Pneumatyczne sprężyny zaworowe - Pneumatic valve springs
Pneumatyczne sprężyny zaworowe to mieszki metalowe wypełnione sprężonym powietrzem, stosowane jako alternatywa dla sprężyn z drutu metalowego stosowanych do zamykania zaworów w szybkoobrotowych silnikach spalinowych . System ten został wprowadzony w Formule 1 w 1986 roku w Renault EF-Type .
Pojęcie
Silniki wyścigowe często zawodzą przy dużych prędkościach obrotowych, ponieważ sprężyny mechaniczne nie są w stanie cofnąć zaworów wystarczająco szybko, aby zapewnić luz dla tłoka. Technologia zaworów pneumatycznych Renault zastąpiła stalowe sprężyny lekkimi miechami pneumatycznymi . Mogłyby one szybciej cofać zawory i zmniejszać możliwość kolizji tłoka z zaworem, o ile można było utrzymać ciśnienie. Ponadto wielkość napięcia gniazda wymagana do utrzymania zaworu ze sprężyną cewki pod kontrolą skutkuje większym obciążeniem szczytowym podnoszenia. Powoduje to dodatkowy stres w całym valvetrain . Układy pneumatyczne , które dzielą wspólny zbiornik ciśnienia, zachowują bardziej statyczny poziom siły, skutecznie kontrolując zawór, bez związanego z tym wzrostu szczytowego obciążenia.
Mechanizm uruchamiający to po prostu tłok i cylinder, podobny do małego siłownika pneumatycznego. Otwór popychacza, w którym normalnie znajdowałby się popychacz hydrauliczny , staje się cylindrem, a zespół ustalający staje się tłokiem. Do cylindra pompowane jest sprężone powietrze (azot), które następnie powoduje podniesienie tłoka / elementu ustalającego do górnej części cylindra, powodując, że zawór tworzy hermetyczne uszczelnienie z gniazdem. Sprężony gaz staje się wtedy, że tak powiem, sprężyną, ale nie ma tych samych właściwości, co sprężyny przy wyższych obrotach. Czasami między tłokiem a ustalaczem umieszczana jest niewielka lekka sprężyna, tak że po wyłączeniu układu sprężyna dociska tłok do dna otworu, wypychając w ten sposób ustalacz do góry. Zapewnia to brak kontaktu korony z zaworem po wyłączeniu.
Technologia zaworów pneumatycznych w wyścigach
Pneumatyczne sprężyny zaworowe dały Renault przewagę dzięki turbodoładowanym silnikom, często uważanym za jedne z najpotężniejszych. Jednak niezawodność i słaba obsługa podwozia powstrzymały samochody od sukcesu aż do 1989 roku, kiedy to Renault dostarczyło Williamsowi nowy silnik V10, który rozpoczął dobrą passę.
Pneumatyczne sprężyny zaworowe znajdują się również w kilku silnikach motocyklowych Moto GP , które zadebiutowały w 2002 roku wraz z Aprilia RS Cube . W 2005 roku Team Roberts jako pierwszy w pełnym wymiarze wykorzystał zawory pneumatyczne w swoim niekonkurencyjnym motocyklu z napędem KTM . Obecnie prawie wszystkie zespoły MotoGP używają technologii zaworów pneumatycznych w swoich motocyklach, w tym Yamaha, Suzuki i Honda. Ducati wykorzystuje desmodromiczną konstrukcję.
Technologia zaworów przyszłości
Podczas gdy pneumatyczne sprężyny zaworowe stały się standardem w silnikach Formuły 1, wielu producentów prowadzi badania nad sterowanym komputerowo elektromagnetycznym uruchamianiem zaworów (EVA) bez wałka rozrządu , aby zredukować ruchome części przy jednoczesnej poprawie kontroli zaworów. W szczególności Renault i Freevalve (pod nadzorem Koenigsegga) to dwie firmy zainteresowane rozwojem technologii produkcji pojazdów drogowych.