Değişken Supap Zaman Ayarı
Çeşitli otomobil firmalarının değişik adlarla (Vanos, vvt-i, mıvec, vitec, v.b.) kullandıkları bu sistem supapların değişik devirlerde maksimun tork verecek şekilde açılıp kapanma derecelerini ayarlar. Örneğin bu sistemde 1000 d/d’da egzoz supabı AÖN’dan 450 önce açıyorsa, 4000 d/d’da piston hızı çok arttığından egzoz gazlarının dışarı çıkması için daha az zaman bulunur bunun için egzoz supabı daha erken açılması gerekir. Yani 450 yerine 600 önce açılabilir.
Yani değişken sistemin kullanılmadığı motorlarda düşük devirlerde oluşan gaz kaçakları ile yüksek devirde, içeriye eksik karışım alınıp egzoz gazlarının hepsinin dışarı atılamaması gibi problemlerin önüne geçilmiş olur.
Örneğin; Volkswagen ve Audi otomobillerinde kullanılan değişken supap zamanlayıcısına bir bakalım
Hidrolik silindir, değişken supap zamanlayıcısını yükseltir ve alçaltır. Motor yağ devresi vasıtasıyla hidrolik silindire yağ temin edilir. Değişken supap zamanlama muhafazasına bağlı olan değişken supap zamanlama valfi vasıtasıyla motor kontrol ünitesi hidrolik silindiri kontrol eder
Düşük devirlerde piston o kadar yavaş hareket eder ki, emme borusundaki karışım pistonun hareketini takip eder. Emme supabı erken kapatılmalıdır ki, yakıt-hava karışımı tekrar emme manifolduna geri dönmesin.
 |
 |
| Şekil A: Düşük devirde emme supabının pozisyonu | Şekil B: Yüksek devirde emme supabının pozisyonu |
Yukarıda Şekil-B de de görüldüğü gibi yüksek devirlerde emme borusundaki emiş hızı o kadar yüksektir ki, piston geriye doğru hareket etmesine rağmen karışım silindire akmaya devam edebilir. Yakıt-hava karışımı silindire giremez duruma geldiğinde emiş borusu kapanır.
Değişken supap zamanlamasının görevi
Değişken supap zamanlaması, rölanti, maksimum güç ve tork ve ayrıca egzoz gazı devirdaimi için o motora özel en uygun supap zamanlamasını ayarlama görevini üstlenir.
Rölanti
Rölantide, emme kam mili geç açılacak ve dolayısıyla geç kapanacak konumunda ayarlanmıştır. Egzoz kam mili ÜON’dan çok önce kapanacak şekilde ayarlanmıştır. Yanma esnasında gaz atığının en az seviyede olması nedeniyle düzenli bir rölanti elde edilir.
Çıkış Gücü
Yüksek devirlerde yüksek çıkış gücüne ulaşabilmek için egzoz supapları geç açılır. Yanan gazın genleşmesi pistona etki eder. Emme supabı ÜON’dan sonra açılacak ve AÖN’dan sonra geç kapanacaktır. Bu yüzden içeri giren havanın dinamik ilave yük etkisi çıkış gücünün artmasında kullanılır.
Tork
Maksimum torka ulaşabilmek için yüksek hacimsel etkiye ulaşılması gerekir. Bundan dolayı emme supabı erken açılmalıdır. Erken açılmadan dolayı da yine erken kapanır ve yanmamış gazın çıkışı önlenir. Egzoz kam mili ÜÖN’dan kısa süre önce kapanır.
Egzoz gazı devridaimi
Dahili egzoz gazı devridaimi emme ve egzoz kam millerinin ayarlanmasıyla elde edilir. Bu işlemden egzoz gazı egzoz kanalından emme kanalına akarken emme ve egzoz supaplarının ikisi de açıktır. Supapların açıklığı devridaimdeki egzoz gazı miktarına bağlıdır. Emme kam mili, supapların ÜÖN’dan hemen önce ve egzoz kam milinin ÜÖN’dan hemen önce kapanacak şekilde ayarlanmıştır. Emme ve egzoz valflerinin açık olduğunda egzoz gazı devridaimdedir. Dış egzoz gazı devridaimine karşın iç egzoz gazı devridaiminin avantajı sistemin hızlı reaksiyonu ve geri dönen egzoz gazlarının iyi bir şekilde eşit dağılımıdır.
