Structurarea lucrStructurarea lucrăării:rii:

1. Introducere

2. Prima generaţie sistem Valvetronic

3. Funcţionarea sistemului Valvetronic

4. A II-a generaţie a sistemului Valvetronic

5. Sistemul Vanos

6. Concluzii

7. Bibliografie

IntroducereIntroducere

Ce este un sistem de distributie?- Componenta a mtorului cu ardere interna,care asigura evacuarea

gazelor arse din cilindrii si umplerea acestora cu fluid proaspat.

- Comanda inchiderea si deschiderea supapelor de admisie si

evacuare,in raport cu cilclul de functionare al motorului

- In cazul sistemului de distributie clasic fazele distributiei,care reprezinta

momentele de deschidere si inchidere a supapelor sun fixe indiferent de

regimul de functionare al motorului

IntroducereIntroducere

Ce este un sistem de distributie variabila?

Sistemele de distribuţie variabilă sunt capabile să modifice momentul,

durata şi înălţimea de deschidere a supapelor (una sau mai multe dintre

acestea, în diferite combinaţii) în timpul funcţionarii motorului in scopul

optimizarii parametrilor functie de regimul de turatie si sarcina.

IntroducereIntroducere

Necesitatea distributiei variabile:- optimizarea puterii,cuplului motor, consumului de combustibil si emisiilor

poluante la toate regimurile de functionare ale motorului

Prima generaţie a sistemului Prima generaţie a sistemului ValvetronicValvetronic

Începând cu anul 2001, BMW a introdus noul motor pe benzină, în patrucilindri, echipat cu sistemul de distribuție variabilă Valvetronic. Acest motor (cod N42) a fost primul cu distribuție variabilă electromecanică, cu variație continuă a înălțimii de ridicare a supapelor de admisie. Datorită acestui sistem de distribuție motorul N42 avea consumul de combustibil mai mic cu 15%, comparativ cu motorul de generație mai veche. Pentru a preîntâmpina viitoarele norme de emisii poluante, BMW a demarat începând cu anii 1990 studiul privind concepția unui sistem de distribuție variabilă. Având în vedere necesitatea de producere în masă a acestui sistem, s-a pus accent pe principiul de funcționare potrivit pentru acest concept. BMW a studiat potențialul sistemelor de distribuție mecanice, hidraulice și electromecanice, precum și combinații între acestea, iar în final s-a decis pentru utilizarea unui sistem de acționare electromecanic.

Fig 1.Sistemul de distribuție Valvetronic – vedere asupra sistemului de acționare

1. chiulasă

2. supapă de evacuare

3. supapă de admisie

4. arbore cu came evacuare

5. motor electric de acționare

6. angrenaj melcat

7. arbore cu excentric

8. levier intermediar

9. arbore cu came admisie

10. arc de revenire levier intermediar

11. culbutor

12. reazem hidraulic culbutor

Fig 2. Componentele sistemului de distribuție Valvetronic

Componentele sistemului Valvetronic:Componentele sistemului Valvetronic:

Funcţionarea sistemului ValvetronicFuncţionarea sistemului Valvetronic

Deschiderea supapei de admisie (3) se realizează prin intermediul levierului intermediar (8) poziționat între arborele cu excentric (7) și culbutor (11). Arborele cu came (9) acționează asupra levierului intermediar care apasă pe supapa de admisie. Înălțimea de ridicare a supapei de admisie este ajustată în funcție de poziția arborelui cu excentric. Astfel, deschiderea supapei se realizează prin combinarea mișcării arborelui cu came cu cea a arborelui cu excentric. Pentru reducerea frecărilor dintre piesele aflate în mișcare, toate zonele de contact dintre arborele cu excentric (7), levier intermediar (8), culbutor și arbore cu came utilizează rulmenți cu role.

Acest sistem modifica inaltimea de ridicare a supapei de pe scaunul sau functie de turatia si sarcina motorului.

Fig 3.Sistemul de distribuție Valvetronic – poziția minimă și maximă a supapei de admisie

Sarcina motorului este controlată cu ajutorul motorului electric care, în funcție de poziția pedalei de accelerație, poziționează arborele cu excentric pentru a realiza deschiderea necesară a supapei de admisie. Arcul de revenire are rolul de a menține contactul între levierul intermediar și culbutor. Timpul de răspuns al sistemului este 0.3 secunde. Sistemul de distribuție Valvetronic variază în mod continuu înălțimea de ridicare a supapelor între 0.27 mm (regim ralanti) și 9.7 mm (sarcină maximă). Altfel spus, poziția pedalei de accelerație se transformă în înălțimea de deschidere a supapei de admisie. Când conducătorul auto apasă pe pedala de accelerație, calculatorul de comandă a distribuției Valvetronic ajustează, cu ajutorul motorului electric, poziția arborelui cu excentric , reglând astfel punctul de funcționare al motorului (sarcina și turația).

Fig 4.Sistemul de distribuție Valvetronic – varierea înălțimii de ridicare a supapelor de admisie

La motoarele cu sistem de distribuție Valvetronic, în regim de funcționare normală, sarcina se reglează doar din deschiderea supapelor de admisie și nu din clapeta obturatoare. Cu toate acestea motoarele sunt echipate cu clapete obturatoare care sunt utilizate în condiții speciale.

