Zelfs met het meest zorgvuldige ontwerp, komt er een tijd dat de enige manier om hogere toeren te bereiken en dus meer kracht te maken, is om de grenzen van veren te accepteren en om zich heen te werken. Hierbij wordt rekening gehouden met golven die continu reflecteren in een klepveer en alle andere delen van de kleppentrein (de nok zelf is flexibel, evenals de lagers die deze ondersteunen, samen met eventuele hendels tussen de nokkenkwab en de klep).
Waarom niet gewoon de lente sterker maken? Dat was een werkbare oplossing in Drag Racing, waar zoveel kan worden veranderd tussen runs. Maar het werkt minder goed bij elk soort racen op afstand, waarvoor een langere levensduur van onderdelen vereist is. Om de veerkracht te krijgen die nodig is om de beweging van de klep aan de bovenkant van de lift om te keren, is de veerbelasting wanneer de klep op zijn stoel zit vaak hoog genoeg om de stam van de uitlaatklep te laten uitrekken.
Werken rond de limieten betekent leven met beperkte veerkracht, en dat betekent op zijn beurt: 1) de veer langer geven om zijn werk te doen (verlenging van de nokkentiming) en / of verkleinen van de afstand waarover de klep wordt opgetild; en 2) de klep niet zo ver omhoog te tillen.
Toen dit de situatie van Renault Formula 1 werd in het turbo-tijdperk van de jaren 80, was er een bijkomend probleem. Door de kleptiming langer te maken om de veren voldoende tijd te geven om de klepbeweging te regelen, kon de turbo veel verse lading uit de uitlaat blazen tijdens de klepoverlap (de periode rond het BDP aan het einde van de uitlaatslag toen de uitlaatkleppen nog niet waren gesloten maar de innames zijn begonnen te openen). Wanneer een bepaald aspect van een motor zijn limiet nadert, hebben andere problemen de neiging om zich ertegen op te stapelen:
1) Er was meer veerdruk "over de neus" nodig, maar er kon geen vergelijkbare toename in stoeldruk zijn. Dit impliceerde een behoefte aan een meer progressieve veer (een waarvan het tempo, in pond per inch lift, toenam met lift).
2) Motoren konden geen acceptabele vermogensbanden leveren als hun kleptiming moest worden verlengd voor elke toename in rpm. Hoe later de inlaatkleppen werden gesloten, hoe meer menging bij lagere toeren zou worden teruggepompt en hoe meer licht-schakelaarachtig en moeilijker te gebruiken de koppelkromme zou worden.
3) Alsof dat nog niet genoeg was, in brandstof-beperkte vormen van racen, lange klepoverlapping van lange kleptiming verhoogd ladingsverlies van inlaat naar uitlaat, verspilling van brandstof.
4) Vermindering van kleplichthoogte in een poging om metalen veren te helpen regelklepbeweging geplaatst een "gedeeltelijke gasklep" in de weg van het intake-proces. Het bereiken van hogere toeren alleen om de cilinders minder goed te vullen was een stap voorwaarts gevolgd door een stap terug - geen winst. "Maar elke motorcrosser weet dat lucht, gebruikt als een veer, niet zo is; zijn "snelheid" verstijft met compressie.
Een metalen veer met constante spoelafstand en diameter heeft een constante snelheid. Dat betekent dat als het 10 pond kost om het met één millimeter te comprimeren, het 20 pond kost om het twee millimeter te comprimeren, enzovoort. Maar elke motorcrosser weet dat lucht, gebruikt als een bron, niet zo is; zijn "snelheid" verstijft met compressie. Binnen de limieten kunnen metalen veren worden gewikkeld om een stijgende snelheid te hebben - we hebben allemaal gezien dat vorkveren aan het ene uiteinde met kleinere spoelen zijn gewikkeld dan aan het andere uiteinde. Wanneer de nauwere spiralen door de spoel worden gebonden, verstijft de snelheid van de veer omdat nu minder spoelen de belasting dragen. Maar veren voor gebruik met een hoge snelheidsmotor hebben maar heel weinig spoelen, waardoor ze minder progressief kunnen worden gemaakt. Dus lucht werd de sleutel - een manier om een vrijwel massaloze lente te maken die niet "rinkelde" of surge en was zo progressief als je nodig had om het te maken. We gebruiken allemaal luchtveren telkens wanneer we de motorkap of laaddeur van onze auto's openen; het veermedium in de zwarte stutten die ze openhouden, is gecomprimeerd gas. Pneumatische klepveren zijn niet exotischer dan die zwarte gasveren. Het is net alsof u bent begonnen met een motor met bovenliggende nokkenas, die zijn kleppen bediend door omgekeerde stoteraftakkingen, en u gooide de metalen veren weg en plaatste in plaats daarvan de gasdruk onder elke omgekeerde emmer.
Natuurlijk zou u de omgekeerde emmer moeten afdichten in de boring en de klepsteel afdichten waar deze in zijn klepgeleider terecht is gekomen. Die zeehonden zouden snelle bewegingen moeten overleven. Er zou een druksupersysteem moeten zijn om eventueel tijdens het gebruik verloren gas te vervangen. En, zoals het blijkt, er moet ook een soort "snifterende klep" zijn om olie vrij te geven die de bewegingen van de onderdelen in de luchtkamer onder de omgekeerde emmer dragen. Omdat hete olie en zuurstof een brandgevaar vormen, is het gas dat wordt gebruikt om een pneumatisch veersysteem onder druk te brengen gewone inerte stikstof. "Een veelgehoorde mening over pneumatische veren is dat ze alleen nuttig zijn voor het bereiken van extreme toeren. Hun echte bruikbaarheid ligt eigenlijk in hun vermogen om hoge klepversnellingen te bereiken.
