Τι είναι ο μεταβλητός χρονισμός βαλβίδων;

Ο μεταβλητός χρονισμός των βαλβίδων (VVT) έχει μακρά ιστορία στις μοτοσυκλέτες και έχει περάσει από διάφορα στάδια. Δεν πρόκειται για νέα ιδέα αφού οι πρώτες εφαρμογές έγιναν τη δεκαετία του `80 με τη Honda να παρουσιάζει το 1983 το σύστημα REV στο CBR400, ενώ το GTR1400 της Kawasaki ήταν εξοπλισμένο με τέτοιο σύστημα το 2006. Παρόμοιες λύσεις είχαμε δει από τη Suzuki και τη Ducati και σήμερα o μεταβλητός χρονισμός επανέρχεται στο προσκήνιο χάρη στο σύστημα ShiftCam της BMW. Όμως πηγαίνει ένα βήμα παραπέρα καθώς δεν μεταβάλει μόνο το πότε ανοίγουν και κλείνουν οι βαλβίδες, αλλά αλλάζει τελείως το προφίλ των εκκεντροφόρων, που σημαίνει ότι διαφοροποιεί το βύθισμα, τη γωνία επικάλυψης (overlap) και τον χρόνο που μένουν ανοικτές οι βαλβίδες. Το βύθισμα περιγράφει το πόσο πολύ ανοίγει η βαλβίδα και είναι σημαντικό γιατί μεγαλύτερο βύθισμα σημαίνει μεγαλύτερη ροή μείγματος ή καυσαερίων. Το overlap είναι το χρονικό διάστημα για το οποίο παραμένουν ταυτόχρονα ανοικτές οι βαλβίδες εισαγωγής και εξαγωγής.   

Μέχρι σήμερα ο μεταβλητός χρονισμός στους κινητήρες μοτοσυκλετών έχει περάσει από διάφορα στάδια. Όπως αναφέραμε πιο πάνω, η αρχή έγινε με το REV της Honda, το οποίο ουσιαστικά έκανε έναν τετραβάλβιδο κινητήρα να δουλεύει μόνο με τις 2 βαλβίδες σε κάθε κύλινδρο όταν λειτουργούσε στις χαμηλές στροφές. Όταν οι στροφές ανέβαιναν, η υψηλή πίεση του λαδιού, έσπρωχνε έναν πείρο, ο οποίος εισχωρούσε στα κοκοράκια και ενεργοποιούσε το δεύτερο σετ βαλβίδων. Αργότερα, η Honda παρουσίασε το Hyper VTEC, που χρησιμοποιούσε το VFR800, το οποίο καταργούσε τα κοκοράκια και οι λοβοί του εκκεντροφόρου επενεργούσαν απευθείας πάνω στις βαλβίδες. Αλλά και αυτό το σύστημα χρησιμοποιούσε μεταλλικούς πείρους οι οποίοι ενεργοποιούν τις υπόλοιπες βαλβίδες μέσω της πίεσης του λαδιού. Τα συστήματα αυτά της Honda δεν διαφοροποιούν το βύθισμα, τη διάρκεια, το overlap ή τον χρονισμό των βαλβίδων, απλά διαφοροποιούν το πόσες από αυτές λειτουργούν στις χαμηλές στροφές. Αυτά μπορεί να επηρεάζουν τη συμπεριφορά του κινητήρα και να αυξάνουν τη ροπή στις χαμηλές στροφές, αλλά δεν είναι συστήματα μεταβλητού χρονισμού.

