Pages

Saturday, 10 March 2012

VVT-i - automobile variable valve timing system

fluid flow-rate ကိုေၿပာင္းလဲဖို႔၊ အသံုးၿပဳတဲ႔၊ "Control Valves" ေတြအေႀကာင္းေရးေနရင္း၊ automobile internal combustion engines ေတြမွာ၊ အသံုးၿပဳတဲ႔ inlet နဲ႔ exhaust valve control systems ေတြ အေႀကာင္း၊ ေရးပါဦးမယ္။ VVT-i ဆိုတာကေတာ႔၊ ကားေတြရဲ႕ internal combustion engines ေတြမွာ အသံုးၿပဳတဲ႔၊ 'automobile variable valve timing system' ၿဖစ္ၿပီး၊ 'variable valve timing with intelligence system' ကို၊ အတိုေကာက္ေခါါတာၿဖစ္ပါတယ္။ Toyota ကားေတြမွာ၊ VVT-i လို႔ေခါါၿပီး၊ BMW ကားေတြ မွာေတာ႔ VANOS လို႔ေခါါပါတယ္။

VVT-i (variable valve timing with intelligence system) - Toyota ကားေတြမွာ၊ VVT-i စနစ္ကို မသံုးခင္က၊ VVT စနစ္ကိုသံုးခဲ႔ပါတယ္။ VVT စနစ္ဟာ၊ 2-stage hydraulically controlled cam phasing system ၿဖစ္ၿပီး၊ VVT စနစ္ကိုအေစာဆံုး သံုးခဲ႔တဲ႔၊ engine ကေတာ႔ Toyota 4A-GE အင္ဂၽင္ ၿဖစ္ပါတယ္။
  Fig. VVT-i system

VVT-i စနစ္ကို (၁၉၉၆) ခုနွစ္မွာ၊ စတင္အသံုးၿပဳခဲ႔ပါတယ္။ belt, scissor-gear နဲ႔ chain အစရိွတဲ႔၊ camshaft drive ေတြနဲ႔ intake camshaft တို႔ေႀကာင္႔၊ intake valve အဖြင္႔အပိတ္ ၿပဳလုပ္ေနစဥ္၊ actuator မွ camshaft position ဆိုတဲ႔ cam lobe အေနအထားကို၊ ေၿပာင္းလဲေစၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ exhaust valve closing နဲ႔ intake valve opening ႀကားကာလ၊ overlap period လို႔ေခါါတဲ႔ valve timing ကို၊ actuator drive camshaft မွ၊ လိုအပ္သလို ေၿပာင္းလဲခၽိန္ညွိေပးတာၿဖစ္ၿပီး၊ engine efficiency ပိုေကာင္းမြန္လာ ပါတယ္။ VVT-i system ေတြကို၊ ခြဲၿခားႀကည္႔တဲ႔အခါ၊ VVTL-i, Dual VVT-i, VVT-iE နဲ႔ Valvematic system ဆိုၿပီးေတြ႔ရပါတယ္။ 

VVTL-i (Variable valve timing and lift intelligent system) - 2ZZ-GE အင္ဂၽင္ တတ္ဆင္ထားတဲ႔၊ Toyota Celica ေတြမွာ (၂၀၀၀) ခုနွစ္ခန္႔ကစတင္ အသံုးၿပဳခ႔ဲေပမယ္႔၊ hydrocarbon emissions နဲ႔ပက္သက္ၿပီး၊ ၿပဌာန္းထားတဲ႔ European emission standards ေတြထဲမွ၊ 'Euro IV' specifications နဲ႔ မကိုက္ညီတဲ႔အတြက္၊ VVTL-i စနစ္ကို၊ အသံုးမၿပဳေတာ႔တာ၊ ေတြ႔ရပါတယ္။ 2ZZ-GE engine တတ္ဆင္ထားတဲ႔၊ Corolla T-Sport (Europe), Corolla Sportivo (Australia), Celica, Corolla XRS, Toyota Matrix XRS နဲ႔ Pontiac Vibe GT အစရိွတဲ႔၊ Toyota ကားေတြကို၊ ဆက္လက္ မထုတ္လုပ္တာ၊ ေတြ႔ရမွာၿဖစ္သလို၊ Lotus Elise ကား မွာေတာ႔ 2ZZ-GE အစား၊ supercharger တတ္ဆင္ထားတဲ႔၊ 1ZZ-FE ကိုေၿပာင္းလဲတတ္ဆင္ၿပီး၊ ထုတ္လုပ္တာ၊ ေတြ႔ရပါတယ္။


Fig. OHV - overhead valve type engine

engine ေတြရဲ႕ cylinder head ကို၊ camshaft တတ္ဆင္ပံုအေနအထားေပါါမူတည္ၿပီး၊ OHV - overhead valve type နဲ႔ OHC - overhead cam type ဆိုၿပီး၊ ခြဲၿခားပါတယ္။ OHV engine ေတြ ကို၊ "Pushrod" engine လို႔လည္းေခါါႀကပါတယ္။ OHV engine မွာ၊ camshaft ကို၊ engine block အတြင္း တတ္ဆင္ ထားၿပီး၊ lifters, pushrods နဲ႔ rocker arms ေတြမွတဆင္႔၊ inlet နဲ႔ exhaust valves ေတြကို၊ အဖြင္႔နဲ႔ အပိတ္အၿဖစ္၊ ေရြွ႕လၽွားေစပါတယ္။ engine head ရဲ႕ အေပါါမွာ၊ inlet နဲ႔ exhaust valves ေတြကို၊ တတ္ဆင္ထားတဲ႔အတြက္၊ OHV - overhead valve type အၿဖစ္သတ္မွတ္ၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။
Fig. OHC - overhead cam type/ SOHC - single overhead cam engine


