Motocykl poleca:

Zmienne fazy rozrządu w silniku typu bokser

Poleć ten artykuł:

Dostaliśmy cynk, że BMW pracuje nad bokserem mającym rozrząd ze zmiennymi fazami. Mało tego – domysły potwierdzają szpiegowskie zdjęcia. Sprawa wygląda interesująco.

Zobacz całą galerię

Spadki mocy w określonych zakresach obrotów oraz nieharmonijne przebiegi krzywych mocy i momentu odeszły do historii – to brzmiałoby pięknie. Albo: sterowanie czasami otwarcia zaworów służy nie tylko uzyskaniu najwyższej mocy, ale i obniża zużycie paliwa. Czy nie byłoby fajnie, gdyby silnik mógł w niemal każdej chwili dysponować sporym zapasem momentu obrotowego dostępnym od samego dołu, gdyby zapewniał dynamiczną reakcję w środkowym zakresie i superkopa przy najwyższych obrotach? Gdyby oszczędnie obchodził się z paliwem, ale też spełniał wymogi normy emisji spalin Euro 6? Jestem pewien, że silnik taki musiałby mieć zmienne fazy rozrządu.

Taki silnik to nie utopia

W branży samochodowej ten temat jest traktowany bardzo poważnie, a prym w tej sprawie wiedzie BMW. Już od 2001 roku fi rma produkuje seryjnie układy rozrządu z w pełni zmiennymi fazami, od tego czasu coraz więcej pojazdów wyposażając w systemy Vanos (stosowany od 1992 roku, zmieniający ustawienia wałków rozrządu) oraz Valvetronic (zapewniający zmienne skoki zaworów). Zaletą tych rozwiązań jest to, że zawory pozostają otwarte dokładnie tak długo, jak wymagają tego konkretne warunki pracy, a sterowanie obciążeniem silnika następuje przez układ rozrządu.

Oznacza to, choć pewnie tylko nieliczni posiadacze beemek zdają sobie z tego sprawę, że czas przepustnicy w układzie dolotowym dobiega końca. Dziś w razie awarii przejmuje ona jeszcze sterowanie dopływem powietrza, ale oprócz tego nie stanowi już żadnej przeszkody. Technicznie rzecz ujmując wygląda to tak, że znika element, który z powodu wywołanych przez niego strat (wynikających z dławienia i zawirowań mieszanki, szczególnie przy częściowym obciążeniu, tj. przy odkręconym do połowy albo do jednej czwartej gazie) przeszkadza w efektywnym napełnianiu cylindrów i spalaniu, wzmagając tym samym apetyt na paliwo (patrz „Ruchome masy” na następnej stronie).

Czy w BMW pracują lenie?

Wróćmy do motocykli BMW. Czy Bawarczycy eksperymentują z zastosowaniem takiego rozwiązania w nowym silniku? Ludzie z BMW stanowczo temu zaprzeczają i odmawiają komentowania szpiegowskich zdjęć. Nie chcą rozmawiać o kolejnej generacji systemu Valvetronic i zapewniają, że pokazane im zdjęcia nie mają z nimi nic wspólnego.

Ruchome masy

Systemy Vanos i Valvetronic pracują w milionach aut BMW. Mimo to inżynierowie ciągle walczą o każdy miligram i każdą dziesiątą część milimetra. Pod względem mechanicznym jest to mistrzostwo świata.

Ruchome masy, czasy sterowania, odporność na wysokie obroty – te sprawy są istotne także w przypadku boksera BMW. Im mniej elementów musi zostać wprawionych w ruch, im są one lżejsze oraz im mniejsze ich przyspieszenia, tym mniej problemów pojawia się podczas użytkowania.

Problem Valvetronica: wałek rozrządu naciska nie bezpośrednio na dźwigienkę sterującą następnie pracą zaworu (patrz ilustracja poniżej), lecz najpierw na dźwigienkę pośrednią, a ta uruchamia dźwigienkę wleczoną, która steruje zaworem. Wałek mimośrodowy, który jest napędzany silnikiem elektrycznym, najpierw ustawia dźwigienkę pośrednią w taki sposób, że skok dźwigienki wleczonej zwiększa się lub zmniejsza. Przy tym ruchomymi masami są nie tylko zawór i dźwigienka wleczona, ale też dodatkowa dźwigienka pośrednia oraz rolki wraz z wałkami. Ogranicza to bardzo mocno przyspieszenia zaworu i praca na wysokich obrotach zaczyna stanowić problem, nawet jeśli wewnętrzne tarcie jest minimalizowane, bo pracują wyłącznie rolki.

Druga strona medalu: na niskich lub średnich obrotach przy częściowym obciążeniu polecenia otwarcia lub przymknięcia gazu są tak przeliczane, by napełnienie cylindrów było odpowiednie. Rezultatem są optymalne czasy sterowania zaworami (podwójny system Vanos) oraz precyzyjnie określony skok zaworów ssących (system Valvetronic), do pewnego stopnia niezależny od obrotów wału korbowego i wałka rozrządu. Przepustnica jest tu zbędna, dzięki czemu znikają niepożądane zawirowania i straty wywołane dławieniem. Efekt: optymalne napełnienie komór spalania, a więc niższe zużycie paliwa (nawet o kilkanaście procent) oraz poprawa przebiegu krzywej momentu obrotowego.

Nim wszystkie te elementy zaczną współpracować, dostawcy i montażyści muszą wykonać kawał precyzyjnej roboty. Nawet najmniejsze błędy i związane z nimi zmiany skoku zaworów mogą doprowadzić do niepożądanych efektów. Np. w przypadku rzędowej szóstki odchylenie rzędu 0,1 mm może spowodować gaśnięcie silnika lub podniesienie obrotów o kilkaset na minutę. Z drugiej strony zastosowanie Valvetronica oznacza bardziej spontaniczną reakcję na gaz, co motocykliści cenią sobie szczególnie.

Użycie powyższych systemów w silnikach kręcących pięciocyfrowe wartości nie wchodzi w rachubę. Z bokserem sprawa jest inna: jego charakterystyka pracy i zakres zastosowań pozwala sądzić, że zmienne fazy rozrządu wyjdą mu na dobre.

Tagi: zmienne fazy rozrządu | silnik bokser | fazy rozrządu

Oceń artykuł:

--

Motocykl OnlinePorady dla motocyklistów

Porady dla motocyklistów Porady dla motocyklistów Porady dla motocyklistów Porady dla motocyklistów
ZOBACZ RÓWNIEŻ Zamknij