W ostatnich latach elektronika dotarła do komponentów, które do niedawna uważaliśmy, że są całkowicie zarezerwowane dla mechaników. System firmy Zawór wolny — należący do biznesowego uniwersum Christiana von Koenigsegga, założyciela marki hipersamochodów o tej samej nazwie — to jeden z najlepszych przykładów.
Co nowego?
Technologia Freevalve pozwala uwolnić silniki spalinowe od mechanicznego układu sterowania zaworami (później zobaczymy, jakie korzyści). Jak wiemy otwarcie zaworów jest zależne od ruchu mechanicznego silnika. Pasy lub łańcuchy połączone z wałem korbowym silnika rozprowadzają energię przez zależne od niego układy (zawory, klimatyzację, alternator itp.).
Problem z systemami dystrybucji polega na tym, że są one jednym z elementów, które najbardziej pozbawiają silnik osiągów, ze względu na wytworzoną bezwładność. A jeśli chodzi o sterowanie wałkami rozrządu i zaworami, ponieważ jest to system mechaniczny, dozwolone warianty pracy są bardzo ograniczone (przykład: system VTEC Hondy).
Zamiast tradycyjnych pasków (lub łańcuchów) przenoszących swój ruch na wałki rozrządu, znajdziemy siłowniki pneumatyczne
To powiedziawszy, doszliśmy do wniosku, że zalety systemu stworzonego przez firmę Christiana von Koenigsegga są właśnie wadami systemów obecnych w obecnych silnikach: (1) uwalnia silnik od tej bezwładności i (dwa) umożliwia swobodne zarządzanie czasem otwarcia zaworów (wlot lub wylot).
Jakie są zalety?
Zalety tego systemu są liczne. Pierwsza, o której już wspomnieliśmy: zmniejsza bezwładność mechaniczną silnika. Ale najważniejsza jest swoboda, jaką daje elektronice w kontrolowaniu czasu otwarcia zaworów w zależności od prędkości obrotowej silnika i konkretnych potrzeb w danej chwili.Przy dużych prędkościach system Freevalve może zwiększyć amplitudę otwarcia zaworu, aby promować bardziej jednorodny wlot (i wylot) gazów. Przy niskich prędkościach system może dyktować mniej wyraźne otwarcie zaworów, aby promować zmniejszenie zużycia. Ostatecznie system Freevalve może nawet wyłączyć cylindry w sytuacjach, gdy silnik nie pracuje pod obciążeniem (płaska droga).
Praktycznym rezultatem jest większa moc, większy moment obrotowy, większa wydajność i mniejsze zużycie. Wzrost wydajności silnika może osiągnąć 30%, a emisje można zmniejszyć nawet o 50%. Niezwykłe, prawda?
Jak to działa?
W miejsce tradycyjnych pasków (lub łańcuchów) przenoszących swój ruch na wałki rozrządu, znaleźliśmy siłowniki pneumatyczne (zobacz wideo) sterowany przez ECU, zgodnie z następującymi parametrami: prędkość obrotowa silnika, położenie tłoka, położenie przepustnicy, zmiana biegów i prędkość.
Temperatura wlotu i jakość benzyny to inne czynniki, które można wziąć pod uwagę podczas otwierania zaworów wlotowych w celu uzyskania maksymalnej wydajności.
„Dlaczego ten system przy tak wielu zaletach nie został jeszcze skomercjalizowany?” pytasz (i bardzo dobrze).
Prawda jest taka, że ta technologia jest dalej od masowej produkcji. Chińczycy z Qoros, chińskiego producenta samochodów, we współpracy z Freevalve chcą wypuścić model z tą technologią już w 2018 roku. Może to kosztowna technologia, ale wiemy, że przy masowej produkcji wartości znacznie spadną.
Jeśli ta technologia potwierdzi swoje teoretyczne zalety w praktyce, może być jedną z największych ewolucji silników spalinowych — nie jest jedyną, zobaczcie, co robi Mazda…