Кіріспе

Әдеттегі кремдерді пайдаланбай клапандарды басқаратын қозғалтқыш түрі Кремсіз немесе еркін клапанды поршеньді қозғалтқыш - бұл әдеттегі кремдердің орнына электромагниттік, гидравликалық немесе пневматикалық іске қосылғыштар арқылы жұмыс істейтін клапандар бар қозғалтқыш. Ағылтқыш клапандарды ашу және жабу үшін немесе серіппелермен немесе басқа тәсілдермен жабылатын клапандарды ашу үшін пайдаланылуы мүмкін. Қамшақты біліктердің әр клапанға бір жағы болады, олардың клапан ұзақтығы мен көтеруі белгіленеді. Көптеген заманауи қозғалтқыштарда кремді валдың фазалық режимі қолданылса да, жұмыс істеп тұрған қозғалтқышта көтеру және клапанның ұзақтығын реттеу қиынырақ. Кейбір өндірушілер бірнеше камералы лобты жүйелерді қолданады, бірақ бұл әлі де компромистік, өйткені бір уақытта бірнеше профиль ғана жұмыс істей алады. Бұл камерасыз қозғалтқыштарда емес, онда көтеру және клапанның уақытын клапаннан клапанға және циклден циклге еркін реттеуге болады. Сонымен қатар цикл сайын бірнеше көтергіш оқиғаларға жол беріледі және цилиндрді толығымен сөндіру үшін цикл сайын ешқандай оқиғалар болмайды.

Қамсыз даму

Кэмсіз клапандық пойыздарды ұзақ уақыт бойы бірнеше компаниялар зерттеді, соның ішінде Renault, BMW, Fiat, Valeo, General Motors, Ricardo, Lotus Engineering 1980-ші жылдардың соңында электрогидравликалық клапанды іске қосуды белсенді аспа бағдарламасының бөлінісі ретінде жасады, екеуі де ұқсас электрогидравликалық іске қосу мен басқаруды пайдаланды, Ford, Jiangsu Gongda Power Technologies және Koenigsegg-тің бауырлас компаниясы FreeValve. Бұл жүйелердің кейбіреулері коммерциялық түрде қол жетімді, бірақ әлі күнге дейін өндірістегі автомобильдердің қозғалтқыштарында жоқ. 2015 жылдың көктемінде Кристиан фон Кенигсег журналистерге өз компаниясының технологиясы "жемістілікке дайын" екенін айтты, бірақ оның компаниясының кестесі туралы нақты ештеңе айтпады. 2016 жылдың қарашасында қытайлық автомобиль өндірушісі Qoros Auto 2016 жылғы Гуанчжоу автосалонында Qoros 3 хэтчбегін көрсетті, онда жаңа Qoros "Qamfree" қозғалтқышы көрсетілді. Швед дизайнері FreeValve турбокомпрессорлы қозғалтқыш моторының айналым күші 100 м/с болады деп мәлімдейді. Сонымен қатар, олар ұқсас дәстүрлі қозғалтқышпен салыстырғанда, оның көлемі 50%-ға (оның ішінде биіктігі төмен), салмағы 30%-ға, қуаты мен айналым күші 30%-ға, отын үнемдеуі 30%-ға, сондай-ақ шығарындылары 50%-ға төмендейді деп мәлімдеді. Крисчн фон Кенигсег видеода PHEA камерасыз технологиясы бар Qamfree қозғалтқышы "бес, алты жыл бұрын Германия мен Австрияда жасалған" Qoros қозғалтқышына негізделгенін айтады. Кристиан фон Кенигсегг PHEA камерасыз технологиясы прекатализаторды жоюға мүмкіндік береді деп мәлімдейді, өйткені стандартты катализаторды ауадан шығарылатын циклды басқару арқылы температураға тез жеткізуге болады. B&W MC-нің ескі қозғалтқыштарында бағытты өзгерту, каминдік роллдің бағытын физикалық түрде өзгерту арқылы іске асырылды, ал жаңа каминсіз қозғалтқышта ол компьютер арқылы басқарылады. Бұл бағытты өзгерту кезінде қозғалтқыштың бұзылуы кезінде қозғалтқышты зақымдауы мүмкін механикалық ақаулардың қаупін жояды. Сонымен қатар, бұрандалы вал мен науашақты арасында тізбек байланысы болмағандықтан, қозғалтқыш жеңілірек және бұзылу нүктелері аз. Кэма ошағының болмауы сонымен қатар қозғалтқыштың паразиттік жүктемесі төмен екенін білдіреді, бұл үлкен теңіз қозғалтқыштарында өте пайдалы, өйткені ол көп мөлшерде қуат үнемдеуге теңелуі мүмкін. Кэмсіз қозғалтқышпен отынды енгізу және шығару уақытын тікелей қозғалтқышты басқару блогы басқарады және оны қозғалтқышты тоқтатпай үнемі өзгертіп, реттей алады. Бұл қозғалтқыштың төменгі айналымда жұмыс істеуіне мүмкіндік береді, бұл кемелерде пайдалы, өйткені ол ілмектеген кезде төмен жылдамдықта маневр жасауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, кеме маневр жасағанда, компьютермен басқарылатын отын құю және клапан уақытын басқару жылдамдықты тез басқаруға мүмкіндік береді, сондықтан апаттық жағдайларда тез тоқтатылады. Электрокарбонат клапандар электронды түрде іске қосылатын клапанды басқару үшін қолданылады. Олар сұйықтық немесе газ ағынын басқару үшін қолданылады және көбінесе сұйықтықтарда басқару элементтері ретінде қолданылады. Олар көпфункционалды, олар сұйықтықты жоғары сенімділікпен және жылдам өңдеумен босатып, сөндіреді, араластырады немесе таратады. Соленоидты клапандар нарығы барлық өңірлерде өсіп келеді. Жыл сайын қолданылу салалары көбейіп, технологияның жетістігі және сұйықтықтарды автоматтандырудың дамыған технологиялары нарықты әлемдік деңгейде қозғаушы фактор болып отыр.

