ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้เข้าถึงส่วนประกอบต่างๆ ที่เราคิดว่าสงวนไว้สำหรับกลไกเท่านั้น จนกระทั่งเมื่อไม่นานนี้ ระบบของบริษัทฟรีวาล์ว — ซึ่งเป็นของจักรวาลธุรกิจของ Christian von Koenigsegg ผู้ก่อตั้งแบรนด์ไฮเปอร์คาร์ที่มีชื่อเดียวกัน — เป็นหนึ่งในตัวอย่างที่ดีที่สุด
มีอะไรใหม่บ้าง?
เทคโนโลยีของ Freevalve ช่วยให้เครื่องยนต์สันดาปเป็นอิสระจากระบบควบคุมวาล์วแบบกลไก (เราจะมาดูกันว่ามีประโยชน์อย่างไรในภายหลัง) ดังที่เราทราบ การเปิดวาล์วขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ของกลไกของเครื่องยนต์ สายพานหรือโซ่ที่เชื่อมต่อกับเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์ กระจายพลังงานผ่านระบบที่ขึ้นอยู่กับมัน (วาล์ว เครื่องปรับอากาศ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ฯลฯ)
ปัญหาเกี่ยวกับระบบจำหน่ายคือองค์ประกอบหนึ่งที่ทำให้เครื่องยนต์เสียสมรรถนะมากที่สุดเนื่องจากแรงเฉื่อยที่สร้างขึ้น และสำหรับการควบคุมเพลาลูกเบี้ยวและวาล์ว เนื่องจากเป็นระบบกลไก รูปแบบการทำงานที่อนุญาตนั้นมีจำกัดมาก (ตัวอย่าง: ระบบ VTEC ของ Honda)
แทนที่จะใช้สายพานแบบเดิม (หรือโซ่) ที่ส่งการเคลื่อนที่ไปยังเพลาลูกเบี้ยว เราพบตัวกระตุ้นแบบนิวแมติก
ที่กล่าวว่าเราได้ข้อสรุปว่าข้อดีของระบบที่สร้างขึ้นโดยบริษัทของ Christian von Koenigsegg นั้นเป็นข้อเสียของระบบที่มีอยู่ในเครื่องยนต์ปัจจุบันอย่างแม่นยำ: (1)ปลดปล่อยเครื่องยนต์จากแรงเฉื่อยนั้นและ(สอง)ช่วยให้จัดการเวลาเปิดวาล์วได้ฟรี (ไอดีหรือไอเสีย)
ข้อดีคืออะไร?
ข้อดีของระบบนี้มีมากมาย อย่างแรกที่เราได้กล่าวไปแล้ว: มันลดความเฉื่อยทางกลของมอเตอร์ แต่สิ่งที่สำคัญที่สุดคืออิสระที่ทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ควบคุมเวลาเปิดวาล์วได้ ขึ้นอยู่กับความเร็วของเครื่องยนต์และความต้องการเฉพาะของช่วงเวลานั้นๆที่ความเร็วสูง ระบบ Freevalve สามารถเพิ่มความกว้างของการเปิดวาล์วเพื่อให้ก๊าซเข้า (และทางออก) ที่เป็นเนื้อเดียวกันมากขึ้น ที่ความเร็วต่ำ ระบบสามารถกำหนดการเปิดวาล์วที่ไม่ค่อยเด่นชัด เพื่อลดการบริโภค ในที่สุด ระบบของ Freevalve ยังสามารถปิดใช้งานกระบอกสูบได้ในสถานการณ์ที่เครื่องยนต์ไม่ทำงานภายใต้ภาระ (ถนนเรียบ)
ผลลัพธ์ที่ใช้งานได้จริงคือกำลังที่มากขึ้น แรงบิดที่มากขึ้น ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น และการบริโภคที่ลดลงการเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สามารถเพิ่มขึ้นได้ถึง 30% ในขณะที่การปล่อยมลพิษสามารถลดลงได้ถึง 50%น่าทึ่งใช่มั้ย?
มันทำงานอย่างไร?
แทนที่เข็มขัดแบบดั้งเดิม (หรือโซ่) ที่ส่งการเคลื่อนที่ไปยังเพลาลูกเบี้ยวเราพบตัวกระตุ้นแบบนิวแมติก (ดูวิดีโอ)ควบคุมโดย ECU ตามพารามิเตอร์ต่อไปนี้: ความเร็วเครื่องยนต์ ตำแหน่งลูกสูบ ตำแหน่งปีกผีเสื้อ การเปลี่ยนเกียร์และความเร็ว
อุณหภูมิไอดีและคุณภาพน้ำมันเบนซินเป็นปัจจัยอื่นๆ ที่สามารถนำมาพิจารณาเมื่อเปิดวาล์วไอดีเพื่อประสิทธิภาพสูงสุด
“ด้วยข้อดีมากมาย ทำไมระบบนี้ถึงยังไม่ทำการค้า?” คุณถาม (และดีมาก)
ความจริงก็คือ เทคโนโลยีนี้อยู่ห่างไกลจากการผลิตจำนวนมาก ชาวจีนจาก Qoros ผู้ผลิตรถยนต์สัญชาติจีนร่วมกับ Freevalve ต้องการเปิดตัวโมเดลด้วยเทคโนโลยีนี้ให้เร็วที่สุดในปี 2018 อาจเป็นเทคโนโลยีที่มีราคาแพง แต่เรารู้ว่าด้วยการผลิตจำนวนมาก มูลค่าจะลดลงอย่างมาก
หากเทคโนโลยีนี้ยืนยันข้อได้เปรียบเชิงทฤษฎีในทางปฏิบัติ มันอาจเป็นหนึ่งในวิวัฒนาการที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในเครื่องยนต์สันดาป ไม่ใช่เพียงสิ่งเดียวเท่านั้น มาดูกันว่า Mazda กำลังทำอะไร...