Muuttuva venttiilien ajoitus

Muuttuva venttiilien ajoitus (engl. Variable Valve Timing, VVT), on yleisnimitys mäntämoottoreissa käytetylle tekniikalle.

Se mahdollistaa imu- tai(ja) pakoventtiilien noston tai(ja) ajoituksen säädön moottorin käydessä.

Yleistä

Mäntämoottoreissa käytetään yleensä venttiileitä imu- ja pakopuolella. Venttiileitä ohjataan (suoraan tai epäsuorasti) nokka-akselin nokilla. Nokat avaavat venttiileitä (nosto) tietyksi ajaksi (kesto) jokaisen imu -ja pakotahdin aikana. Venttiilin avaamisen ja sulkemisen ajoitus on myös tärkeää. Nokka-akselia ohjataan hihnojen, hammaspyörien tai ketjujen kautta kampiakselin avulla.

Nokkien profiili tai sijainti ja muoto on optimoitu tietylle moottorin kierrosluvulle, joka normaalisti rajoittaa alakierrosvääntöä tai yläpään tehoa. VVT eli nokka-akselin muuttuva ajoitus sallii nokan profiilin muuttumisen, joka johtaa parempaan taloudellisuuteen ja tehoon.

Korkeilla kierrosluvuilla mäntämoottori tarvitsee runsaasti ilmaa. Kuitenkin imuventtiilit saattavat sulkeutua ennenkuin kaikki ilma on kerennyt virrata sisään vähentäen näin suorituskykyä.

Toisin sanoen, jos nokat pitävät venttiileitä auki pidemmän aikaa kuten esim. kilpamoottoreissa, aiheutuu ongelmia pienemmillä moottorin kierrosluvuilla. Tällöin sylintereistä poistuu palamatonta polttoainetta, koska ventiilit ovat yhä auki. Tämä johtaa pienempään moottorin tehoon ja lisää pakokaasupäästöjä.

Paine saavuttaa pienemmät päästöt ja kulutusstandardit pakottaa autovalmistajat valitsemaan muuttuvan venttiiliajoituksen ratkaisukseen. Yksinkertaisimmat systeemit (esim. Mazdan S-VT) aikaistavat tai myöhäistävät imu- tai pakoventtiileitä. Toiset taas (kuten Hondan VTEC) vaihtavat kahden nokan välillä tietyllä moottorin kierrosluvulla. Lisäksi on vielä systeemeitä (kuten BMW:n Valvetronic), jotka voivat muuttaa venttiilien ajoitusta ja nostoa jatkuvasti. Tätä kutsutaan jatkuvaksi muuttuvaksi venttiiliajoitukseksi (engl. Continuous variable valve timing, CVVT)

Historia

Ensimmäiset kokeilut muuttuvalla venttilien ajoituksella ja nostolla teki GM. Ensimmäisen toimivan järjestelmän, joka sisälsi myös noston säädön, teki Fiat. Sen kehitti Giovanni Torazza 1970-luvulla. Järjestelmä käytti hydraulipainetta säätämiseen. Tyypillinen aukiolon säätöalue oli 37 %.

Ensimmäinen käytössä ollut järjestelmä oli vuoden 1980 Alfa Romeo Spiderissa, joka sekin toimii öljynpaineen avulla. Tässä järjestelmässä muuttui vain venttiilien ajoitus.

Seuraava suurempi vaihe venttiilinajoituksen historiassa oli 1980-luvun lopussa ja 1990-luvun alussa, kun Honda aloitti kokeilut järjestelmällä, jossa saatiin myös venttiilien nostoa säädettyä. Ensimmäisenä se sovitettiin B16A-moottoriin, joka oli sijoitettu vuoden 1989 Honda Civiciin.

1992 BMW esitteli oman järjestelmänsä nimeltään VANOS. Se oli sijoitettu BMW M50-moottoriin, jota käytettiin 300-sarjassa. Uudempi versio VANOKSESTA (double Vanos) esim. uudessa BMW M3:sessa on järjestelmä, joka säätää sekä imu- että pakoventtiileitä.

Vuoteen 2005 asti venttiilien ajoitusta käytettiin vain OHC-moottoreissa, kunnes GM alkoi tarjota sitä myös työntötankomoottoreihin.

Nykyään järjestelmiä löytyy jo melkein kaikilta valmistajilta.

Järjestelmiä

• Toyotan, Valvematic on venttiilikoneisto, joka on kehitetty aiemmasta VVTL-i -järjestelmästä. Se käyttää sekä muuttuvaa venttiilien ajoitusta, että muuttuvaa venttiilien nostoa. Perinteisten polttoaineseoksen syöttöjärjestelmien säätäessä moottorin ilmanottoa kaasuläpän avulla, Valvematic säätää sylinteriin tulevan ilman määrää kontrolloimalla jatkuvasti imuventtiilin noston määrää sekä avaamis- ja sulkeutumisajoitusta.
• Kia, CVVT
• Hyundai, VTVT
• Nissan, VVL
• BMW, VANOS
• VAG-konserni, FSI, TFSI

Lähteet

• Car and Driver
• Artikkeli käyttää sisältöä englanninkielisen Wikipedian Variable_valve_timing-artikkelista. Wikipediasta voi ottaa tekstiä tietyin ehdoin, koska Wikipedia on GFDL-lisenssillä.

Tätä artikkelia on pyydetty kuvitettavaksi. Syy: {{{1}}}. Tarkempia tietoja saattaa olla sivulla AutoWiki:Artikkelitoiveet.