อนของวาล์วจะถูกกำจัดเพื่อรักษาเสถียรภาพการเผาไหม้

เครื่องยนต์ตระกูล 4N1ของมิตซูบิชิเป็นเครื่องยนต์รุ่นแรกของโลกที่มี ระบบ วาล์วแปรผันซึ่งใช้กับเครื่องยนต์ดีเซล ของรถยนต์นั่งส่วน บุคคล