Hình học lượng thay đổi - nó là gì và "tại sao lại cần thiết"

Nhiều người đam mê ô tô có lẽ đã nghe điều gì đó về hình dạng nạp thay đổi: chúng ta đang nói về một ống góp qua đó hỗn hợp nhiên liệu-không khí được bơm vào xi-lanh. Công nghệ này có tên gọi riêng từ các nhà sản xuất khác nhau: VIS, IMRC, DSI, có thể là một cái gì đó khác. Đây là loại hệ thống gì và công dụng của nó là gì?

Công nghệ và bản chất của nó

Không khí và nhiên liệu tạo thành hỗn hợp đi vào xi lanh thông qua đường nạp. Điều này bao gồm: bộ lọc, van tiết lưu, van và ống góp. Chúng tôi quan tâm đến cái sau. Dòng chảy đi qua nó tạo thành một đường viền nhất định và liên tục dao động. Kết quả là, mức độ tích cực của các xi lanh được lấp đầy bằng hỗn hợp phụ thuộc vào tính chất của nó. Rất khó để chế tạo bộ thu sao cho ở bất kỳ tốc độ trục khuỷu nào từ nhỏ nhất đến cao nhất, nó hoạt động phù hợp với tình huống (tức là liên tục thay đổi hình dạng). Vì vậy, các nhà thiết kế phải tìm đến sự thỏa hiệp, làm điều gì đó ở giữa.


Vậy lam gi? Rõ ràng: bạn cần sử dụng đường nạp có chiều dài hoặc diện tích mặt cắt ngang sẽ thay đổi tùy thuộc vào tốc độ động cơ. Cả hai tùy chọn đều được sử dụng rộng rãi trong thực tế và mỗi tùy chọn đều có những đặc điểm riêng.

Chiều dài thay đổi

Bản chất của phương pháp là tạo ra hai đường chuyển động của không khí: dài và ngắn. Để làm được điều này, họ chế tạo một bộ thu gom có ​​một cặp nhánh, mỗi nhánh đều có van ngăn dòng chảy. Khi thiết bị hoạt động ở mức tải tối thiểu, không khí sẽ di chuyển một quãng đường dài. Bộ truyền động đóng nó lại (ví dụ, nó có thể là bộ điều chỉnh chân không) bằng cách sử dụng một bộ giảm chấn ngay khi tốc độ tăng lên.


Kết quả là dòng chảy phải di chuyển dọc theo một phần ngắn của bộ thu. Một ví dụ về giải pháp công nghệ như vậy là động cơ Opel X18XE1 hoặc phiên bản sửa đổi - Z18XE.

Một cách khác để thay đổi độ dài của ống nạp

Nó được thể hiện trong động cơ Opel Z18XEP. Ở đây, thay vì van điều tiết, người ta sử dụng một trống quay có lỗ. Tùy thuộc vào tốc độ trục khuỷu mà không khí được dẫn theo một đường đi ngắn hay dài. Toàn bộ hệ thống được điều khiển bằng điện tử.


Sẽ là sai lầm khi nghĩ rằng những công nghệ như vậy chỉ được sử dụng ở phương Tây. Ví dụ, ở Liên bang Nga, người ta đã biết đến động cơ VAZ-11193 với 1,6 van, thể tích 100 lít và phát triển 2002 "ngựa". Động cơ (2110) được thiết kế cho xe VAZ-137 và Kalina. Công nghệ được sử dụng giúp đạt mô-men xoắn cao nhất là 3000 N*m khi trục khuỷu quay với tốc độ XNUMX vòng/phút.

Ý nghĩa của độ dài thay đổi của bộ thu là tạo thành một mức tăng cộng hưởng. Đây là loại “quái vật” nào?


Khi các van nạp đóng lại, một phần không khí không có thời gian đi vào xi lanh và vẫn còn trong ống góp. Dòng bắt đầu dao động với tần số phụ thuộc vào độ dài đường đi và số vòng quay của trục khuỷu. Kết quả là, áp suất tăng lên, cảm biến “thông báo” và thiết bị điện tử đưa ra tín hiệu mở van điều tiết (quay tang trống): không khí được bơm vào xi lanh.

Twinport (thay đổi mặt cắt ngang của bộ thu)

Công nghệ này được sử dụng trên hầu hết mọi động cơ diesel và xăng, kể cả động cơ tăng áp. Tiết diện càng nhỏ thì lực dòng chảy càng lớn: không khí và nhiên liệu hòa trộn nhanh hơn.


