Değişken Supap Zamanlaması Nasıl Çalışır ?

Değişken Supap Zamanlaması Nedir ?

Değişken supap zamanlaması sistemi, emme eksantrik milinin, emme supaplarının açılma zamanının sürekli olarak değiştirilebildiği sistemdir.

Motorlar düşük devirde az yükte çalışırken, emme manifoldundan havayı emmek için yeterince zamanları vardır, yeterli hava-yakıt alınır ve motor sarstıntısız bir şekilde çalışır. Fakat sorun şu ki, motorlar her zaman düşük devirde çalışmazlar; araçların motor devir hızları, yükleri (yokuş tırmanma veya taşınan yük), ani güç ve hız talepleri, sürücünün güç talebi (gaz pedalına basarak) sürekli değişmektedir.

Motorlar farklı yük ve devirlerde çalıştığından, ihtiyaç duydukları hava-yakıt karışımı miktarının, her devirde ve yükte yeterli olarak yanma odasına alınması, sabit zamanlı eksantrik miliyle mümkün olmamaktadır. Sabit zamanlı eksantrik milinde, zaman ayar dişlisi bulunmaz (zaman dişlisi var ama ayarlanabilir-değişken değil), yani kam açısı değiştirilemez, eski tip araçların eksantrik milleri bu tiptedir.

Sabit zamanlı eksantrik millerinde sorun şudur; eksantrik mili kam açıları (supap bindirme açısı-süresi), spor-performans kullanımına göre (yüksek motor devrine uygun) üretildiğinde, normal sürüşte performans düşüyor, yakıt sarfiyatı çok oluyordu. Eksantrik mili kam açıları (supap bindirme açısı-süresi) normal sürüş moduna göre (orta motor devrine uygun) üretildiğinde, bu defa da yüksek performans alınamıyor ve gene araç çok yakıyordu. İşte sürücülerin motordan, “hem az yaksın hem de ihtiyaç duyduğumda yeterli motor gücünü verebilsin” şeklindeki beklentileri, kam açılarını (supap bindirme açısını); motor yükü, devir, hız ve sürücünün gaz pedalına basma miktarına (güç isteği) bağlı olarak değiştirebilen VVT değişken supap zamanlaması  sistemiyle karşılanmıştır.

İçten yanmalı bir motorun supap sisteminin teorik olarak (supap bindirmesiz) çalışmasını gösteren animasyon:

Değişken supap zamanlamasının görevi nedir ?

Değişken supap zamanlamasının görevi, her motor devrinde (rölanti – orta yük – yüksek devir) motorun yeterli havanın alınabilmesi için uygun eksantrik mili kam açısını vermek, motor performansını yükseltmek, yakıt sarfiyatını ve egzoz emisyonlarını azaltmaktır.

Değiken supap zamanlaması sisteminin çözmek istediği temel sorun, değişen motor devirlerinde, yanma odasına yeterince hava alabilmek için yeterince zamanı verebilmektir.

Düşük devirlerde, motor yavaş döner, gaz kelebeği çok az açıktır, emme manifoldunda vakum yüksektir ve yanma odasına hava almak için yeterince zaman vardır.

Motor devri yükseldiğindeyse, yanma odasına yeterince hava alınması için gereken süre çok kısadır, eğer emme supapı erken açılmazsa, yanma odasına yeterince hava giremez. İşte bu noktada supap bindirmesi dediğimiz kavram ortaya çıkıyor.

Supap Bindirmesi Nedir? Supap Bindirmesi Nasıl Olur Ne İşe Yarar ? 

Supap bindirmesi, piston üst ölü noktaya yaklaşırken hem emme supabının hem de egzoz supanın açık olduğu çok kısa süreli, anlık bir supap konumudur. Piston, yanmış olan egzoz gazlarını yukarı doğru çıkarken egzoz supabından dışarı atar, bu sırada egzoz supabı açıktır. Piston üst ölü noktaya yaklaştığında ve henüz egzoz supabı açıkken, emme supabı da açılır, işte bu an supap bindirmesidir. Emme supabının, daha egzoz supabı kapanmadan açılmasının sebebi, emme zamanı süresini uzatmak içindir. Çünkü yüksek devirde temiz hava emmek için süre çok az, işte bu süreyi uzatmak için emme supabı piston daha üst ölü noktaya ulaşmadan ve egzoz supabı kapanmadan açılır. Emme supabının bu şekilde erken açılması, supaba avans verilerek yapılır. Düşük devirlerde supap bindirmesine gerek yoktur fakat devir arttığında yani güç talebi de arttığında, supap bindirmesine ihtiyaç vardır ve supap bindirme süresinin de artması gerekir. İşte supap bindirme süresinin ayarlanmasını sağlayan sistem, değişken supap zamanlama sistemidir.

Supap bindirmesi sırasında erken (avanslı) açılan emme supabı sayesinde, bir miktar egzoz gazı, emme manifolduna kaçar, ve emme süresince tekrar yanma odasına çekilir, böylece bir miktar egzoz gazı tekrar yakılmış olur. İşte bu tekrar yakılan bir miktar egzoz gazı (yanmamış hidrokarbonlar -HC), egzozdan atılan zararlı egzoz emisyon miktarını azaltıcı etki gösterir. Ayrıca yanma sıcaklığını da düşürerek NOx emisyonlarını azalmasını sağlar, buna EGR etkisi denir.


Supap bindirmesi video anlatım:

Yukarıdaki bilgiler, değişken supap zamanlama sisteminin neden gerekli olduğuna dair temel bir bakışı açısı sunmaktadır. Supap bindirme süresinin değişken olarak ayarlanması ve yanma odasına yeterince temiz havanın alınabilmesi için, supap zamanlamasının değiştirilmesine ilave olarak, supabın açılma miktarını ve açık kalma süresini de ayarlamak amacıyla, otomobil üreticileri çeşitli teknolojiler geliştirmiş ve isim vermişlerdir.

Honda: VTEC, i-VTEC , VTC (VTC: Variable Timing Control: Değişken Zamanlama Kumandası)
Toyota: VVT, VVT-i, Valvematic
Bmw: Vanos

Motor supap sisteminde 2 temel ayarlama yapılabilir:

*Supap zamanlamasının değiştirilmesi (Eksantrik mili zamanlama ayarı - avans-rötar):

Bunu Toyota:VVT-i , Bmw: Vanos,, Honda: VTC, Ford Ti-VCT teknolojisi ile yapar. Eksantrik mili zaman dişlisine, elektrohidrolik bir modül konmuştur, yağ basıncıyla eksantrik miline avans veya rötar verilir. Bu VTC modülünün elektrik motorlu olanı da vardır (honda jazz).

*Supap açık kalma süresi ve Supap açılma miktarı ayarı (Valve Lift - Valvematic):

Bunu Toyota:VVTL-i veya valvematic, Bmw valvetronic, Honda VTEC ve i-VTEC  ile yapar.

Burada bir ayrım vardır, supap zamanlamasını ayarlamak ve/veya supabın açılma miktarını ve açık kalma süresini ayarlamak. 

VTEC ve i-VTEC; hem supap zamanlaması hem de supapların açılma miktarı ve süresini değiştirir.

VVT-i; Sadece supap zamanlamasını değiştirir, supap açılma miktarını ve süresini değiştirmez.

VVTL-i; Hem supap zamanlamasını hem de supabın açılma miktarını ve açık kalma süresini değiştirir.


Daha fazla bilgi için:
Toyota VVT-i Motor
Toyota VVTL-i Motor
Honda VTEC ve i-VTEC Motor