ตัวปรับจังหวะการเปิด-ปิดวาล์ว (Variator)
ระบบ ปรับจังหวะการเปิดปิดวาล์ว (VVT) เป็นระบบสำหรับปรับจังหวะการเปิดปิดวาล์วของเครื่องยนต์สันดาปภายในซึ่งช่วยให้เครื่องยนต์สามารถส่งกำลังสูงได้ แต่ยังสามารถทำงานได้อย่างราบรื่นและมีประสิทธิภาพที่กำลังต่ำ[ 1 ]มีระบบ VVT หลายระบบ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงจังหวะ ระยะเวลา หรือการเปิดของวาล์วไอดีและไอเสียของเครื่องยนต์
หนึ่งในระบบ VVT ที่ใช้งานได้จริงระบบแรกๆ ใช้ตัวปรับเฟสเพื่อเปลี่ยนเฟส[หมายเหตุ 1 ]ของเพลาลูกเบี้ยวและวาล์ว ระบบที่เรียบง่ายนี้ไม่สามารถเปลี่ยนแปลงระยะเวลาการเปิดวาล์วหรือระยะยกของวาล์วได้[หมายเหตุ 2 ]ระบบ VVT รุ่นต่อมา เช่นเพลาลูกเบี้ยวแบบเกลียวหรือระบบจุดหมุนที่เคลื่อนที่ได้ สามารถเปลี่ยนแปลงปัจจัยเหล่านี้ได้เช่นกัน แม้จะมีข้อจำกัดนี้ แต่ตัวปรับเฟสก็เป็นอุปกรณ์ที่ค่อนข้างง่ายที่จะเพิ่มเข้าไปในเครื่องยนต์ที่มีอยู่แล้ว ดังนั้นจึงยังคงใช้งานอยู่ในปัจจุบัน
เนื่องจากประโยชน์ของระบบปรับจังหวะการเปิด-ปิดวาล์วขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนจังหวะสัมพัทธ์ระหว่างวาล์วไอดีและไอเสีย ระบบปรับจังหวะการเปิด-ปิดวาล์วจึงใช้ได้เฉพาะกับ เครื่องยนต์ที่มี เพลาลูกเบี้ยวคู่เหนือฝาสูบ เท่านั้น ระบบปรับจังหวะการเปิด-ปิดวาล์วที่ใช้เพลาลูกเบี้ยวเดียวสำหรับทั้งวาล์วไอดีและไอเสียนั้นเป็นไปได้ แต่จะไม่มีประโยชน์ด้านประสิทธิภาพใดๆ
ระบบอัลฟา โรเมโอ
อัลฟา โรเมโอ เป็นผู้ผลิตรายแรกที่ใช้ระบบวาล์วแปรผันในรถยนต์ที่ผลิตเพื่อจำหน่าย (สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 4,231,330) รถยนต์ Alfa Romeo Spider 2.0 L ปี 1980 ใช้ระบบ VVT แบบกลไกในรถยนต์ระบบหัวฉีดเชื้อเพลิง SPICA ที่จำหน่ายในสหรัฐอเมริกา ต่อมาระบบนี้ยังถูกนำมาใช้ในรุ่น Alfetta 2.0 Quadrifoglio Oro ปี 1983 รวมถึงรถยนต์รุ่นอื่นๆ ด้วย เทคนิคนี้มาจากการทำงานในช่วงทศวรรษ 1970 โดยวิศวกรของอัลฟา โรเมโอ ชื่อ Giampaolo Garcea และในภาษาอิตาลี อุปกรณ์นี้เรียกว่าvariatore di fase [ 2 ] เครื่องยนต์ Alfa Romeo Twin Spark ที่เปิดตัวใน Alfa Romeo 75ปี 1987 ก็ใช้ระบบวาล์วแปรผันเช่นกัน[ 3 ] [ 4 ]
ระบบ Alfa จะปรับเปลี่ยนเฟส (ไม่ใช่ระยะเวลา) ของจังหวะแคมและทำงานบนเพลาลูกเบี้ยวไอดี[ 5 ]
ระบบปรับจังหวะการเปิด-ปิดวาล์ว (Variator) ของ Alfa Romeo เป็นห้องทรงกระบอกที่มีห้องแรงดันและลูกสูบพร้อมร่องเกลียว แรงดันน้ำมันเครื่องจะดันลูกสูบภายในให้หมุนเล็กน้อยเนื่องจากร่องเกลียว และปรับจังหวะการเปิด-ปิดวาล์วไอดีให้เร็วขึ้น 25 องศา การไหลของน้ำมันไปยังระบบปรับจังหวะการเปิด-ปิดวาล์วถูกควบคุมโดยวาล์วโซลินอยด์เมื่อความเร็วรอบเครื่องยนต์ถึงระดับหนึ่ง โดยปกติจะอยู่ที่ 