Değişken supap zamanlaması nedir? Nasıl çalışır?

Değişken supap zamanlaması sistemleri günümüzde birçok farklı farklı marka tarafından yaygın bir şekilde kullanılıyor ve artık neredeyse ...

Değişken supap zamanlaması sistemleri günümüzde birçok farklı farklı marka tarafından yaygın bir şekilde kullanılıyor ve artık neredeyse tüm benzin motorlarında sıradan bir özellik haline geldi. Diğer taraftan geçtiğimiz 10 yıl içinde önemli oranda yaygınlaşan bu teknoloji karmaşık sayılabilecek bir çalışma prensibine sahip. Biz de birçok kişi tarafından merak edilen bu sistemi Honda'nın VTEC sistemi üzerinden anlatmaya çalışacağız.


Genel adı "Variable Valve Timing" olan Değişken Supap Zamanlaması ifadesi genel olarak VVT şeklinde kısaltılıyor olsa da markalar değişken zamanlamayı gerçekleştirebilmek için kendilerine özgü teknolojiler geliştirmiş ve bu doğrultuda da farklı kısaltmalar ile adlandırmışlardır. Yazımızın teknik kısmına geçmeden önce otomobil üreticilerinin değişken supap zamanlaması sistemini hangi farklı kısaltmalarla kullandığına bakmakta fayda olduğunu düşünüyoruz. Bu kısaltmalar ve kullanan markaların bir kısmı aşağıdaki şekilde sıralanıyor. 
  • AVCS-AVLS: Subaru
  • MIVEC: Mitsubishi
  • Multiair: Fiat
  • N-VCT :  Nissan
  • S-VT: Mazda
  • Vanos: BMW
  • VarioCam: Porsche
  • Ti-VCT: Ford
  • VTEC: Honda
  • VVT-i: Toyota
  • CVVT: Hyundai, Kia, Renault
  • Camtronic: Mercedes
  • VTi: Peugeot, Citroen
  • Variator: VW
  • AVS: Audi
Değişken Supap Zamanlaması ne kadar zamandır kullanılıyor?

Bu sistemin ilkel versiyonları 1910'lu yıllarda uçak motorlarında kullanılmış olsa da daha öncesinde buhar makinalarında çeşitli sistemler mevcuttu. Otomobillerde bulunan motorlarda ilk önemli deneme ise Porsche tarafından 1958 yılında gerçekleştirilmiş ancak patent başvurusu sonrasında bilinen bir kullanımı olmamıştır. İlk gerçek anlamda çalışır ve denenmiş VVT sistemi ise 1960'lı yılların sonunda Fiat tarafından geliştirilmiş olsa da bu sistemin bir araçta ilk kez kullanılması Alfa Romeo tarafından gerçekleşmiştir. Mekanik bir VVT sistemi Alfa Romeo Spider 2000 modelinde kullanılmış ve araç seri olarak da üretilmiştir. Günümüzde ise üstten çift egzantrikli benzin motorlarının vazgeçilmezi haline gelmiştir.  

Değişken supap zamanlamasını seri olarak kullanan ilk otomobil modeli; Alfa Romeo Spider 2000
Değişken Supap Zamanlaması Nedir?

İçten yanmalı motorlarda emme supabları silindirler içerisine yanma için gerekli olan taze havayı almakla sorumluyken, egzoz supabları da yanma sonucu oluşan egzoz gazlarını silindirden tahliye etmekle sorumludur. Kısacası supablar için bir nevi motorun nefes alıp vermesini sağlayan ciğerleridir de denilebilir. İşte bu nefes alıp verme işleminin süresi krank milinden triger kayışı vasıtasıyla hareket alan egzantrik mili sayesinde belirlenir ve bu milin üzerindeki yumurta şeklindeki çıkıntılar (kamlar) da supabların açılıp kapanma sürelerini belirler. Aşağıdaki animasyonda kam mavi, supap kırmızı renge sahiptir.


Ancak motor hızı arttıkça pistonlar da daha hızlı hareket ettiği için emme ve egzoz fazlarının süresi kısalır ve bunun sonucu olarak da emme supabı yeterli havayı silindirler içerisine almakta zorlanırken egzoz supabı da egzoz gazlarını tahliye etmekte zorlanır. Kısacası her iki supap da daha az açık kalır. Bu zorluğu aşmanın yolu ise emme ve egzoz supaplarının çalışma şeklini değiştirmekten geçer. Ancak yukarıda bahsettiğimiz nedenlerden dolayı motorun çalışma prensibi buna izin vermez ve VVT yani supap zamanlaması olarak adlandırılan sistem de bu tek düze gidişatı bozarak emme ve egzoz supaplarının daha uzun süre açık kalmasını, erken ya da geç açılmasını sağlar. Bu sayede de motorun nefes alıp vermesini optimize ederek daha verimli çalışmasına katkıda bulunur. Bunun sonucu olarak da daha yüksek devirlere çıkabilen motor, hem daha çok güç, hem daha çok tork üretebilirken verimin de artması sonucu daha az yakıt tüketir. Emisyon değerlerinde de azalma meydana gelir.