Công nghệ được thực hiện như sau: mỗi xi-lanh có một cặp kênh riêng nối với van nạp, một trong số đó được bọc bằng một van điều tiết. Nó được điều khiển bởi một thiết bị chân không (nó hoạt động nhờ chân không được tạo ra trong ống góp) hoặc ngày nay phổ biến hơn là bằng một bộ truyền động điện. Thuật toán vận hành hệ thống:

✅ ở tốc độ thấp, van điều tiết của một trong các đường dẫn (ngắn) bị đóng lại
✅ dòng chảy theo một đường xoắn ốc dài
✅ Khi công suất động cơ tăng, van điều tiết mở ra và hỗn hợp dễ cháy di chuyển dọc theo cả hai đường

Các nhà sản xuất ô tô đánh dấu công nghệ được mô tả liên quan đến việc thay đổi chiều dài nạp bằng chữ viết tắt của riêng họ. Ví dụ Ford có Dual-Stage, BMW ký hiệu hệ thống là DVAI. Người Nhật (Mazda) thích gọi công nghệ này là VRIS hoặc VICS.


Nếu thay đổi diện tích mặt cắt ngang được áp dụng cho cửa hút gió, các nhà sản xuất ô tô sẽ sử dụng các ký hiệu khác nhau. Ford có CMCV, IMRC, Opel có Twin Port, Volvo có VIS, Toyota có Hệ thống nạp biến thiên.


Việc sử dụng phương pháp nào để thay đổi kích thước của đường nạp không quan trọng. Điều chính là kết quả. Và đó là: công suất động cơ tăng, mức tiêu hao nhiên liệu và hàm lượng các chất có hại trong khí thải giảm, do quá trình đốt cháy nhiên liệu trở nên hoàn thiện hơn. Lý tưởng nhất là hình dạng của đường ống nạp phải thay đổi liên tục tùy thuộc vào tốc độ động cơ. Và những hệ thống như vậy tồn tại! Nhưng thật không may, chúng rất đắt và chỉ có thể tìm thấy trên những chiếc xe cao cấp.

So sánh với động cơ tăng áp

Hình học biến thiên trên động cơ hút khí tự nhiên được nhiều người coi là giải pháp thay thế cho tăng áp. Mục tiêu của nó là tăng sức mạnh và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu. Ở đây phần chính là phần quay với tốc độ 200 nghìn vòng / phút. cánh quạt. Ngày nay, bạn cũng có thể tìm thấy các động cơ tăng áp cải tiến với bộ làm mát khí nạp - một thiết bị làm mát không khí trước khi đi vào xi-lanh. Hệ thống này cải thiện hiệu suất động cơ nhưng có thiết kế phức tạp và tốn kém để sửa chữa. Và nếu sử dụng không đúng cách thì tuổi thọ của động cơ sẽ giảm. So với hệ thống như vậy, sự thay đổi tương đối đơn giản về hình dạng của đường nạp mang lại những lợi thế rõ ràng:

✅ Khả năng bảo trì tốt hơn
✅ Không tác động tiêu cực đến tài nguyên của động cơ đốt trong
✅ Hệ thống đơn giản và dễ bảo trì
✅ Tăng công suất động cơ ngay cả ở tốc độ thấp

Nhược điểm của công nghệ này là các hãng ô tô hiếm khi sử dụng. Vì vậy, phụ tùng thay thế đôi khi không dễ tìm. Có những khía cạnh tiêu cực khác.

Các vấn đề có thể xảy ra với hình học biến đổi

Trước hết, chúng có thể xảy ra với bộ giảm chấn. Các bộ phận quay và do đó bị mòn và bắt đầu lỏng lẻo. Đôi khi điều này có thể được “tính toán” bằng tiếng gõ hoặc tiếng tanh tách phát ra từ đường ống nạp. Nếu không thực hiện các biện pháp, một ngày nào đó van sẽ bị bung ra và phần còn lại của nó sẽ lao thẳng vào xi lanh. Trong trường hợp tốt nhất (điều này rất hiếm), bạn sẽ phải tháo đầu xi-lanh, trong trường hợp xấu nhất (xảy ra thường xuyên hơn) nó đe dọa đến một cuộc đại tu lớn động cơ đốt trong, điều này không thể không mang lại nỗi buồn.


Khoảnh khắc khó chịu thứ hai liên quan đến bộ giảm chấn là sự lắng đọng cặn và bồ hóng trên chúng. Và sự tuần hoàn đóng một vai trò ở đây, đưa khí thải vào đường nạp, nơi rất có thể chứa các hạt bồ hóng. Vì vậy, theo thời gian, hệ thống nạp cần phải được tháo rời và bộ giảm chấn phải được làm sạch bằng máy móc: việc sử dụng hóa chất khó có thể giúp ích được. Ngoài ra còn có những dấu hiệu gián tiếp cho thấy bộ giảm chấn không hoạt động. Đây là sự gia tăng mức tiêu thụ nhiên liệu, giảm sức mạnh. Nhưng những triệu chứng này cũng có thể chỉ ra vấn đề ở các bộ phận khác của xe. Chỉ có chẩn đoán mới giúp xác định chính xác nguyên nhân dẫn đến hành vi bất thường của xe.