Ssanie, Sprężanie, Praca, Wydech – to książkowa definicja suwów silnika czterosuwowego. Aby jednak praca była bardziej efektywna, co przełoży się na elastyczność i kulturę pracy jednostki, potrzeba nieco więcej…
W przypadku silników iskrowych, kluczowym parametrem kontrolującym proces spalania mieszanki, jest ilość powietrza wtłaczanego do komór spalania (w dieslach ilość wtryskiwanego paliwa).
Masa powietrza „zamknięta nad tłokiem” jest sterowana poprzez regulowanie strumienia powietrza zasilającego przez zawór przepustnicy.
Jednakże masę ładunku można sterować również regulując otwarcie zaworów dolotowych. Właśnie w tym kierunku trwały prace w koncernie FIAT. Jednakże zamiast koncentrować się na sterowaniu elektromagnetycznym jak inni producenci, już w latach 90-tych XX wieku Grupa Fiat, skoncentrowała badania na sterowaniu elektrohydraulicznym. Opracowany system Multiair jest stosunkowo prosty, zużywa niewiele energii, a ponadto jest tani w produkcji i odporny na uszkodzenia.
Jak działa ten system?
Patrząc na dane techniczne silnika zauważymy pewną nieścisłość. Czterocylindrowa jednostka, bo to tam były pierwsze modele systemu Multiair, ma szesnaście zaworów, ale wałek rozrządu ma tylko dwanaście krzywek.
Wynika stąd, że wyeliminowano jedną krzywkę na każdym cylindrze.
Taka konstrukcja to efekt działania systemu sterowania zaworami ssącymi. Krzywka zamiast uderzać w element zblokowany z zaworem, porusza bowiem specjalny tłok połączony z zaworami dolotowymi poprzez poduszkę hydrauliczną. Poduszka ta jest sterowana przez dwupołożeniowy elektrozawór. Gdy elektrozawór jest zamknięty, olej w poduszce hydraulicznej zachowuje się jak ciało stałe i przekazuje zaworowi ssącemu ruch wymuszony przez krzywkę wałka rozrządu. Gdy elektrozawór jest otwarty, poduszka hydrauliczna i zawory ssące nie są połączone ze sobą i zawór (który nie jest już sterowany hydraulicznie) zamyka się pod działaniem sprężyny.
A oto kilka zasad działania:
- W celu maksymalizacji mocy – elektrozawór jest zamknięty
- By dostarczyć wysoki moment obrotowy w niskich zakresach obrotów – elektrozawór otwiera się pod koniec profilu krzywki wałka, co pociąga za sobą wcześniejsze zamknięcie zaworu. W konsekwencji następuje wyeliminowanie niepożądanego wstecznego przepływu powietrza do kolektora, a tym samym zwiększenie ilości powietrza w cylindrach.
- Podczas pracy silnika z częściowym obciążeniem, elektrozawór jest otwierany wcześniej, co powoduje częściowe otwarcie zaworu, aby mógł sterować masą powietrza w zależności od wymaganego momentu obrotowego.
Tyle na temat technicznego działania, a jakie są korzyści z zastosowania techniki Multiair?
- Maksymalna moc jest większa o 10%,
- Moment obrotowy przy niskich obrotach jest większy o 15% (dzięki wcześniejszemu przymykaniu zaworów ssących),
- Eliminacja strat na bezużyteczne pompowanie powietrza oznacza zmniejszenie zużycia paliwa i emisji CO2 o 10%
- W przypadku silników o małej pojemności, ale sporej mocy , spalanie może się zmniejszyć o 25%
Boguslaw Korzeniowski