Fig. DOHC - double overhead cam/ Twin cam engine

OHC engine ကို၊ SOHC ဆိုတဲ႔၊ single overhead cam နဲ႔ DOHC ဆိုတဲ႔ double overhead cam type ဆိုၿပီး ထပ္မံခြဲၿခား ပါတယ္။ DOHC ကို "Twin Cam" လို႔လည္း၊ ေခါါပါတယ္။ camshaft ကို cylinder head အေပါါတတ္ဆင္ထားၿပီး၊ rocker arms သို႔မဟုတ္ lifters ေတြမွတဆင္႔၊ inlet နဲ႔ exhaust valves ေတြကို၊ အဖြင္႔နဲ႔အပိတ္အၿဖစ္၊ ေရြွ႕လၽွားေစပါတယ္။ DOHC engine မွာေတာ႔၊ cylinder head အေပါါမွာ၊ camshaft (၂) ေခၽာင္းတတ္ဆင္ထားၿပီး၊ rocker arms သို႔မဟုတ္ lifters ေတြမွတဆင္႔၊ inlet နဲ႔ exhaust valves ေတြကို၊ အဖြင္႔နဲ႔အပိတ္အၿဖစ္၊ ေရြွ႕လၽွားေစပါတယ္။

2ZZ-GE ရဲ႕ engine head ဟာ၊ DOHC - dual overhead camshaft head ၿဖစ္ပါတယ္။ cylinder တလံုးမွာ intake valve (၂) လံုးနဲ႔ exhaust valve (၂) လံုးပါဝင္ၿပီး၊ intake နဲ႔ exhaust valve တစံုစီကို၊ rocker arm တခုတည္းကိုသံုးၿပီး၊ အဖြင္႔နဲ႔အပိတ္အၿဖစ္၊ ေရြွ႕လၽွားေစပါတယ္။ actuator မွတြန္းတင္တဲ႔ အတြက္၊ rocker arm ဟာ၊ အထက္နဲ႔ေအာက္ up and down movement အၿဖစ္၊ ေရြွ႕လၽားပါတယ္။ engine ရဲ႕ rpm ေၿပာင္းလဲတဲ႔အခါ၊ engine oil pressure လည္းအေၿပာင္းအလဲၿဖစ္ေပါါပါတယ္။ engine oil pressure အေၿပာင္းအလဲေႀကာင္႔၊ differential pressure ၿဖစ္ေပါါလာပါတယ္။ differential pressure တန္ဖိုးတခုကို၊ set point အေနနဲ႔သတ္မွတ္ကာ၊ actuator ကို activated ၿဖစ္ေစပါတယ္။ cylinder unit တလံုးအတြက္၊ cam lobe (၂) ခု သံုးထားၿပီး၊ engine ရဲ႕ lower rpm မွာ၊ cam lobe (၁) ခုကို၊ actuator မွ၊ operate လုပ္ေစသလို၊ high rpm မွာ အၿခား cam lobe တခုကို၊ operate လုပ္ေစၿခင္း ၿဖစ္ပါတယ္။


Fig. VVTL-i system

rocker arm မွာ၊ spring တတ္ဆင္ထားတဲ႔၊ slipper follower ပါဝင္ပါတယ္။ slipper follower ေႀကာင္႔ high rpm cam lobe ဟာ၊ low rpm မွာ၊ freely move အေနနဲ႔ အထက္ေအာက္ေရြွ႕လၽွားနိဳင္ပါတယ္။ အင္ဂၽင္ဟာ (6000 ~ 7000) rpm ေအာက္မွာ၊ လည္ပတ္ေနစဥ္၊ low rpm cam lobe ဟာ၊ rocker arm နဲ႔ valves ေတြကို၊ အလုပ္လုပ္ေစပါတယ္။ အင္ဂၽင္ဟာ (7000 rpm) ထက္ေကၽာ္သြားတဲ႔အခါ၊ 'lift engagement point' ကိုေရာက္သြားပါတယ္။ 'lift engagement point' မွာ ECU - engine control unit ဟာ၊ OCV လို႔ေခါါတဲ႔ oil control valve သို႔မဟုတ္ oil pressure switch သို႔မဟုတ္ actuator ကို၊ activated ၿဖစ္ေစၿပီး၊ slipper follower ေအာက္မွ၊ sliding pin ကို တြန္းလိုက္ပါတယ္။ slipper-follower ရဲ႕ movements ေႀကာင္႔၊ rocker arm ဟာ၊ high rpm cam lobe နဲ႔အတူ၊ အထက္နဲ႔ေအာက္ up and down movement အၿဖစ္၊ ေရြွ႕လၽားပါတယ္။ လိုက္ပါလွဳပ္ရွားပါတယ္။ 'lift engagement point' ေအာက္ကို၊ rpm ၿပန္ကၽသြားစဥ္ မွာေတာ႔၊ low rpm cam lobe နဲ႔ လိုက္ပါ ေရြွ႕လၽားပါတယ္။ VVTL-i စနစ္ဟာ intake valve အဖြင္႔အပိတ္ timing ကို၊ rpm အေပါါမူတည္ၿပီး၊ adjust လုပ္ေပးတဲ႔ စနစ္ၿဖစ္ပါတယ္။ Honda VTEC ကားေတြမွာလည္း၊ VVTL-i စနစ္ကို အသံုးၿပဳထားတာေတြ႔ရပါတယ္။