Değişken supap zamanlamasının yapısı
Ayarlayıcı
Emme kam milinin ayarlanması için kullanılan kanat hücreli ayarlayıcı doğrudan emme kam milinin üzerine takılmıştır. Emme kam milini motor kontrol ünitesinden gelen sinyallere göre ayarlar. Her iki kanat hücreli ayarlayıcı hidrolik olarak çalışır ve motor yağ devirdaim devresine bağlı kumanda muhafazasının üzerindedir. Egzoz kam milinin ayarlanması için kullanılan kanat hücreli ayarlayıcı doğrudan egzoz kam milinin üzerine takılmıştır. Egzoz kam milini motor kontrol ünitesinden gelen sinyallere göre ayarlar.
Kumanda Muhafazası
Kumanda kutusu silindir kapağına bağlanmıştır. Kumanda muhafazası içinde her iki kanat hücreli ayarlayıcıya giden yağ kanalları bulunur.
İki selenoid valf
Kumanda muhafazasına yerleştirilmiş iki selenoid valf mevcuttur. Motor kontrol ünitesinden gelen sinyallere göre motor yağ basıncını her iki kanat hücreli ayarlayıcıya dağıtır. Emme kam mili zamanlama valfi emme kam milinden ve egzoz kam mili zamanlama valfi egzoz kam milinden sorumludur.
Değişken supap zamanlamasının çalışma prensibi
Eksantrik mili ayarının kontrolü motor kontrol ünitesi tarafından yapılır. Eksantrik mili ayar bilgisi motor devir sayısı, motor yükü ve motor sıcaklığı ve aynı zamanda krank ve eksantrik millerinden alınır. Eksantrik milinin ayarlanması için motor kontrol ünitesi emme kam mili zamanlama ve egzoz kam mili zamanlama selenoid valflerini çalıştırır. Kumanda muhafazasındaki yağ kanallarını açar. Motor yağı kanat hücreli ayarlayıcıya kumanda muhafazası ve eksantrik milinden geçerek ulaşır. Kanat hücreli ayarlayıcı döner ve eksantrik milini motor kontrol ünitesindeki değerlere göre ayarlar.
Emme kam milinin ayarı
Motor kontrol ünitesi tarafından motorun tüm devir aralığı için ayarlanır. Maksimum ayar değeri 52° krank açısıdır. Ayarlama motor kontrol ünitesindeki harita değerlerine bağlı olarak yapılır.
Emme eksantrik mili kanat hücreli ayarlayıcının yapısı
Emme eksantrik mili ayarlayıcısı:
Dış rotorlu muhafaza (Zincir dişliyle sıkıca bağlıdır) ve İç rotordan (Eksantrik miliyle sıkıca bağlıdır) oluşur.
Emme eksantrik mili
“Avans” mekanizmasının çalışması:
Emme eksantrik mili, egzoz gazı devridaimi ve tork artışı amacıyla “emme supaplarının ÜÖN’dan önce açılma” konumuna ayarlanmıştır. Bu konumu değiştirmek için motor kontrol ünitesi emme eksantrik mili zamanlama ayar valfini çalıştırır. Valf çalıştırıldığında kumanda pistonunu hareket ettirir. Kumanda muhafazasında avans yağ haznesi ayar derecesine bağlı olarak açılır. Sonuç olarak basınç altındaki motor yağı kumanda muhafazasından eksantrik mili içindeki halka kanalına akar.
Şekil: Emme eksantrik mili kanat hücreli ayarlayıcının yapısı
Yağ daha sonra eksantrik mili yüzeyindeki beş kanaldan kanat hücreli beş avans haznesine akar. Orada iç rotorun kanatları üzerine baskı yapar. iç rotor dış rotora (ve krank miline) göre döner ve eksantrik milini de döndürür. Sonuç olarak eksantrik mili krank mili dönüş yönünde döner ve emme supapları açılır.
Eksantrik milinin geciktirilmesi
Motor rölantide çalıştığında veya motordan yüksek performans beklendiğinde emme eksantrik mili emme supapları daha geç açılacak şekilde geç açılır. Bu da ÜÖN’dan sonra olur. Emme eksantrik milini geciktirmek için motor kontrol ünitesi emme eksantrik mili zamanlama ayar valfini çalıştırır. Selenoid valf kumanda pistonunu hareket ettirerek zamanlamayı geciktirmek amacıyla hazneyi açar.
Yağ kumanda muhafazasından eksantrik mili halka kanalına akar. Yağ eksantrik mili içindeki kanallardan eksantrik mili ayarlayıcısı bağlantı cıvatasını hazne deliğine akar. Oradan eksantrik mili ayarlayıcısının 5 kanalından iç rotorun kanatlarının arka tarafına geçer.