Motoren voor langeafstandsraces hebben een kleine compressor meegenomen om pneumatische kleplekkingsverliezen te compenseren, maar voor GP-gebruik een kleine fles met samengeperst gas en drukregelaar zijn voldoende. De betrokken druk is niets bijzonders - in de orde van grootte van 150 psi. Common-rail dieselinjectiesystemen gebruiken routinematig 250 keer meer druk dan pneumatische klepveersystemen. Een veelgehoorde mening over pneumatische veren is dat ze alleen nuttig zijn voor het bereiken van extreme toeren. In feite ligt hun echte bruikbaarheid in hun vermogen om hoge klepversnellingen te bereiken. Een hoog toerental is inderdaad een situatie die zulke hoge versnellingen vereist, maar een korte kleptiming en een hoge kleplichthoogte zijn een andere. Een andere attractie van pneumatische veren is dus hun vermogen om een powerband te verbreden door een combinatie van korte timing (die koppelverlies door lage omwentelingen veroorzaakt door terugpompen vermindert) met een hoge lift (wat de stroom verbetert door de kleppen snel uit de weg te ruimen).
In de laatste dagen van metaalveren in de MotoGP waren teams bezig met het opofferen van powerband door het gebruik van lange kleptiming, die last hadden van smoren door de kleplift met 25 procent te verlagen,
en
elke dag de klepveren moesten vervangen omdat de hoge draadspanning die ze moesten gebruiken om de veren snel te vermoeien.
Toen ik een paar jaar geleden Del West Engineering bezocht, wezen haar ingenieurs op het wrijvingsverspilling bij het geven van 1,6-liter econo-auto-motoren met 7.600 tpm aan metalen klepveren, alleen om 98 procent van hun tijd te besteden aan 2.800 tpm of minder. Met een gasveersysteem zou de veerdruk kunnen variëren met het toerental, waardoor er veel minder wrijving ontstaat (vooral bij stationair en laag toerental, waarbij een hoge veerdruk dreigt de oliefilm tussen de nok en de stoter af te breken, wat extra wrijving veroorzaakt door gemengde smering). Tot dusver zijn er echter geen afnemers.
Als een fractie van de totale motorfrictie is de klepaandrijving vrij klein, maar verliezen bij snelheden op de snelweg hebben de aandacht getrokken van ingenieurs die hun strenge taakmeesters bij de EPA willen behagen; sommige automotoren maken nu gebruik van rolstoters om te ontsnappen aan de toenemende nok / stootwrijving bij lage snelheden.
"De gewenste winst is reëel: om soepel over te kunnen schakelen tussen een Harley-Davidson-achtig koppel aan de onderkant van de Ducati Diavel midrange en dan naar de top van de racewagen die niet vastgehouden wordt. We horen constant dat de heilige graal van klepregeling - oneindig variabele timing en lift - op het punt staat bereikt te worden. Regimenten van futuristische armbewegingen verzekeren ons dat dit zal worden bereikt met elektromagneten of hydraulica, maar tot nu toe zijn slechts lage tot matige motorsnelheden met dergelijke middelen bereikt. De gezochte winst is reëel: om soepel over te kunnen schakelen tussen Harley-Davidson
-achtig bottom-end koppel naar
Ducati
Diavel-middentoner (onthoud, slechts 11 graden overlap!) En vervolgens naar de top van de racewagen die niet vastgehouden wordt.
Om daar te komen is echter niet zo eenvoudig. Een Del West 38 mm titaniumventiel weegt 36,5 gram (0,08 lb.), dus om het te versnellen op een race-niveau 3000 g zou een kracht van 240 lb. Vereist zijn (onthoud dat, in F1, maximale zuigerversnelling is zo hoog geweest als 10.000 g ). Die kracht vereist een grote actuator, die ook nauwkeurig de vertraging van de klep op de stoel op overleefbare snelheid moet regelen; kleppen kunnen niet overleven "dichtgeknepen". Een profiel dat dit alles kan doen, wordt in elke noklus gemalen, maar het maken van een elektrische of hydraulische actuator doet hetzelfde gedurende een miljoen cycli (iets meer dan twee uur werken in een F1-motor) een heel andere uitdaging. De beste F1-teams hebben jaarlijkse budgetten tot $ 300 miljoen, dus ze zijn in staat om dergelijk onderzoek aan te pakken. Renault F1, de oorspronkelijke uitvinders van de pneumatische veer, hebben naar verluidt uitgebreid geëxperimenteerd met flexibele timingschema's, maar hebben tot dusverre nog nooit zoiets gedaan.
Dergelijke technologieën trachten de zuiger met interne verbrandingsmotor het platte koppel en de bestuurbaarheid van een elektromotor te geven. Waarom maakt u dan niet de sprong naar elektrische auto's en vergeet u alle back-en-anything van kleppen en zuigers? We zullen beginnen met het uiterlijk van een compacte, betaalbare, veilige 300 mijlsbereikbatterij die in enkele minuten kan worden opgeladen. Deel 1: Metalen klepveren Deel 2: Desomotorische klepbediening relateddel Tags:
Chase Truck
prestaties motorfietsmotor