Dual VVT-i (Dual Variable valve timing and intelligent system) - intake နဲ႔ exhaust valve အဖြင္႔အပိတ္၊ အထက္နဲ႔ေအာက္ up and down movement (၂) မၽိဳးစလံုးအတြက္ timing ကို၊ adjusted လုပ္ေပးတဲ႔စနစ္ၿဖစ္ၿပီး၊ Toyota Altezza 3S-GE အင္ဂၽင္ေတြမွာ၊ (၁၉၉၈) ခုနွစ္ကတည္းက၊ စတင္အသံုးၿပဳခဲ႔ပါတယ္။ လက္ရိွအသံုးၿပဳေနတဲ႔ Toyota နဲ႔ Lexus models ကားေတြရဲ႕ ဆလင္ဒါ (၆) လံုး V6 နဲ႔ ဆလင္ဒါ (၈) လံုး V8 အင္ဂၽင္ေတြမွာ၊ Dual VVT-i ကို တတ္ဆင္ထားတာေတြ႔ရပါတယ္။ intake နဲ႔ exhaust valve အဖြင္႔အပိတ္ valve timing (၂) ခု စလံုးကို၊ engine rpm နဲ႔ lubricating oil pressure ေပါါမူတည္ၿပီး၊ adjusted လုပ္တဲ႔အတြက္၊ engine start နဲ႔ stop မွာ၊ minimum compression နဲ႔ အင္ဂၽင္လည္ပတ္ပါတယ္။


Fig. Toyota 2GR-FSE engine with dual VVT-i

Dual VVT-i engine ေတြမွာ၊ အင္ဂၽင္လည္ပတ္ၿခင္းဟာ၊ unnoticeable အေနနဲ႔ သတိမၿပဳမိ နိဳင္ေလာက္ေအာင္၊ ၿငိမ္သက္လြန္းတာေတြ႔ရပါတယ္။ အင္ဂၽင္ကို light-off temperature အေနနဲ႔ နိွဳးလို႔ရေစဖို႔၊ catalytic converter ကို၊ fast heating အတြက္သံုးထားသလို၊ catalytic converter အုပ္ထားတဲ႔အတြက္၊ hydrocarbon emissions ကိုလည္းေလၽွာ႔ကၽေစပါတယ္။ ပံုမွန္ internal combustion engines ေတြရဲ႕ inlet နဲ႔ exhaust valves ေတြဟာ၊ cam lobes နဲ႔ တိုက္ရိုက္ ထိေတြ႔ၿပီးမွ၊ အဖြင္႔နဲ႔အပိတ္ opening and closing ကိုေဆာင္ရြက္ပါတယ္။

fixed timing အၿဖစ္၊ ႀကိဳတင္ ခၽိန္ညွိထားတဲ႔အတြက္၊ intake valve ဟာ exhaust valve မပိတ္ခင္၊ slightly open အေနနဲ႔၊ အနည္းငယ္ ႀကိဳပြင္႔ေနပါတယ္။ ႀကိဳပြင္႔ေနတဲ႔ overlap period မွာ၊ intake stroke cylinder ရဲ႕အတြင္းကို၊ ေလာင္စာဆီ fuel နဲ႔ ေလ ကိုသြင္းပါတယ္။ 'valve overlap' timing ဟာ၊ fixed အၿဖစ္၊ ပံုေသရိွေနတာၿဖစ္ၿပီး၊ fuel/ air mixture အေနနဲ႔ ကုန္စင္ေအာင္ေလာင္ကၽြမ္းနိဳင္ၿခင္း မရိွတဲ႔ အတြက္၊ fuel wasted ဆိုတဲ႔၊ ေလာင္စာ ဆံုးရံွဳးမွဳ ၿဖစ္ေပါါပါတယ္။ engine အတြင္း၊ ကုန္စင္ေအာင္ေလာင္ကၽြမ္းနိဳင္ၿခင္း မရိွတဲ႔ ေလာင္စာေတြဟာ၊ exhaust stroke မွတဆင္႔၊ အၿပင္ေလထု အတြင္းထြက္သြားတဲ႔အခါ hydrocarbon emissions အၿဖစ္ ထြက္သြားမွာၿဖစ္သလို၊ engine ရဲ႕ power output ကို လည္း၊ စြမ္းရည္ၿပည္႔ efficient အေနနဲ႔ မရရိွနိဳင္တာ၊ ေတြ႔ရပါတယ္။

