Audi valvelift (AVS)
Większa moc i moment obrotowy przy mniejszym zużyciu paliwa to marzenie wszystkich inżynierów silnikowych. W systemie Audi valvelift, który w nowatorski sposób steruje zaworami wlotowymi silnika benzynowego, udało się to skutecznie zrealizować. Audi wykorzystuje tę technologię w swoich silnikach V6-FSI z bezpośrednim wtryskiem o pojemności skokowej 2,8 i 3,2 litra w A4, A5, A6 i A8.
Inteligencja to domena głowy, także w przypadku silników. Celem jest takie sterowanie zaworami, aby komory spalania były idealnie napełniane w każdej sytuacji. Pierwszego przełomu dokonał przed laty układ przestawiania kątowego wałków rozrządu za pomocą urządzeń nastawczych pozwalał on zmieniać czasy otwarcia i zamknięcia zaworów. Audi valvelift system realizuje teraz następny krok zmienne sterowanie wzniosem zaworów i dzięki temu zmianę przekroju ssącego.
Zasada działania: oba wałki rozrządu zaworów ssących wyposażono w wielowypusty. Umieszczono na nich po trzy tak zwane elementy krzywkowe cylindryczne tuleje, które na zewnętrznej stronie mają spiralne rowki. W ramie drabinkowej obu głowic cylindrowych umieszczono po sześć trzpieni metalowych, które uruchamiane przez błyskawicznie działające aktuatory elektromagnetyczne, wysuwają się o cztery milimetry. Po dwa z nich przypadają na jeden element krzywkowy.
 |
Na ilustracji AVS_1" po prawej stronie (füllige" Nocken hohe Drehzahlen) pokazano prawy trzpień w działaniu: wchodzi on w rowek obracającego się elementu krzywkowego i w ten sposób przesuwa go na wałku o siedem milimetrów w prawo. W swojej krańcowej pozycji jest on blokowany przez mechanizm kulkowy (kulka dociskana sprężyną). Trzpień metalowy, teraz już pozbawiony zasilania prądowego, mechanicznie odsuwa się z powrotem.
Każdy element krzywkowy ma dwa umieszczone obok siebie profile dla małych i dużych wzniosów zaworów. Po przesunięciu w prawo, element krzywkowy znajduje się w pozycji pełnej mocy, wtedy większe krzywki pełnej mocy (oznaczone czerwono na ilustracji AVS_1") naciskają na bardzo wąskie dźwigienki rolkowe. Otwierają one oba zawory wlotowe na odległość 11,0 mm idealnie dla dużych wielkości napełnienia i prędkości przepływu.
Podczas obciążenia częściowego element krzywkowy jest przesuwany w lewo przez lewy trzpień teraz aktywne są małe krzywki (zielone). Otwierają one zawory z małym i różnym skokiem, który wynosi tylko 2,0 względnie 5,7 milimetra. To asymetryczne otwarcie prowadzi do tego, że zasysane powietrze wpływa do cylindra z jednoczesnym zawirowaniem spiralnym i walcowym. Tak wytworzony ruch wirowy, który jest wspomagany przez krawędzie i wypukłości w komorze spalania oraz przez specjalny kształt tłoka, czyni zbędnymi klapy zawirowania ładunku w kanale ssącym, które normalnie są potrzebne w silnikach FSI.
Przełączanie między wzniosami zaworów odbywa się w zakresie obrotów od 700 do 4000 1/min, przebiega ono w czasie zaledwie dwóch obrotów wału korbowego. Zestaw krótkotrwałych ingerencji systemu sterowania opóźnienie kąta wyprzedzenia zapłonu, przestawienie wszystkich czterech wałków rozrządu i zamknięcie przepustnicy zapobiega skokowym zmianom momentu obrotowego. Wszystko co czuje kierowca, to równomierny wzrost siły napędowej i spontaniczna reakcja na pedał gazu.
Najważniejsza jednak korzyść polega na obniżeniu zużycia paliwa nawet o siedem procent. Swój największy potencjał oszczędności technologia AVS ujawnia podczas stałej prędkości jazdy w średnim zakresie obciążeń. Silnik 2.8 FSI w Audi A6 pracuje na szóstym biegu do 150 km/h z małym wzniosem zaworów.
 |
Audi valvelift system pozwala w szerokim zakresie sterować ilością zasysanego powietrza przez otwarcie zaworów ssących. Dzięki temu przepustnica może także podczas częściowych obciążeń pozostawać najczęściej całkowicie otwarta co wpływa na znaczne zmniejszenie niepożądanych strat dławienia.
Stosowane dotychczas rozwiązania wykorzystują dodatkowe elementy, jak dźwignie lub talerzyki, umieszczone między wałkami rozrządu i zaworami. Mają one różnorodne wady: wzrost mas będących w ruchu, zwiększone tarcie, obniżona sztywność układu rozrządu. W dwustopniowym przełączanym systemie Audi valvelift udało się tego uniknąć. Jego nieskomplikowana konstrukcja czyni go niewrażliwym na obroty do 7000 1/min, co pozwala na osiąganie wysokich mocy maksymalnych. Ponadto, dzięki swej zwartej budowie ułatwia on umieszczenie silników w samochodzie i pozwala na efektywną produkcję w systemie konstrukcji zespołowej. Komponenty systemu powstają w fabryce silników w węgierskim Györ, w której zjeżdża z taśmy także większość silników V6.
Silniki benzynowe z systemem AVS mają jeszcze inne ciekawe rozwiązania. Nowoczesne czujniki dostarczają danych komputerowi sterującemu. Odczytują one informacje z położenia przestawianych wałków rozrządu zaworów ssących, a nie jak dotychczas, z ciśnienia w rurze ssącej jest ono bowiem stałe podczas pracy z całkowicie otwartą przepustnicą. Ponadto w 2,8-litrowym silniku V6, przełączalny kolektor ssący wzmacnia działanie systemu AVS. Zwiększa on jeszcze bardziej moment obrotowy przy niskich obrotach i moc przy wysokich obrotach. Audi traktuje technologię AVS, u której podstaw leży sześcioletnia praca inżynierów działu rozwojowego, jako rozwiązanie z ogromnym potencjałem na przyszłość. Teoretycznie system daje się rozbudować o dalsze funkcje, aż do całkowitego wyłączania z pracy poszczególnych cylindrów.
Komentarz: 6-cylindrowe silniki FSI, w odróżnieniu od swoich średniolitrażowych braci", zyskują coraz większe uznanie. W dużej mierze to właśnie zasługa systemu sterowania zaworami AVS.