Кэмсіз қозғалтқыштардың техникалық шектеулері

Кәдімгі механикалық кремді бұранданың іске қосылуы өте жоғары күштерді тудырады, бұл өте жоғары қаттылық / кәдімгі заманауи клапандар желісінің төмен механикалық сәйкестігімен біріктіріледі, бұл қозғалтқыш клапандарының орнын өте дәл және дәйекті түрде басқару үшін қолданылады. Бұл клапанның өте жоғары жылдамдауы мен көтерілу деңгейін, сондай-ақ клапаннан клапанға және клапаннан поршеньге өте кішкентай клиренстерді өте жоғары қозғалтқыш жылдамдықтарымен бірге пайдалануға мүмкіндік береді. Мысалы, FIA шектеулеріне дейін Формула 1 қозғалтқыштары 20,000 айналымнан астам жылдамдықпен жұмыс істеді және 330 ат күші / литрден астам қуаттылық, әдетте, кәдімгі кәмшақты және механикалық клапанды іске қосуды қолданады. Бұл жоғары қозғалтқыш жылдамдығы мен қуатына кәмсіз клапанды іске қосу арқылы қол жеткізуге болады. 20 000 айналымда клапандар секундына 166 рет ашылып, жабылады.

Шығарындылар

Кэмсіз қозғалтқыштар олардың теңдестірілген кэмшафт әріптестерінен аз шығарынды шығарады, өйткені олар жану процесін дәл басқара алады, бұл барлық көмірсутектерді толығымен жануға мүмкіндік береді. Компьютер отынның толық сарқылып кетпегенін сезініп, цилиндрге отынның аз мөлшерін жеткізу үшін клапанды бірден босатады. ECU әрдайым клапанның уақытын, биіктігін және отын / ауа қоспаларын оңтайландыру үшін оңтайландыруға болады. Ол NOx және SOx (көкөрт оксиді) шығарындыларының көп екенін сезініп, ауаның ыстық немесе салқын болуына байланысты уақытты өзгерте алады. Қозғалтқыш механикалық емес, электронды түрде жұмыс істейтіндіктен, камерасыз қозғалтқыштарды механикалық өзгерістерсіз жаңа шығарынды ережелеріне сәйкес жаңартуға болады.

Отын құю

Кәмсіз қозғалтқыштар отынды кезең-кезеңмен бөлуді қолдану арқылы NOx шығарындыларын одан әрі азайта алады. Отынды үнемі ағызып отырудың орнына, отынды кезең-кезеңмен қосу отынды ең толық жану үшін оңтайлы уақытта енгізеді. Отынды инъекциялау жеткілікті қысым болған кезде тоқтатылуы мүмкін және қысым аз болған кезде отынды көбірек қосуға болады, бұл қозғалтқыштардың кемелді дизель циклына жақындауына мүмкіндік береді. Бұл қозғалтқыштың қоршаған ортаға және металдың жылу қуатына сәйкес тиімді жұмыс істеуіне мүмкіндік береді.

Ұзақ мерзімді әсерлері

Бұл жаңа қозғалтқыштар өздігінен диагностика жасай алады және оператордың параметрлерін өзгертпей тиімді жұмыс істей алады, сондықтан осы қозғалтқыштарды теңізде күтіп ұстауға кішігірім экипаж қажет. Бұл экипаждың азаюы арзан тасымалдау мен әлемдік сауданың артуына әкеледі.

Көліктегі кремсіз қозғалтқыштар

Британдық Camcon Technology компаниясы өзінің интеллектуалды клапанды іске қосу жүйесіне (IVA) негізделген жолаушылар көліктері үшін камерасыз қозғалтқыш әзірлеп жатыр. Камкон Jaguar Land Rover компаниясымен IVA-ны Ingenium 2.0l 4 цилиндрлі бензиндік қозғалтқышына орнату үшін ынтымақтасқан және олар 2017 жылғы Аахендегі коллоквиумда нәтижелерін бірлесіп жариялаған. Сондай-ақ, "Камкон" Autocar журналында жарияланған мақала мен бейнеде оның ерекшеліктері мен пайдасы туралы сөз қозғады. Швед компаниясы Freevalve AB (бұрынғы Cargine), Koenigsegg Automotive AB-нің бауырлас компаниясы, SAAB автомобильдерінің қолданыстағы қозғалтқышында камуляторсыз жүйені әзірлеп жатыр. 2016 жылдың сәуірінде қытайлық Qoros автокөлік өндірушісі Freevalve технологиясын қамтитын концепт-көлікті ұсынды. 2020 жылдың наурызында Koenigsegg Automotive AB өзінің алғашқы төрт орындық автомобилін, Gemera, жариялады. Ол үш электр қозғалтқышымен бірігіп, 2,0 литрлік қатарлы үш қозғалтқышымен қуатты. Екі электр қозғалтқышы, олардың әрқайсысы , арткы доңғалақтарда. Үшінші қозғалтқыш қозғалтқыштың краншафтасына бекітіледі және алдыңғы доңғалақтарды қозғалтқышпен жұмыс істеуді Кенигсегг кішкентай достық алып (TFG) қозғалтқышы деп атайды. Ол 600 ат күші бар және Freevalve технологиясын қолданады.