valve အဖြင္႔နဲ႔အပိတ္ lift timing ကို၊ variable အေနနဲ႔ လိုအပ္သလို၊ ေၿပာင္းလဲနိဳင္မယ္ဆိုလၽွင္ overlap period ကိုလည္းလိုအပ္သလို၊ အတိုး အေလၽွာ႔လုပ္နိဳင္မွာၿဖစ္ပါတယ္။ engine rpm အတိုးအေလၽွာ႔ အေပါါမူတည္ၿပီး၊ intake valve timing ကို cam lobe မွတဆင္႔၊ adjusted လုပ္တဲ႔အခါ၊ combustion chamber အတြင္းမွာ fuel နဲ႔ ေလဟာ၊ ေရာစပ္ၿပီး အကုန္အစင္ေလာင္ကၽြမ္း နိဳင္တဲ႔အတြက္၊ fuel wasted မၿဖစ္ေပါါေတာ႔သလို၊ engine ရဲ႕ efficiency လည္းတက္လာပါတယ္။ တခါ exhaust valve timing ကိုပါ၊ engine rpm အတိုးအေလၽွာ႔ အေပါါမူတည္ၿပီး၊ cam lobe မွတဆင္႔၊ adjusted လုပ္တဲ႔အခါ၊ အကုန္အစင္ေလာင္ကၽြမ္းၿပီးသား fuel ေတြေႀကာင္႔ hydrocarbon emissions ပါေလၽွာ႔ကၽသြားၿပီး၊ internal combustion engines ေတြေႀကာင္႔ၿဖစ္ေပါါတဲ႔၊ ေလထုညစ္ညမ္းမွဳ air pollution ပါေလၽွာ႔ကၽသြားမွာ ၿဖစ္ပါတယ္။

VVT-iE ( Variable valve timing - intelligent by electric motor System) - Lexus ကားေတြမွာ၊ တတ္ဆင္အသံုးၿပဳတဲ႔ variable valve timing system ၿဖစ္ပါတယ္။ VVT-iE စနစ္ကို၊ 2007MY Lexus LS 460 model ကားေတြရဲ႕ 1UR engine မွာ၊ (၂၀၀၇) ခုနွစ္ကတည္းက စတင္ အသံုးၿပဳခဲ႔ပါတယ္။


Fig. Toyota UR engine

VVTi-E ဟာ၊ camshaft အၿပင္ actuator spins နဲ႔ electric motor တို႔ကို၊ တတ္ဆင္ထားတဲ႔၊ စနစ္ ၿဖစ္ပါတယ္။ engine rpm အေပါါမူတည္ၿပီး၊ လိုက္ပါလည္ပတ္မယ္႔၊ control shaft တို႔ပါဝင္ပါတယ္။ control shaft ဟာ၊ actuator spins နဲ႔ electric motor တို႔တတ္ဆင္ထားတဲ႔၊ shaft ၿဖစ္ပါတယ္။ Dual VVT-i စနစ္လို၊ intake နဲ႔ exhaust camshaft အၿပင္၊ control shaft ကိုပါ၊ တတ္ဆင္ထားတဲ႔အတြက္ 'Triple VVT-i' စနစ္လို႔လည္း၊ ေခါါႀကပါေသးတယ္။ fixed timing နဲ႔ လည္ပတ္ဖို႔ လိုအပ္တဲ႔အခါ၊ actuator motor ဟာ၊ camshaft ရဲ႕ speed နဲ႔အတူ၊ လည္ပတ္ေနမွာၿဖစ္ပါတယ္။ overlap period ပိုၿမန္ဖို႔ လိုအပ္တဲ႔အခါ၊ valve timing လည္းပိုၿမန္ဖို႔လိုလာမွာၿဖစ္ၿပီး၊ actuator motor ရဲ႕ speed ဟာ၊ camshaft ရဲ႕ speed ထက္ပိုၿပီးလည္ပတ္ ပါတယ္။ အလားတူ overlap period ေနွးဖို႔၊ လိုအပ္တဲ႔အခါ၊ valve timing လည္းေနွးဖို႔လိုအပ္လာၿပီး၊ actuator motor ရဲ႕ speed ဟာ၊ camshaft ရဲ႕ speed ထက္ေနွးကာ၊ လည္ပတ္ပါတယ္။ actuator motor နဲ႔ camshaft တို႔အႀကားမွ၊ speed ကြာဟမွဳအေပါါမူတည္ၿပီး၊ mechanism arrangement မွ၊ valve အဖြင္႔နဲ႔အပိတ္ lift timing ကို၊ variable အေနနဲ႔ လိုအပ္သလို၊ ေၿပာင္းလဲေပးပါတယ္။

VVEL (Variable valve event and lift system) - Toyota engines ေတြရဲ႕ VVTi-E ဆိုတဲ႔၊ Variable Valve Timing - intelligent by Electric motor System ကို၊ Nissan engines ေတြမွာ VVEL - Variable Valve Event and Lift System လို႔ေခါါၿပီး၊ Skyline Coupe (Infiniti G37) model ကားေတြရဲ႕ VQ37VHR V6 engine မွာ၊ (၂၀၀၇) ခုနွစ္မွ၊ စတင္အသံုးၿပဳခဲ႔ပါတယ္။ internal combustion engines ေတြမွာအစဥ္အလာအရတတ္ခဲ႔တဲ႔ conventional intake camshaft ကို အသံုးမၿပဳေတာ႔တာေတြ႔ရမွာၿဖစ္ပါတယ္။ valves ေတြ အထက္ေအာက္ေရြ႔လၽွားေစမယ္႔ cam lobes ေတြကို၊ camshaft မွာ၊ fixed အေနနဲ႔၊ အေသတတ္ဆင္ထားၿခင္းမရိွပဲ၊ pivoted အေနနဲ႔ အရွင္ အထက္ေအာက္ေရြွ႕လၽွားနိဳင္ေအာင္ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ conventional cam lobes ေတြဟာ၊ camshaft နဲ႔အတူ၊ လိုက္ပါလည္ပတ္ေပမယ္႔၊ VVEL ဆိုတဲ႔ Variable Valve Event and Lift System မွာ၊ တတ္ဆင္ထားတဲ႔ cam lobes ေတြကေတာ႔၊ reciprocally အေနနဲ႔ အထက္နဲ႔ေအာက္၊ swings up and down အတက္အဆင္းလုပ္ပါတယ္။


