Variabele klepbediening

Wat is variabele kleptiming?

Variabele kleptiming, vaak aangeduid met de afkorting VVT (Variable Valve Timing), is een essentiële technologie in moderne verbrandingsmotoren. Hiermee kan de timing van de inlaat- en uitlaatkleppen in reële tijd worden aangepast. Bij een conventionele motor staat het moment waarop de kleppen openen en sluiten vast, bepaald door de vorm en de positie van de nokkenassen. Deze vaste afstelling is altijd een compromis: geoptimaliseerd voor koppel bij lage toerentallen of voor vermogen bij hoge toerentallen, maar nooit voor beide tegelijk. Variabele kleptiming lost dit dilemma op door de ademhalingscyclus van de motor aan te passen aan de verschillende rijomstandigheden, waardoor het rendement over het hele toerentalbereik wordt geoptimaliseerd.

Hoe werkt variabele kleptiming?

Het basisprincipe van de meeste variabele kleptimingsystemen berust op het wijzigen van de hoekpositie (of fase) van de nokkenas ten opzichte van de krukas. Dit wordt meestal bereikt met behulp van een nokkenasversteller, een onderdeel dat zich bevindt tussen de nokkenaspoulie en de as zelf. Deze versteller wordt meestal aangestuurd door de motoroliedruk, geregeld door een elektromagneetklep die wordt aangestuurd door de motormanagementcomputer (ECU).

Bij low toerental / laag toerental:

Het systeem vertraagt het openen van de inlaatkleppen en vermindert de klepoverlap (de periode waarin zowel de inlaat- als de uitlaatkleppen tegelijk open zijn). Dit zorgt voor een stabiel stationair draaien en een hoog koppel.

Bij hoog toerental:

Het systeem vervroegt het openen van de inlaatkleppen en vergroot de klepoverlap. Dit maximaliseert de vulling van de cilinders met lucht en brandstof, wat resulteert in een maximaal vermogen.

Sommige geavanceerdere systemen, zoals Valvetronic van BMW of MultiAir van Fiat, kunnen ook de kleplift variëren, wat zorgt voor een nog nauwkeuriger controle over de luchtstroom en het zelfs overbodig maakt om een traditionele gasklep te gebruiken.

Wat zijn de concrete voordelen?

De toepassing van variabele kleptiming biedt tal van voordelen die de algemene invoering ervan in de automobielindustrie verklaren.

Beter prestatievermogen:

Door de ademhaling van de motor aan te passen, maakt de VVT-technologie een vlakkere koppelkromme en een hoger vermogen bij hoge toerentallen mogelijk. De motor is zowel soepeler in de stad als krachtiger op de snelweg.

Lager brandstofverbruik:

Een volledige verbranding en een vermindering van de pompverliezen bij deellast maken een aanzienlijke verlaging van het brandstofverbruik mogelijk. Het systeem kan een intern uitlaatgasrecirculatie-effect (EGR) creëren, wat de efficiëntie verbetert.

Minder schadelijke emissies:

De optimalisatie van de verbranding en het interne EGR-effect dragen bij aan het verminderen van de vorming van stikstofoxiden (NOx), een van de belangrijkste verontreinigende stoffen die afkomstig zijn van thermische motoren.

Variabele kleptiming en technologische synergie

Variabele kleptiming is bijzonder effectief wanneer het wordt gecombineerd met andere moderne motortechnologieën. In combinatie met een turbocompressor kan het helpen om de reactietijd (turbogat) te verkorten door de stroom uitlaatgassen te optimaliseren die de turbine aandrijft. Gekoppeld aan directe inspuiting zorgt het voor een uiterst nauwkeurige controle van het verbrandingsproces, waardoor het vermogen wordt gemaximaliseerd en het verbruik wordt geminimaliseerd. Deze synergie is de sleutel tot de huidige 'downsized' motoren, die het vermogen van een grote motor bieden met het verbruik van een kleine.

Kortom, variabele kleptiming is geen simpel gimmick, maar een fundamentele innovatie waarmee ingenieurs voorheen tegenstrijdige eisen met elkaar hebben kunnen verzoenen: prestaties, zuinigheid en naleving van milieunormen. Vandaag de dag is het een pijler voor de efficiëntie van benzinemotoren en, in mindere mate, van bepaalde dieseltotoren.