1500-2000 รอบต่อนาทีในเครื่องยนต์Twin Spark วาล์ว โซลินอยด์จะทำงาน ทำให้แรงดันน้ำมันถูกส่งผ่านเพลาลูกเบี้ยวไอดีไปยังระบบปรับจังหวะการเปิด-ปิดวาล์ว ตำแหน่งของเพลาลูกเบี้ยวไอดีจะเร็วขึ้น 25 องศา ทำให้ระยะเวลาการเปิด-ปิดวาล์วเพิ่มขึ้น ระบบจะคงอยู่ในตำแหน่งที่เร็วขึ้นนี้จนถึงประมาณ 5000 รอบต่อนาที เมื่อวาล์วโซลินอยด์หยุดทำงาน และลูกสูบของระบบปรับจังหวะการเปิด-ปิดวาล์วจะกลับสู่ตำแหน่งปกติ การปรับจังหวะการเปิด-ปิดวาล์วช่วยเพิ่มความยืดหยุ่นของเครื่องยนต์ในช่วงความเร็วรอบกลางและลดการปล่อยมลพิษ จุดเปลี่ยนที่แน่นอนขึ้นอยู่กับรุ่น ที่น่าสังเกตคือ ระบบรุ่นแรกๆ นี้มีเพียงสองการตั้งค่าเท่านั้น คือ ไม่เปลี่ยนแปลงและเร็วขึ้นเต็มที่
แอปพลิเคชัน
- อัลฟา โรเมโอ สไปเดอร์ปี 1980 [ 2 ]
- อัลฟา โรเมโอ 75 ทวิน สปาร์คปี 1987
- รถยนต์ Alfa Romeo 155ปี 1991 เครื่องยนต์เบนซิน1.8 ลิตร และ 2.0 ลิตร
- อัลฟา โรเมโอ 156ปี 1997 พร้อม เครื่องยนต์เบนซิน1.6 ลิตร 1.8 ลิตร และ 2.0 ลิตร [ 6 ]
- Alfa Romeo GTV และ Spiderปี 1998 พร้อม เครื่องยนต์เบนซิน1.8 ลิตรและ 2.0 ลิตร [ 7 ]
- รถ Alfa Romeo 147ปี 2000 ที่ใช้ เครื่องยนต์เบนซินขนาด 1.6 ลิตรและ 2.0 ลิตร [ 8 ]ยกเว้นรุ่นที่ใช้เครื่องยนต์ 105 แรงม้า
- อัลฟา โรเมโอ จีทีปี 2004 พร้อม เครื่องยนต์เบนซิน1.8 ลิตร และ 2.0 ลิตร
- Fiat Stiloปี 2001 ที่ใช้ เครื่องยนต์ขนาด 1.8 ลิตร[ 9 ]หรือ 2.4 ลิตร[ 10 ]
ระบบโฟล์คสวาเกน
Volkswagen ใช้ระบบแปรผันที่มีตัวแปรผันสองตัว ตัวละหนึ่งตัวสำหรับเพลาลูกเบี้ยวแต่ละข้าง เช่นเดียวกับระบบของ Alfa Romeo ซึ่งเป็นหน่วยไฮดรอลิกที่ควบคุมด้วยไฟฟ้า ติดตั้งอยู่ในพูลเลย์สายพานไทม์มิ่งของเพลาลูกเบี้ยว[ 11 ]ระบบเหล่านี้ติดตั้งใน เครื่องยนต์ Volkswagen VR5และVR6รวมถึง เครื่องยนต์ W8และW12 ด้วย เครื่องยนต์ W แบบหลายแถวมีตัวแปรผันทั้งหมดสี่ตัว ตัวละหนึ่งตัวสำหรับเพลาลูกเบี้ยวแต่ละข้าง
ระบบแปรผันของ Volkswagen เรียกว่า 'ระบบแปรผันแบบร่อง' เนื่องจากรูปทรงของส่วนประกอบไฮดรอลิก ต่างจากระบบของ Alfa Romeo ที่มีร่องเกลียวและการทำงานทางอ้อม[หมายเหตุ 3 ]ระบบของ Volkswagen มีการทำงานแบบหมุนโดยตรง ส่วนประกอบภายในของระบบแปรผันมีลักษณะคล้ายใบพัดอยู่ภายในปลอกหลวมๆ ทำให้สามารถเคลื่อนที่ได้เล็กน้อยจากด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง โดยการใช้แรงดันไฮดรอลิกที่ด้านใดด้านหนึ่งของใบพัดเหล่านี้ จะทำให้เกิดการเปลี่ยนเฟส[ 11 ]ของเหลวไฮดรอลิกคือน้ำมันเครื่อง ควบคุมโดยวาล์วโซลินอยด์ที่ติดตั้งอยู่บนฝาสูบและควบคุมโดยECUเซ็นเซอร์ Hall effect ยังตรวจสอบตำแหน่งของเพลาลูกเบี้ยวด้วย
ระบบ VVT อื่นๆ ที่ใช้ตัวแปรแปรผัน
- ระบบปรับจังหวะแคมแปรผันฟอร์ด
- VANOS , BMW