Fig. Nissan VVEL system

VVEL camshaft မွာ eccentric cam ကို၊ fixed အေနနဲ႔ တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ camshaft နဲ႔ eccentric cam, link A, rocker arm, link B အစရိွတဲ႔၊ mechanism arrangement ေတြေႀကာင္႔၊ cam lobe မွာ reciprocating movement ေပါါေပါက္လာၿပီး၊ inlet နဲ႔ exhaust valves ေတြကို၊ အဖြင္႔နဲ႔အပိတ္ အၿဖစ္၊ ေရြွ႕လၽွားေစပါတယ္။ actuator motor ရဲ႕ rpm ေပါါ မူတည္ၿပီး၊ eccentric control shaft ဟာ လည္ပတ္ပါတယ္။ engine rpm ဟာ 'lift engagement point' ကိုေရာက္သြားတဲ႔အခါ၊ pivoted rocker arm ရဲ႕ position ေၿပာင္းလဲသြားပါတယ္။ rocker arm position ေၿပာင္းလဲသြားတဲ႔အတြက္၊ link A နဲ႔ B တို႔ရဲ႕ အေနအထားလည္း၊ ေၿပာင္းလဲသြားၿပီး၊ pivoted cam lobes ရဲ႕ swing angle လည္း ေၿပာင္းလဲပါတယ္။ cam lobes ရဲ႕ swing angle ေၿပာင္းလဲၿခင္းေႀကာင္႔၊ valve အဖြင္႔နဲ႔အပိတ္ lift timing လည္းလိုက္ပါေၿပာင္းလဲ ပါတယ္။

Valvetronic - Nissan engines ေတြရဲ႕ VVEL - Variable Valve Event and Lift System ကို၊ BMW engines ေတြမွာေတာ႔၊ Valvetronic system လို႔ေခါါ ပါတယ္။ valvetronic system မွာ၊ electric motor, eccentric shaft နဲ႔ valve တလံုးစီ အတြက္၊ intermediate rocker arm တခုစီပါဝင္ပါတယ္။ 



Fig. BMW Valvetronic system

intermediate rocker arm မွာ၊ roller bearing ကို တတ္ဆင္ထားပါတယ္။ eccentric shaft ကေတာ႔ intermediate rocker arm ကို၊ အေပါါမွဖိထားပါတယ္။ 'lift engagement point' ကို engine rpm ေရာက္သြားတဲ႔အခါ၊ electric motor ရဲ႕ actuator မွ၊ တြန္းလိုက္တဲ႔အတြက္ eccentric shaft လည္သြားၿပီး၊ eccentric shaft ဟာ၊ intermediate rocker arm ကိုပိုၿပီး၊ ဖိခၽ လိုက္လိုက္ၿခင္းေႀကာင္႔၊ valve ပိုၿပီးပြင္႔ပါတယ္။ electric actuators ေတြကိုအသံုးၿပဳထားတဲ႔၊ VVTi-E, VVEL နဲ႔ Valvetronic အစရိွတဲ႔၊ variable valve timing systems ေတြဟာ၊ engine ရဲ႕ low rpm, high rpm နဲ႔ lower temperature condition ေတြမွာ၊ response နဲ႔ accuracy ပိုေကာင္းသလို၊ fuel consumption နဲ႔အတူ၊ hydrocarbon emissions ကိုလည္းေလၽွာ႔ကၽေစပါတယ္။

Valvematic - Nissan engine ရဲ႕ VVEL system နဲ႔ BMW engine ရဲ႕ Valvetronic system ေတြကို အတုယူကာ၊ (၂၀၀၈) ခုနွစ္မွစၿပီး၊ Toyota engine ေတြမွာ၊ Valvematic system ကို စတင္ အသံုးၿပဳခဲ႔ပါတယ္။ valvematic system ဟာ၊ variable valve timing - intelligent by electric motor System ဆိုတဲ႔၊ VVT-iE နဲ႔ valve lift mechanism တို႔ကို၊ ေပါင္းစပ္ အသံုးၿပဳတဲ႔ စနစ္ၿဖစ္ပါတယ္။ VVT-iE စနစ္ဟာ valve opening timing ကို၊ variable အေနနဲ႔ လိုအပ္သလို၊ ေၿပာင္းလဲေပးတာၿဖစ္ၿပီး၊ valve lift mechanism ကေတာ႔၊ valve opening distance ဆိုတဲ႔၊ valve lift distance ကို၊ လိုအပ္သလို၊ ေၿပာင္းလဲေပးပါတယ္။ cylinder unit တိုင္းမွာ၊ actuating arrangement ဆိုတဲ႔ valve lift mechanism ေတြတတ္ဆင္ထားတဲ႔၊ intermediate shaft ေတြပါဝင္ပါတယ္။ valve lift mechanism အၿဖစ္၊ cylinder unit တိုင္းမွာ၊ roller bearings နဲ႔၊ finger followers (၂) ခုစီတတ္ဆင္ထားပါတယ္။ 


