Egy kutató-fejlesztő cég a gőzgépekig nyúlt vissza négyütemű motorokhoz tervezett csúszószelepes vezérlésének tervezésekor. Az amerikai GlideValve elgondolása ötletes,
de kivitelezhető?
A gőzgépeknek is volt (van) vezérlése, már a koraiakban is a főtengelyről mozgatott csúszkák nyitották-zárták a nagynyomású gőz útját a munkahenger felé, és hasonló elven működött a kisnyomású kipufogás is.
A szerkezet egyszerű volt és megbízható, ráadásul a gőznél még a tömítésekre és a nyomástartásra sem nagyon ügyeltek. Bár néhányan az 1900-as évek elején megpróbálták ezt a szerkezetet a négyütemű belső égésű motorokra is átültetni (a Mercedes, a Minerva, a Rolls-Royce és a Peugeot is kísérletezett vele), de éppen a csúszó élek tömítési és kenési nehézségei miatt végül mind kudarcot vallottak.
Most azonban egy kis amerikai társaság újra elővette az ötletet, és már két prototípusuk is működik. Közös bennük, hogy zsákhengeresek, azaz hengerfejük és motorblokkjuk egyetlen közös alkatrész, ami ma még bonyolítja, de nagy sorozatban inkább már egyszerűsíti majd a gyártást. Az elv is egyszerű: a hagyományos szelepek helyén, egyik oldalukon zárt (így pohár alakú) hengerek dolgoznak, úgy, hogy jobbra-balra vízszintesen (hossztengelyük mentén) csúszkálnak a hengerfejben, azaz nem forognak.
A palástjukon vágott nyílásokon át történik a gázcsere, úgy, hogy amikor a nyílás az égéstér hengerfejben kialakított nyílásához ér, a csúszó hengerek nyitott vége felől (szíváskor) vagy felé (kipufogáskor) áramlik a gáz. A működés így pofonegyszerű, a csúszószelepeket alapesetben külön kis forgattyús mechanizmus mozgatja (ez ilyenkor a vezérműtengely), a szerkezet pedig feltöltős és szívó motorokban ugyanúgy működőképes, mint benzinesekben vagy dízelekben. Az állítható vezérlés egy fokkal nehezebben kivitelezhető így, de arra is léteznek már megoldások (például a csúszószelepek hengereinek hossztengely körüli elektromechanikus elforgatásával, a palást mentén pedig változó alakú és méretű gázcsere-nyílásokkal).
Óriási előny, hogy a GlideValve rendszerében a gázáramlást egyáltalán nem akadályozza maga a szelep – hiszen a hagyományos vezérlésekben a szeleptányér és a szelepszár is a gázáram útjában áll –, ráadásul az égéstér formája és mérete is szabadabban alakítható, mert a csúszószelepeknél nem kell félni, hogy összeütköznek a dugattyútetővel. A mozgatás energiaigénye lényegében változatlan, azaz a hagyományos szerkezetekével azonos; ami sokkal nagyobb gond, az a tömítés a csúszóhengerek oldala és a hengerfej járatai között. Ezeknek a tömítéseknek ráadásul – a kialakításból adódóan – a motorban keletkező égési csúcsnyomásokat is el kell viselniük. A GlideValve dugattyúgyűrű-szerű tömítéseket használ a szelepeken, külön kenés nélkül, hiszen ha ide motorolajat küldenének, az biztosan megjelenne a kipufogógázokban is.
A szerkezetet és az anyagokat is szabadalom védi.
A vezérműtengelyes prototípus után két évvel elkészült az alapelvében változatlan új modell, a szelepcsúszkák mozgatását az egyik kivitelben elektromágnesekre, a kifinomultabb másikban pedig lineáris villanymotorokra bízták. Így a változó vezérlés is jóval egyszerűbben kialakítható (pusztán számítógépes szabályozással, akár hengerenként és fordulatonként is szabályozható a működés), de az energiaigény is megnő – nagyjából 20%-kal több egy átlagos, hagyományos, tisztán mechanikus vezérműénél.
A GlideValve motorok belső áramlási (szívási, kipufogási) energiaveszteségei átlagosan 30%-kal kisebbek a velük összevethető hagyományos változatokéinál, a felgyorsuló kipufogógáz-áramlásnak pedig a részecskeszűrő és a turbó is örül (előbbi könnyebben regenerálható, utóbbi több hajtást kap).
Ahogy ezt az ilyen és hasonló rendszerek bemutatásánál már megszoktuk, az új amerikai megoldás egyelőre nem igazán érdekli az autógyártókat, mert többségük már az elektromos hajtások fejlesztésére figyel, és úgy gondolja, villanymotoros kiegészítéssel az emissziós szigorítások a belső égésű szerkezetek komolyabb átalakítása nélkül is viszonylag könnyen betarthatók. Alapvetően igazuk van…
SZG
Megjelent: Az Autó 2019/3.
Ez a cikk több mint 90 napja frissült utoljára, így előfordulhat, hogy a benne szereplő egyes információk elavultak. Kérjük, hogy az olvasása során ezt vegye figyelembe!
Szívesen olvasnál tartalmakat offline is? Fizess elő az AzAutó magazinjára. Az előfizetés díja 9 960 Ft / év.
Az autógyártók számára ma a kiberbiztonság a legnagyobb külső fenyegetés, megelőzi az energiaválságot és az inflációt is. A Rockwell Automation jelentése szerint az autóipari vezetők 35%-a tartja ma ezt a legfontosabb kihívásnak.
Mire jó az ékszíj spray? Kipróbáltunk egy hazai gyártásút.
A Yaris Cross csak szolidan frissült, műszakilag sem történtek mélyreható változások, de ez érthető, nem volt rájuk szükség. A legdrágább, azaz a csordulásig extrázott összkerekes hibrid járt nálunk.
