Ένα άλλο σύστημα χωρίς έκκεντρο που παρουσιάστηκε από την LaunchPoint Technologies

Ένα άλλο σύστημα χωρίς έκκεντρο που παρουσιάστηκε από την LaunchPoint Technologies

Η LaunchPoint Technologies ολοκληρώνει τη Φάση II μιας επιχορήγησης για την Έρευνα Καινοτομίας Μικρών Επιχειρήσεων (SBIR) από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (NSF) για το σχεδιασμό και τη δοκιμή ενός ηλεκτρομηχανικός ενεργοποιητής βαλβίδας . Η τεχνολογία (η οποία είναι παρόμοια με αυτή που παρουσιάζεται από Cargine πρόσφατα) επιτρέπει αξιόπιστο και οικονομικά αποδοτικό μεταβλητό χρονισμό βαλβίδων σε κινητήρες εσωτερικής καύσης χωρίς έκκεντρο. Σύμφωνα με τον Brian Paden, επικεφαλής σχεδιαστή της ομάδας, «Ο μεταβλητός χρονισμός βαλβίδων είναι μια συναρπαστική τεχνολογία που θα ανοίξει την πόρτα στην επόμενη γενιά κινητήρων εσωτερικής καύσης με οικονομία καυσίμου. Ο σχεδιασμός του LaunchPoint επιτρέπει τη συνεχή μεταβλητότητα στη φάση και την παραμονή της βαλβίδας του κινητήρα.» Ο σχεδιασμός της βαλβίδας πρώτης γενιάς υποστηρίζει λειτουργία πάνω από 6500 rpm όταν ο ελεγκτής έχει ρυθμιστεί για πλήρη μετάβαση 2,3 msec κατά μήκος ανύψωσης 8 mm. Ο χρόνος μετάβασης 10%-90% για αυτήν τη ρύθμιση ελεγκτή είναι μόλις 1,35 ms.

Κινητήρας στο ρελαντί (αριστερά) και συνθήκες υψηλών στροφών (δεξιά)

Αν και επιθυμητό για τις αποδεδειγμένες βελτιώσεις στην απόδοση καυσίμου, τη ροπή και τις εκπομπές ρύπων, ο μεταβλητός χρονισμός βαλβίδων παραμένει μια άπιαστη τεχνολογία. Επί του παρόντος, οι διαθέσιμοι μηχανισμοί μεταβλητού χρονισμού βαλβίδων είναι είτε πολύ δαπανηροί για να εφαρμοστούν σε συμβατικούςοχήματα ή πολύ λιγότερο αποτελεσματικάκαι στιβαρό από το επιθυμητό. Ο στόχος του προτεινόμενου έργου ήταν να επιδείξει μια συμπαγή, ενεργοποιητής γραμμικής κίνησης ικανό να κινεί μια τυπική βαλβίδα κινητήρα.

Το πλεονέκτημα της τεχνολογίας του LaunchPoint έγκειται στον μηχανισμό υψηλής ταχύτητας που ανακτά την κινητική ενέργεια της βαλβίδας στο τέλος κάθε μετάβασης από ανοιχτό στο κλειστό και αντίστροφα. Στη συνέχεια, η αποθηκευμένη ενέργεια απελευθερώνεται για να επιταχύνει τη βαλβίδα στην επόμενη μετάβαση, ενώ παράλληλα εξασφαλίζει μια ήπια προσγείωση. Ο ηλεκτρομηχανικός ενεργοποιητής χαμηλής ισχύος χρησιμοποιείται μόνο για να «ρίξει» ή να «πιάσει» τη βαλβίδα στην αρχή ή στο τέλος της διαδρομής.



Η τεχνολογία μεταβλητού χρονισμού βαλβίδων έχει επιδείξει βελτίωση της απόδοσης καυσίμου έως και 20 %, βελτίωση ροπής κατά 5 έως 13 %, μειώσεις εκπομπών έως και 10 % σε υδρογονάνθρακες και 40 έως 60 % σε NOx για συμβατική ανάφλεξη με σπινθήρα (SI) και συμπίεση κινητήρες ανάφλεξης. Οι βελτιώσεις που επιδεικνύονται είναι ακόμη πιο δραματικές για καινοτόμους Κινητήρες ομογενούς ανάφλεξης με συμπίεση φορτίου (HCCI) και υβριδικοί κινητήρες πεπιεσμένου αέρα . Για παράδειγμα, η μείωση των NOx προβλέπεται να είναι δύο τάξεις μεγέθους χαμηλότερη σε σύγκριση με έναν συμβατικό κινητήρα SI με σχεδόν μηδενικές εκπομπές σωματιδίων.

Εικόνα ιδέας για εφαρμογή ηλεκτρονικού ελέγχου βαλβίδων σε κεφαλή 4 κυλίνδρων

Οι βαλβίδες αυτού του τύπου μπορούν να εφαρμοστούν σε μεγάλη ποικιλία ΜΗΧΑΝΕΣ ΕΣΩΤΕΡΙΚΗΣ ΚΑΥΣΗΣ . Ένας ηλεκτρομηχανικός ενεργοποιητής βαλβίδας εξαλείφει τα πολυάριθμα εξαρτήματα του κινητήρα που απαιτούνται για μια τυπική κίνηση εκκεντροφόρου, με τη σειρά του, μειώνοντας το κόστος κατασκευής και συντήρησης και αυξάνοντας την αξιοπιστία. Τέτοιες βαλβίδες μπορούν να σχεδιαστούν σε νέους κινητήρες και να τοποθετηθούν εκ των υστέρων σε υπάρχοντες κινητήρες. Η ευρεία υιοθέτηση αυτών των βαλβίδων θα μειώσει σημαντικά τη χρήση πετρελαίου και τη σχετική παραγωγή αερίων του θερμοκηπίου και την ατμοσφαιρική ρύπανση, ενώ θα προωθήσει επίσης την ενεργειακή ανεξαρτησία.