Fig. Toyota Valvematic system


Fig. Valve lift mechanism - finger followers and roller bearing member

intermediate shaft ရဲ႕ internal gear threads ေတြေႀကာင္႔ roller member ေတြနဲ႔ finger followers ေတြဟာ intermediate shaft နဲ႔အတူလိုက္ပါလွဳပ္ရွား ပါတယ္။ valve lift mechanism မွ roller member နဲ႔ finger followers ေတြရဲ႕ gear threads ေတြဟာ၊ ဆန္႔ကၽင္ဖက္၊ opposite direction အေနနဲ႔ရိွေနပါတယ္။ roller member နဲ႔ finger followers ေတြဟာ၊ intermediate shaft လည္ပတ္တဲ႔ အခါ၊ swivels အေနနဲ႔ တခုနဲ႔တခု moving either apart or closer together ဆိုသလို၊ ေဝးသြားလိုက္ နီးလာလိုက္အေနအထားမၽိဳး၊ ဆန္႔ကၽင္ဖက္ directions ေတြနဲ႔၊ လွဳပ္ရွားၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ 


Fig. Low lift


Fig. High lift 

အထက္မွာေဖာ္ၿပထားတဲ႔၊ ပံုမွာ intermediate shaft မွတဆင္႔၊ camshaft ဟာ valve ကို ေရြွ႕လၽားေစတာေတြ႔ရမွာၿဖစ္ပါတယ္။ camshaft ဟာ၊ intermediate shaft ရဲ႕ roller member နဲ႔ အတူထိေတြ႔လည္ပတ္ၿပီး၊ finger followers ေတြကို၊ movement အေနနဲ႔ ေရြွ႕လၽွားေစပါတယ္။ finger followers နဲ႔ roller member တို႔ဟာ၊ narrow angle အေနနဲ႔ rocker arm ကို ဖိခၽတဲ႔အတြက္၊ valve lift ဟာ၊ low lift အေနနဲ႔ အနည္းငယ္သာပြင္႔မွာၿဖစ္ပါတယ္။ finger follower ရဲ႕ angle ဟာ၊ wide angle အေနနဲ႔ ႀကီးမားလာတဲ႔အခါ၊ roller rocker arm ကို ပိုၿပီး ဖိခၽတဲ႔အတြက္၊ valve lift ဟာ၊high lift အေနနဲ႔ ပိုပြင္႔မွာၿဖစ္ပါတယ္။ 

valvematic system မွာ၊ valve အဖြင္႔နဲ႔အပိတ္ lift timing ကို၊ actuator နဲ႔ခၽိတ္ဆက္ထားတဲ႔ intermediate shaft မွ ခၽိန္ညွိေပးသလို၊ valve lift ပ မာဏကိုေတာ႔ finger followers ေတြမွ၊ ခၽိန္ညွိေပးပါတယ္။ ပထမဆံုးအသံုးၿပဳတဲ႔ 2.0-liter Valvematic engines ေတြမွာ၊ valve lift ပ မာဏကို (0.97mm ~ 11mm) အတြင္း၊ adjustment အေနနဲ႔၊ ေၿပာင္းလဲခၽိန္ညွိေပးတာေတြ႔ရ ပါတယ္။ engine ရဲ႕ load ေပါါမူတည္ၿပီး၊ throttle butterfly အေနနဲ႔ လိုအပ္သေလာက္သာ၊ valve ကိုပြင္႔ေစတဲ႔အတြက္၊ fuel consumption ကိုေလၽွာ႔ခၽနိဳင္ပါတယ္။ engine ရဲ႕ load ေပါါ မူတည္ၿပီး၊ top end power ကိုလိုအပ္တဲ ႔ အခါ၊ high lift အေနနဲ႔၊ ပြင္႔ေစပါတယ္။ VVTL-i, Dual VVT-i နဲ႔ VVT-iE အစရိွတဲ႔ VVT-i system ေတြကို အသံုးၿပဳထားတဲ႔၊ cylinder volume metric ပမာဏ 2.0 liter တနည္းအားၿဖင္႔ 2000 cc engines ေတြမွာ၊ top end power အေနနဲ႔ 143 hp အထိရရိွေပမယ္႔၊ valvematic system ကိုအသံုးၿပဳထားတဲ႔ 2.0 liter engine မွာေတာ႔၊ top end power ကို 158 horsepower အထိရရိွတာေတြ႔ရ ပါတယ္။

Multiair (electro-hydraulic variable valve actuation system) - BMW Valvetronic, Nissan VVEL နဲ႔ Toyota Valvematic အစရိွတဲ႔၊ system ေတြ မွာသံုးထားတဲ႔ components ေတြအစား၊ electrohydraulic components ေတြကို သံုးထားတဲ႔ Variable valve timing and lift intelligent system ကို၊ (၂၀၀၉) ခုနွစ္မွာ၊ FIAT ရဲ႕ 1.4 FIRE engine မွာ၊ စတင္အသံုးၿပဳခဲ႔ၿပီး၊ Multiair system လို႔ေခါါပါတယ္။ Multiair system ကို၊ SOHC ဆိုတဲ႔၊ single overhead cam engine ေတြမွာ၊ တတ္ဆင္ အသံုးၿပဳပါတယ္။ အပိုပါဝင္လာတဲ႔၊ additional electrohydraulic components ေတြဟာ၊ bulky mechanism အေနနဲ႔၊ head အေပါါ၊ စုၿပံဳၿပီးရိွေနၿခင္းေႀကာင္႔၊ space ေနရာကၽဥ္းသြားၿပီး၊ intake camshaft ကိုတတ္ဆင္လို႔မရတဲ႔အတြက္၊ single overhead cam ကိုသာအသံုးၿပဳၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။ 


