MIVEC, Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control system: система электронного управления фазами газораспределения и подъемом клапанов.
1. Принцип MIVEC Система MIVEC обеспечивает два режима работы клапанов, низкоскоростной режим — два клапана каждого цилиндра имеют разный подъем, и высокоскоростной режим — оба клапана имеют равный подъем. Один из двух режимов выбирается автоматически в зависимости от условий работы двигателя. Кривые подъема клапана показаны на рисунке.
Когда скорость двигателя относительно низка, разница в подъеме клапанов стабилизирует сгорание, способствует уменьшению расхода топлива, уменьшению эмиссии и повышает вращающий момент. Когда скорость двигателя относительно высока, увеличение времени открытия клапанов и высоты подъема последних, значительно увеличивает объем впуска и выпуска топливно-воздушной смеси.
2. Конструкция системы MIVEC В данном случае рассматривается двигатель с одним распредвалом (SOHC), конструкция MIVEC для которого сложнее, чем для двигателя с двумя распредвалами (DOHC, как у Кольта), поскольку для управления клапанами используются промежуточные валы (коромысла) mikedVSmiked.
Для того, чтобы внедрить систему MIVEC без изменения основной конструкции существующей головки блока цилиндров (SOHC 4G69), изменены профили новых кулачков механизма газораспределения (развитие существующей технологии DOHC MIVEC). Как показано в fig 5, механизм клапана для каждого цилиндра включает «низкопрофильный кулачок» (low-lift) и соответствующий рокер коромысла для одного клапана, «кулачок среднего профиля» (medium-lift) и соответствующий рокер коромысла для другого клапана, «высокопрофильный кулачок» (high-lift), который центрально расположен между низким и средним кулачком и Т-образный рычаг, который является единым целым с «высокопрофильным кулачком».
Когда скорость двигателя относительно низка, крыло Т-образного рычага двигается без какого либо воздействия на рокеры; впускные клапана соответственно управляются низко- и средне-профильными кулачками. Когда двигатель достигает предопределенную более высокую скорость, поршни в коромыслах двигаются гидравлическим давлением масла так, что Т-образный рычаг начинает давить на оба рокера и оба клапана таким образом управляются высоко-профильным кулачком. Форма рокеров и кулачков была оптимизирована с помощью анализа поведения всей структуры и конструкции на компьютерной модели, показанной на fig 6. Переключение профилей кулачков происходит на скорости двигателя 3500 об/мин (скорость на которой кривая вращающего момента для низкоскоростного режима пересекает кривую вращающего момента для высокоскоростного режима).
Система MIVEC не включает в себя механизмов переключения профилей кулачков по времени, поэтому иногда возможно отодвигание Т-образного рычага поршнями при определенном давлении масла. Таким образом, высокоскоростной режим устанавливается в следующем (по порядку работы зажигания) цилиндре. Встроенный в профиля аккумулятор ограничивает течение масла до 0.6% от хода управляющего поршня для всех 4 цилиндров и таким образом повышает износостойкость системы.
3. Эффект системы MIVEC
• Мощность. Благодаря увеличению подъему клапанов и, соответственно, увеличению зоны открытия в высокоскоростном режиме скорость подачи топливно-воздушной смеси чрезвычайно высока, что значительно увеличивает объем впуска и приводит к увеличению максимальной мощности, сравнимой с системами охлаждения впускного воздуха и высококомпрессионными двигателями GDI. Распределение компонентов улучшения максимальной мощности показано на fig 7.
• Экономичность. В диапазоне, где двигатель использует низкоскоростные кулачки, подача в цилиндры однородной смеси топливо-воздух обеспечивает высокую стабильность сгорания. Рециркуляция отработанных газов (EGR) также способствует снижению расхода топлива. Подача в цилиндр воздуха и коэффициент подачи отработанных газов, обычно имеют обратное отношение, но оба были оптимизированы посредством компьютерного анализа.
• Уменьшение токсичности отработанных газов. Увеличенная подача в цилиндры обедненной смеси воздух-топливо и позднее зажигание во время холодного пуска, позволяет достаточно быстро нагреть катализатор до рабочей температуры (fig 10). Для того чтобы уменьшить потери КПД (главным образом потери вращающего момента на низких скоростях двигателя) определяемые сопротивлением системы выпуска, был применен двойной выпускной коллектор, включающий передний катализатор. Благодаря чему был достигнут уровень «75%-level reduction» по японским стандартам.
Когда скорость двигателя относительно низка, крыло Т-образного рычага двигается без какого либо воздействия на рокеры; впускные клапана соответственно управляются низко- и средне-профильными кулачками. Когда двигатель достигает предопределенную более высокую скорость, поршни в коромыслах двигаются гидравлическим давлением масла так, что Т-образный рычаг начинает давить на оба рокера и оба клапана таким образом управляются высоко-профильным кулачком. Форма рокеров и кулачков была оптимизирована с помощью анализа поведения всей структуры и конструкции на компьютерной модели, показанной на fig 6. Переключение профилей кулачков происходит на скорости двигателя 3500 об/мин (скорость на которой кривая вращающего момента для низкоскоростного режима пересекает кривую вращающего момента для высокоскоростного режима).
Система MIVEC не включает в себя механизмов переключения профилей кулачков по времени, поэтому иногда возможно отодвигание Т-образного рычага поршнями при определенном давлении масла. Таким образом, высокоскоростной режим устанавливается в следующем (по порядку работы зажигания) цилиндре. Встроенный в профиля аккумулятор ограничивает течение масла до 0.6% от хода управляющего поршня для всех 4 цилиндров и таким образом повышает износостойкость системы.
• Мощность. Благодаря увеличению подъему клапанов и, соответственно, увеличению зоны открытия в высокоскоростном режиме скорость подачи топливно-воздушной смеси чрезвычайно высока, что значительно увеличивает объем впуска и приводит к увеличению максимальной мощности, сравнимой с системами охлаждения впускного воздуха и высококомпрессионными двигателями GDI. Распределение компонентов улучшения максимальной мощности показано на fig 7.
• Уменьшение токсичности отработанных газов. Увеличенная подача в цилиндры обедненной смеси воздух-топливо и позднее зажигание во время холодного пуска, позволяет достаточно быстро нагреть катализатор до рабочей температуры (fig 10). Для того чтобы уменьшить потери КПД (главным образом потери вращающего момента на низких скоростях двигателя) определяемые сопротивлением системы выпуска, был применен двойной выпускной коллектор, включающий передний катализатор. Благодаря чему был достигнут уровень «75%-level reduction» по японским стандартам.