Yağ basıncı iç rotora baskı yapar ve eksantrik mili krank mili dönüş yönünde döner ve supaplar daha geç açılır. Yağ haznesinin zamanlama geciktirmesi için açıldığında kumanda pistonu avans için yağ haznesi geri dönü.ünü açar ve basıncı düşürür. Geciktirme yönündeki dönüş avans yağ haznesindeki yağı dışarı iter ve yağ avans haznesinden çıkar.
Egzoz eksantrik mili
Egzoz eksantrik milinin ayarlanması
Daha önce bahsettiğimiz gibi emme eksantrik mili kontrol ünitesi tarafından düzenli olarak ayarlanır. Buna karşın egzoz eksantrik mili yalnızca kontrol edilebilir. Kontrol ünitesi yalnız normal konumu ve rölanti durumlarında ayarlama yapar. Ayar açısı maksimum 22° krank açısı değerindedir.
Egzoz eksantrik mili kanat hücre ayarlayıcısının yapısı, emme ve egzoz eksantrik milleri için kanat hücreli ayarlayıcılar tasarım açısından aynıdır. Yalnızca ayar kolu 22°’lik krank mili açısı değeri nedeniyle iç rotor daha geniştir.
Normal konum
Egzoz eksantrik mili rölanti devri üzerindeki devirlerde ve motorun çalışma esnasında normal konumdadır. Egzoz supapları o zaman ÜON’dan kısa süre önce kapanır. Egzoz eksantrik mili çıkış gücü, tork ve egzoz gazı devridaimi modlarındayken bu konumdadır. Egzoz eksantrik mili zamanlama ayar valfi bu modarda çalışmaz.
Normal konumda çalışma
Normal konumda egzoz eksantrik mili valfleri ÜON’dan hemen önce kapatacak şekilde konumlandırılır. Egzoz eksantrik mili zamanlama ayar valfi motor kontrol ünitesi tarafından kontrol edilmez. Bu konumda zamanlama geciktirme yağ haznesi açılır. Basınçlı motor yağı yağ kanalları üzerinden egzoz eksantrik milinin halka kanalına gider. Oradan eksantrik mili ön delikleri üzerinden eksantrik mili ayarlayıcının yağ odasına gider. Orada iç rotorun kanadına karşı basınç uygular. Kanatlar eksantrik milini de döndürür. Eksantrik mili selenoid valf çalıştırılmadıkça bu pozisyonunu korur.
Rölanti
Rölantide ve 1200 d/d’ya kadar egzoz eksantrik mili avans yönünde ayarlanır.
Rölantide çalışma
Egzoz eksantrik mili zamanlama ayar valfi motor kontrol ünitesi tarafından kontrol edilir. Bu, kumanda pistonunu iter ve kumanda muhafazasında ba.ka bir yağ haznesini açar. Motor yağı şimdi eksantrik milinin bir başka halka biçimli yivine ve delikli eksantrik mili üzerinden eksantrik mili ayarlayıcısına akar. Orada iç rotorun kanadına baskı yapar. Kanat eksantrik miliyle birlikte motor dönme yönünde döner. Böylece egzoz supapları erken açılır ve kapanır. Kanadın ön tarafındaki yağ eksantrik mili ayarlayıcısı içindeki delikten sabitleme cıvatası deliğine ve eksantrik mili halka kanalından selenoid valfe geri döner. Selenoid valfte yağ geri dönüş kanalı üzerinden kontrol kutusu kapağına geri döner.
Yağ sistemi
Değişken supap zamanlaması sistemi yağ basıncının 0.7 bar veya daha yüksek olması durumunda çalışır.
Yağın basınç altında akışı
Yağ pompası tarafından oluşturulan yağ basıncı silindir bloğu üzerinden silindir kapaklarına gider ve oradan bir yağ filtresi üzerinden eksantrik mili ayarlayıcısının kumanda muhafazasına gider. Kumanda muhafazasındaki kanallar üzerinden geçerek eksantrik milinin halka biçimindeki yivine ulaşır. Oradan delikli eksantrik mili üzerinden eksantrik mili ayarlayıcısına ulaşır.
Basınçsız yağın akışı
Yağ basınçsız olarak eksantrik mili ayarlayıcısı bölmesinden eksantrik milinin halka biçimindeki yivi üzerinden kumanda muhafazasına geri döner. Kumanda muhafazası içerisinde yağ selenoid valfe geri döner. Selenoid valften zamanlama zinciri kapağı üzerinden kartere akar.