Fig. FIAT Multiair system

Multiair system မွာ၊ roller rockers, hydraulic pistons, hydraulic chamber နဲ႔ hydraulic valve actuator တို႔ပါဝင္ပါတယ္။ hydraulic chamber မွာ electronic-controlled solenoid valve ကို တတ္ဆင္ထားၿပီး၊ engine lubricating oil ကို hydraulic fluid အၿဖစ္၊ ၿပန္လည္အသံုးၿပဳပါတယ္။ Multiair system မွာ single camshaft ရဲ႕ exhaust cam lobes ေတြဟာ၊ ပံုမွန္သမရိုးကၽ conventional way နဲ႔သာ၊ exhaust valve အဖြင္႔နဲ႔အပိတ္ lift timing ကိုေဆာင္ရြက္ပါတယ္။

valve timing အတြက္၊ intake cam lobe ကို၊ long opening duration အၿဖစ္၊ ခၽိန္ထားပါတယ္။ engine ဟာ high rpm နဲ႔ လည္ပတ္စဥ္၊ intake valve ဟာ၊ early opening lift timing နဲ႔ေစာေစာပြင္႔မွာ ၿဖစ္သလို၊ solenoid valve လည္းပိတ္ေနပါတယ္။ solenoid valve ဟာ၊ de-energised အေနနဲ႔ ပိတ္ေနတဲ႔အတြက္၊ hydraulic chamber အတြင္းသို႔၊ fluid ဝင္ေရာက္လာၿခင္း မရိွပဲ၊ hydraulic piston မွ valve actuator အတြင္းသို႔သာ၊ တိုက္ရိုက္စီးဆင္းသြားၿပီး၊ valve actuator မွ၊ intake valve ကို high lift အေနနဲ႔၊ ပြင္႔ေစပါတယ္။

Fig. Multi events

engine rpm ကၽသြားတဲ႔အခါ၊ solenoid valve ဟာ၊ energized ၿဖစ္ကာပြင္႔သြားၿပီး၊ hydraulic chamber အတြင္းကို၊ fluid ဝင္ေရာက္လာပါတယ္။ valve actuator အတြင္းသို႔ fluid ဝင္ေရာက္ လာၿခင္းမရိွေတာ႔တဲ႔ အတြက္၊ rebound spring ရဲ႕အားေႀကာင္႔ intake valve ဟာ၊ early closing lift timing အေနနဲ႔ေစာေစာ ပိတ္မွာၿဖစ္ၿပီး  ၿပန္ပြင္႔တဲ႔အခါ low lift အေနနဲ႔သာ ပြင္႔မွာၿဖစ္ပါတယ္။ exhaust valve နဲ႔ inlet valve တို႔၊ အဖြင္႔နဲ႔အပိတ္ အကူးအေၿပာင္း over lap period အတြင္း၊ intake valve ဟာ၊ early closing lift timing အေနနဲ႔ေစာေစာပိတ္ၿပီး၊ late valve opening အေနနဲ႔ ေနာက္ကၽၿပီးမွပြင္႔တဲ႔အတြက္၊ engine ရဲ႕ combustion chamber အတြင္းမွာ၊ တပိုင္းတစ partial vacuum ၿဖစ္ေပါါေနပါတယ္။ valve ဟာ၊ low valve lift အေနနဲ႔ အနည္းငယ္သာပြင္႔ေနစဥ္၊ partial vacuum area အတြင္းကို၊ intake air stream ဟာ၊ turbulence အေနနဲ႔ အရိွန္ၿမွင္႔ၿပီး၊ ဝင္ေရာက္လာပါတယ္။၊ combustion chamber အတြင္းမွာ turbulence ၿဖစ္ေပါါမွဳေႀကာင္႔၊ air/ fuel mixture ပိုမိုေကာင္းမြန္သြားၿပီး၊ fuel ဟာ အကုန္အစင္ေလာင္ကၽြမ္းသြားတဲ႔အတြက္၊ ဆံုးရံွဳးမွဳ wasted မရိွေတာ႔သလို၊ hydrocarbon emissions ကိုလည္းေလၽွာ႔ကၽေစပါတယ္။