In cazul defectării sistemului : motorul funcționează în regim de avarie, sarcina acestuia fiind controlată cu ajutorul clapetei obturatoare. Sistemul de control al distribuție Valvetronic conține motorul electric de acționare, o unitate electronică de control (ECU) și un senzor de poziție montat pe arborele cu excentric. Rolul senzorului de poziție este de a informa unitatea electronică de control dacă arborele cu excentric are poziția unghiulară dorită. Cererea de cuplu motor a conducătorului auto, exprimată prin poziția pedalei de accelerație, este trimisă calculatorului de injecție care o transforma în cantitatea de aer necesară și ulterior în înălțimea de ridicare a supapei de admisie. Aceasta informație este trimisă unității de control a sistemului Valvetronic care ajustează poziția arborelui cu excentric pentru a controla cantitatea de aer ce intră în cilindri.

A doua generație de sistem de distribuție Valvetronic vine cu o serie de îmbunătățiri menite să reducă timpul de răspuns al sistemului, consumul de combustibil și să

crească puterea litrică a motorului, modificarile aduse fiind: reducerea pierderilor prin pompaj la sarcini parțiale prin optimizarea profilului de ridicare a supapelor de admisie reducerea frecărilor dintre piesele în mișcare optimizarea arderii în cilindri reducerea maselor pieselor

Pe lângă modificările de ordin mecanic ale pieselor sistemului de acționare s-a modificat și profilul camelor de acționare, cu scopul de a optimiza procesul de ardere. Cele doua supape de admisie au profil de ridicare diferit, asimetrice. Prin acest procedeu s-a reușit crearea unui efect de vârtej la curgerea aerului în cilindri care are ca impact îmbunătățirea procesului de ardere, mai ales la sarcini parțiale.

Fig 5.A doua generație a sistemului de distribuție Valvetronic – vedere a sistemului de acționare a supapelor

 

A II-a Generaţie a sistemului ValvetronicA II-a Generaţie a sistemului Valvetronic

SSistemul Vanosistemul Vanos (Variable Nockenwellen Steuerung) = (Variable Nockenwellen Steuerung) =

=Sistem de distribuţie variabilă=Sistem de distribuţie variabilă Sistemul de distribuție Valvetronic interacționează cu sistemul VANOS care presupune varierea fazelor de distribuție. În timp ce Valvetronic realizează control înălțimii de deschidere ale supapelor de admisie, VANOS controlează momentele de deschidere și închidere al supapelor. Cu aceste două sisteme combinate se obține varierea continuă a înălțimii de ridicarea și a fazelor pentru supapele de admisie.

Fig 6.Sistemul de variere a fazelor de distribuție Dublu VANOS

îse

dsa

îsa

dse

a

e

s

În 1992 motorul E34 a fost primul echipat cu distribuție VANOS, care acționa doar arborele cu came

pentru admisie, în doua poziții fixe. Ulterior, în 1996, sistemul a evoluat în Dublu VANOS care permite

varierea continuă a fazelor supapelor de admisie și evacuare, între o valoarea minimă și maximă.

Motorul E36 a fost primul care a beneficiat de sistem de distribuție Dublu VANOS.

1. arbore cu came

2. lanț de distribuție (antrenare)

3. cilindru conducător

4. cilindru condus

5. supapă electromagnetica

Sistemul Dublu VANOS permite modificarea momentului de deschidere a supapelor prin controlul poziției

unghiulare a arborelui cu came (1). La un sistem clasic de distribuție între lanțul/cureaua de acționare și

arborele cu came există o legătură fixă, care nu permite mișcarea relativă între cele două componente.

Fig 6.Sistemul de variere a fazelor de distribuție Dublu VANOS – component:

La sistemul VANOS se poate modifica poziția arborelui cu came în raport cu lanțul de antrenare, datorită

camerei hidraulice aflată între cilindrul conducător (3) și cel condus (4). Prin controlul presiunii din acesta

cameră hidraulică se poate poziționa cilindrul (4) în raport cu cilindrul (3). Presiunea de ulei este controlată prin

intermediul unei supape electromagnetice (5) comandata de calculatorul de injecție. Pentru fiecare arbore, de

admisie sau evacuare, există câte o supapă electromagnetică care pot fi acționate independent una față de

cealaltă.

Fig 7.Exemplu de fazele de distribuție ale sistemului Dublu VANOS

ConcluziiConcluzii

Testele efectuate asupra primului motor cu patru cilindri, echipat cu sistem de distribuție Valvetronic, au arătat o reducere cu 15% a consumului de combustibili și o creștere cu 20% a performanțelor dinamice, comparativ cu motorul predecesor. Un motor pe benzină aspirat, echipat cu a doua generație de distribuție Valvetronic, poate ajunge la puteri specifice de peste 90 CP/litru și cuplu motor specific de 105 Nm/litru, respectând în același timp reglementările în ceea ce privește emisiile poluante. Cu tehnologia Valvetronic s-a reușit reducerea consumului de combustibil pentru toată gama de motoare pe benzină, automobilele putând fi comercializate pe plan internațional deoarece sistemul nu este sensibil la calitatea combustibilului.

1. Ratiu Sorin Aurel .Motoare cu ardere internă pentru autovehicule rutiere - mecanismul motor - contrucţie şi calcul, Editura Mirton Timişoara 2010

2. Revista Auto Tehnica “Revista asociatiei specialistilor auto din Romania” iunie 2012 Bucuresti

3. http://www.autosaga.ro/lectia-auto/distributia-variabila.html4. http://www.e-automobile.ro/categorie-motor/20-general/86-

distributie-valvetronic-vanos-bmw.html5. http://www.bmw.com/com/en/insights/technology/

technology_guide/articles/mm_valvetronic.html

VVă mulţumesc pentru atenţie!ă mulţumesc pentru atenţie!