FreeValve Koenigsegg: Ako funguje motor bez vačiek?
FreeValve označuje motor bez vačiek a technológiu nezávislého časovania ventilov vyvinutú automobilkou Koenigsegg. Táto technológia nevyužíva na časovanie ventilov vačkový hriadeľ a tak je možné ovládať ventily ľubovoľne podľa potreby.
FreeValve technológia bola vyvinutá švédskou automobilkou Koenigsegg v spolupráci s čínskou automobilkou Qoros. Výsledkom spolupráce medzi týmito dvoma automobilkami je zážihový štvorvalcový preplňovaný motor o objeme 1.6 litra s viacbodovým vstrekovaním paliva MPI.
Obsah
Tento motor dosahuje výkon 170 kW a krútiaci moment 330 Nm, čo sú na 1.6 litrový objem motora úžasé parametre. Prvý automobil, ktorý bol vybavený týmto motorom, je čínsky Qoros model 3.
Klasický motor s vačkami:
Naproti FreeValve motoru stoja klasické motory, ktoré na svoju funkciu využívajú ventilové rozvody ovládané pomocou jedného alebo dvoch vačkových hriadeľov. Tieto motory však majú jednú spoločnú vec a tou je, že majú jeden alebo dva vačkové hriadele, ktoré sú spojené mechanicky pomocou ozubeného remeňa alebo reťaze s kľukovým hriadeľom.
Pri takejto konštrukcii je možné len obmedzene ovládať okamih otvorenia a uzatvorenia ventilu, dĺžku doby otvorenia a zdvih otvorenia ventilu pomocou variabilného časovania ventilov.
Takáto variabilita však nie je úplne postačujúca a tak sa švédska automobilka Koenigsegg rozhodla vyhádzať vačkové hriadele a ísť na to po svojom.
FreeValve - motor bez vačiek:
Vačkový mechanizmus je nahradený pneumaticko-hydraulickými aktuátormi (motorčekmi) pre každý jeden ventil. Technológia FreeValve teda predstavuje pneumatické otváranie ventilov doplnené o citlivejšie ovládané hydraulické zatváranie ventilov, ktoré tlmí rázy a šetrí tak sedla ventilov v hlave valcov.
O riadenie ventilov sa stará elektronika, ktorá môže vďaka tomuto konštrukčnému riešeniu prakticky ľubovoľne časovať sacie aj výfukové ventily či vypínať jednotlivé valce, v prípade ak nie je potrebný veľký výkon motora.
Ďalšou veľkou výhodou je, že otvorenie a zatvorenie ventilov sa nedeje rovnako v celom rozsahu otáčok, teplôt a zaťaženia. Mení sa plynule a počas jedného cyklu sa môžu ventily otvoriť a zatvoriť aj niekoľkokrát. Takéto konštrukčné riešenie umožňuje nastaviť pre každé spektrum otáčok iný cyklus, ako napríklad:
Ottov cyklus
Výhody FreeValve Koenigsegg motora:
Toto konštrukčné riešenie má niekoľko výhod, ako napríklad zvýšenie výkonu motora oproti klasickému motoru o 45% a krútiaceho momentu o 47%, zníženie spotreby paliva pri zohriatom motore o 15% a pri studenom až o 30%. Motor taktiež nepoužíva priame vstrekovanie, ktoré sa podieľa na vzniku pevných častíc aj v benzínovom motore.
Okrem toho je priame vstrekovanie paliva nielen drahšie, ale aj chúlostivejšie a tak dali konštruktéri prednosť spoľahlivejšiemu viacbodovému vstrekovaniu paliva MPI. Medzi ďalšie výhody môžeme taktiež zaradiť aj zníženie výšky motora, či zníženie hmotnosti a ťažiska.
MultiAir motor a nezávislé ovládanie ventilov:
Myšlienka nezávislého ovládania ventilov však nie je žiadna novinka. Už v roku 2009 predstavil Fiat benzínové motory MultiAir. V tej dobe išlo doslova o revolúciu, pretože Fiatu sa podarilo po prvýkrát odpútať činnosť sacích ventilov od mechanického prepojenia s vačkovým hriadeľom.
O pohyb ventilov v motoroch MultiAir sa starajú elektrohydraulické aktuátory (motorčeky), ktoré sa však používajú výhradne len na strane sacích ventilov. Fiat síce použil ako prvý nezávislé ovládanie sacích ventilov pre každý valec, no Koenigsegg zasa ako prvý použil nezávislé ovládanie ako sacích, tak aj výfukových ventilov.
Okrem Koenigseggu je však Fiat stále jediným výrobcom takýchto motorov, pričom na zmenu to nevyzerá. Jednoducho povedané, takéto riešenie ovládania ventilov je ešte stále príliš drahé.