engine rpm ကို၊ အနည္းငယ္ထပ္မံကၽဆင္းေစၿပီး၊ partial-load operation အၿဖစ္၊ ေမာင္းနွင္တဲ႔ အခါမွာလည္း၊ intake valve ဟာ၊ early closing lift timing အေနနဲ႔ေစာေစာပိတ္ကာ၊ လိုသေလာက္ intake air ပမာဏကိုသာေပးပို႔ပါတယ္။ variable cam phasing နဲ႔ compromised cam timing ေတြကို သံုးထားတဲ႔၊ အၿခား engines ေတြမွာေတာ႔၊ intake stroke မွ၊ intake air ဟာ back-flow အေနနဲ႔၊ ၿပန္လည္ စီးဆင္းၿခင္းမရိွနိဳင္တာ၊ ေတြ႔ရမွာၿဖစ္သလို၊ SOHC ဆိုတဲ႔၊ single overhead cam engine ေတြမွာေတာ႔၊ intake air volume ပမာဏ၊ မၽားတဲ႔အခါ၊ back-flow အေနနဲ႔ စီးဆင္းနိဳင္ပါတယ္။ SOHC ဆိုတဲ႔၊ single overhead cam ကိုသံုးထားတဲ႔ Multiair engine ေတြကို၊ low-rpm acceleration နဲ႔ ေမာင္းနွင္တဲ႔အခါ၊ intake air volume ပမာဏ၊ ပိုမိုလိုအပ္လာမွာၿဖစ္ၿပီး၊ အနီးဆံုး intake stroke မွ၊ back-flow အေနနဲ႔၊ intake manifold သို႔ၿပန္မစီးနိဳင္ေအာင္၊ intake valve ရဲ႕၊ early closing lift timing မွတားဆီးေပးပါတယ္။

Multiair system ကို၊ Uniair system လို႔လည္းေခါါပါတယ္။ electro-hydraulic variable valve actuation system ၿဖစ္တဲ႔၊ Multiair system ဟာ၊ engine အတြင္းဝင္ေရာက္လာတဲ႔ intake air ကို၊ control အေနနဲ႔၊ လိုအပ္သလိုထိမ္းခၽဳပ္ေပးတဲ႔စနစ္ၿဖစ္ၿပီး၊ petrol engines ေတြမွာသာမက၊ diesel engines ေတြမွာပါ၊ တတ္ဆင္အသံုးၿပဳႀကပါတယ္။ Alfa Romeo MiTo မွာ တတ္ဆင္ထားတဲ႔ 1.4 JTB engine ဟာ၊ top end power အေနနဲ႔ 155 PS (114 kW; 153 hp), 230 N·m (170 lb·ft) ရိွၿပီး၊ fuel consumption အေနနဲ႔၊ 100 kilometres တိုင္းမွာ၊ 6.5 litres သံုးစြဲပါတယ္။ 1.4 JTB engine မွာ၊ Multiair system ကိုတတ္ဆင္လိုက္တဲ႔အခါ၊ top end power အေနနဲ႔ 170 PS (125 kW; 168 hp), 250 N·m (180 lb·ft) အထိ တိုးကာ ရရိွလာၿပီး၊ fuel consumption အေနနဲ႔၊ 100 kilometres တိုင္းမွာ 6.0 L သာ၊ သံုးစြဲပါတယ္။ air/ fuel mixture ပိုမိုေကာင္းမြန္လာတဲ႔အတြက္၊ top end power တက္လာ သလို၊ fuel consumption ကၽဆင္းသြားၿခင္းၿဖစ္ပါတယ္။

cylinder ရဲ႕ volume metric ပမာဏၿခင္းတူၿပီး၊ ပံုမွန္ traditional သမရိုးကၽ petrol engine ေတြနဲ႔ Multiair system ကို သံုးထားတဲ႔၊ engine ကို နိွဳင္းယွဥ္ႀကည္႔တဲ႔အခါ၊ power အေနနဲ႔၊ (10 %), torque အေနနဲ႔ (15 %) ပိုမိုရရိွၿပီး၊ CO2 emissions ကို (10 %) နဲ႔ NOx emission ကို (60 %) အထိေလၽွာ႔ခၽနိဳင္တာ၊ ေတြ႔ရပါတယ္။ 1.4 L Multiair engine ဟာ၊ "Best New Engine of 2010" ဆုကိုရခဲ႔သလို၊ Multiair system ကိုသံုးထားတဲ႔၊ Fiat TwinAir 875 cc two-cylinder engine ဟာလည္း၊ "Best New Engine of 2011" ဆုကိုရခဲ႔ပါတယ္။ ကားေတြရဲ႕ internal combustion engines ေတြကို ထုတ္လုပ္ရာမွာ၊ fuel consumption ပမာဏကို၊ အနည္းဆံုးသံုးၿပီး၊ top end power အမၽားဆံုးနဲ႔ hydrocarbon emission အနည္းဆံုးထုတ္လြွင္႔တဲ႔၊ engines ေတြကိုပဲ၊ ထုတ္လုပ္ဖို႔ႀကိဳးစားႀကပါတယ္။ လက္ရိွအသံုးၿပဳေနတဲ႔ Valvetronic, VVEL, Valvematic နဲ႔ Multiair အစရိွတဲ႔၊ system ေတြအၿပင္၊ piezoelectric controlled hydraulic actuator "Camless" system ကို၊ အသံုးၿပဳတဲ႔ internal combustion engines ေတြကို စမ္းသတ္ထုတ္လုပ္ေနႀကပါတယ္။



Remark : All images herein this website are for use of educational purpose only. The owner of this web site is not responsible for the consequences in case of violation to copyright, trademark, patent or other intellectual property rights of any third party. 


1 comment:

  1. ေက်းဇူးအထူးတင္ရွိပါတယ္ကိုထြန္းေရ....မထင္မွတ္ဘဲဒီအဂ်ၤင္အေၾကာင္းေတြ႔လိုက္ရတာ....

    ReplyDelete