Τα πιο συνηθισμένα συστήματα VVT διαθέτουν ένα έξτρα εξάρτημα μεταξύ του εκκεντροφόρου και του γραναζιού που δίνει κίνηση σε αυτόν. Το συγκεκριμένο εξάρτημα ονομάζεται cam phaser και μπορεί να αλλάξει τη θέση του εκκεντροφόρου σε σχέση με το γρανάζι έως και 30 μοίρες και η λειτουργία του γίνεται με την πίεση του λαδιού ή με κάποιο φυγοκεντρικό σύστημα. Αυτό είναι χρήσιμο γιατί διαφορετικά δεν θα μπορούσες να έχεις τον ιδανικό χρονισμό των βαλβίδων σε όλο το φάσμα στροφών του κινητήρα. Στις υψηλές στροφές χρειάζεσαι μεγάλη γωνία επικάλυψης και θέλεις οι βαλβίδες εισαγωγής να ανοίγουν νωρίς και όσο ο κινητήρας βρίσκεται ακόμα στο στάδιο της εξαγωγής των καυσαερίων, προκειμένου να γίνει αποτελεσματικά η πλήρωση του κυλίνδρου. Αντίστοιχα, οι βαλβίδες εξαγωγής πρέπει να μείνουν ανοικτές στην αρχή του σταδίου της εισαγωγής, ώστε να δώσουν χρόνο στα καυσαέρια να φύγουν από τον κύλινδρο. Όμως αυτό το overlap των βαλβίδων στις χαμηλές στροφές θα είχε ως αποτέλεσμα μέρος του μείγματος να έβγαινε άκαυστο από τον κύλινδρο με σημαντικές επιπτώσεις στην κατανάλωση και τις εκπομπές ρύπων. Ο μεταβλητός χρονισμός επιτρέπει τη μεταβολή της γωνίας επικάλυψης των βαλβίδων ανάλογα με τις στροφές λειτουργίας. Τα πιο απλά συστήματα μεταβάλουν μόνο το χρονισμό του εκκεντροφόρου των βαλβίδων εισαγωγής μεταξύ δυο προκαθορισμένων θέσεων σε συγκεκριμένες στροφές ανά λεπτό. Πιο εξελιγμένα συστήματα μεταβάλουν το χρονισμό και του εκκεντροφόρου των βαλβίδων εξαγωγής και μάλιστα αυξάνουν σταδιακά το overlap των βαλβίδων, όσο αναβαίνουν οι στροφές.

Τα συγκεκριμένα συστήματα όμως διαφοροποιούν μόνο τον χρονισμό και τη γωνία επικάλυψης των βαλβίδων, ενώ το βύθισμα και η διάρκεια παραμένουν αμετάβλητα. Εδώ κάνει τη διαφορά το νέο σύστημα ShiftCam της BMW το οποίο μάλιστα είναι απλό, αλλά αποτελεσματικό. Επενεργεί μόνο στον εκκεντροφόρο εισαγωγής (τουλάχιστον προς το παρόν) και στην ουσία πρόκειται για δύο εκκεντροφόρους σε έναν. Κάθε εκκεντροφόρος εισαγωγής έχει δύο σετ λοβών. Το ένα σετ είναι ήπια χρονισμένο με μικρό βύθισμα, διάρκεια και overlap κάτι που βελτιώνει τη ροπή στις χαμηλές στροφές, την κατανάλωση καυσίμου και τις εκπομπές ρύπων. Το άλλο σε είναι πιο «άγρια» χρονισμένο με μεγαλύτερο βύθισμα, διάρκεια και overlap και βελτιώνει τη λειτουργία του κινητήρα στις υψηλές στροφές. Τα έκκεντρα βρίσκονται το ένα δίπλα στο άλλο και όλος ο εκκεντροφόρος μετακινείται μερικά χιλιοστά τη στιγμή που οι βαλβίδες είναι κλειστές. Μπορεί από το συγκεκριμένο σύστημα να απουσιάζει ο παράγοντας της συνεχούς σταδιακής μεταβολής του χρονισμού, αλλά το να μπορείς να αλλάζεις το βύθισμα και τη διάρκεια είναι πιο σημαντικό.

Αν σου άρεσε: Κοινοποίησέ το »
Σχολίασέ το, στη σελίδα μας στο Facebook »

Βύθισμα είναι το πόσο «ανοίγει» η βαλβίδα
Overlap είναι ο χρόνος που οι βαλβίδες μένουν ανοιχτές ταυτόχρονα
Ο μεταβλητός χρονισμός επιτρέπει τη μεταβολή του overlap ανάλογα με τις στροφές λειτουργίας.
Tα πιο απλά συστήματα μεταβάλουν μόνο το χρονισμό των βαλβίδων εισαγωγής, ενώ πιο εξελιγμένα επεμβαίνουν και στις βαλβίδες εξαγωγής.
Έχεις οδηγήσει κάποια μοτοσυκλέτα ή scooter με μεταβλητό χρονισμό; Καταλάβαινες διαφορά;