Değişken Supap Zamanlaması nasıl çalışıyor?

Konunun en başında da belirttiğimiz gibi otomobil üreticileri çok farklı isimleri bu sistemi adlandırmak için kullanıyorlar ancak sadece adlarında değil aynı işlevi görseler de metotlarında da fark bulunuyor. Ancak değişken supap zamanlaması deyince akla ilk gelen sistem Honda'nın VTEC kısaltması ve bu nedenle de değişken supap zamanlamasını yazının başında da dediğimiz gibi bu sistem üzerinden anlatmak istiyoruz.

Değişken sıkıştırmalı motor nasıl çalışıyor?

Aşağıdaki görselde sol tarafta normal yani değişken supap zamanlama sistemi olmayan bir motorun supap ve külbütör sistemi, sağda ise VTEC yani Honda'nın değişken supap zamanlama sistemine sahip motorun supap-külbütör sistemi görülebilir. İki sistem arasındaki en büyük fark ortada yer alan turuncu ile renklendirilmiş olan fazladan eklenen uzun kam tasarımından kaynaklanıyor. İşte bu uzun kam performans kamı olarak da adlandırılıyor ve supabların üst devirlerde daha uzun süre açık kalmasını sağlıyor. Görselin ardından performans kamının nasıl devreye girip çıktığına bakalım.

Şimdi yukarı-sağdaki VTEC görseline yandan ve karşıdan bakarsak aşağıdaki şekiller karşımıza çıkıyor. 

Not: Üstteki görselde kilit pimi sisteminin kesiti alınmıştır. Normalde bu pim bir üstteki görselde olduğu gibi külbütörler içinde kaldığı için görünmeyecektir.

Soldaki görselde motor düşük devirlerdeyken kısa kamlar devrede ve supablar normal bir şekilde açılıp kapanıyor. Bu sırada kilit pimi mekanizması boşta ve bu nedenle de uzun kamın külbütörü (turuncu) boşta çalışıyor. Ne zaman ki motor devri yükselip daha fazla havaya ihtiyaç duyarsa ki bu yüksek devirlerde gerçekleşiyor; kilit pimi elektronik olarak hidrolik bir mekanizma ile devreye giriyor. 

Bu sayede uzun kam milinin külbütörü kısa kamların külbütörleri ile kitlenerek beraber hareket etmeye başlıyor ve uzun kamın devreye girmesini sağlıyor, kısa kamlar da beraber dönseler de bu sayede devreden çıkıyor. Uzun kamın külbütör mekanizmasını daha fazla itmesi sonucu ile de supablar daha fazla aşağı inerek daha uzun süre açık kalıyor. Bunun sonucu olarak da daha fazla havanın silindirler içerisine girmesi sağlanıyor. Ayrıca egzoz supaplarının da bu sisteme sahip olması sayesinde yanmış gazlar silindirlerden daha hızlı ve rahat bir şekilde tahliye edilebiliyor. 

Şimdi bu sistemi bir de animasyonda izah edelim ve pekiştirelim;
  • İlk olarak kırmızı renge sahip kilit pimi açık
  • Egzantrik mili dönüyor ve kamlar aşağı bakar pozisyona geliyor
  • 1 ile işaretlenen pozisyonda uzun kamın külbütörü boşta olduğu için kısa kamlar devrede ve normal bir hava emişi ile normal egzoz gazı tahliyesi gerçekleşiyor. (Düşük devir)
  • Daha sonra pim kitleniyor ve egzantrik mili dönüşü ile kamlar tekrar aşağı bakıyor
  • 2 ile işaretlenen pozisyonda kilidin etkisi ile kitlenerek tüm külbütörler aynı pozisyona geliyor ve supablar daha fazla aşağı itiliyor. Dolayısı ile supablar daha fazla açık kalarak daha fazla temiz hava emerken egzoz gazları da daha rahat bir şekilde tahliye oluyor (Yüksek Devir).
Honda VTEC çalışma prensibi
Değişken Supap Zamanlaması neden genelde benzin motorlarında kullanılıyor?

Her ne kadar 2010 yılında piyasaya sunularak günümüzde halen kullanılan MIVEC (VVT) sistemli Mitsubishi 4N1 turbo-dizel motoru bulunsa da değişken supap zamanlaması sistemlerinin dizel motorlarda kullanımı oldukça kısıtlıdır. Benzin motorları dizel motorlara göre çok daha yüksek devirlere çıkabilmekte ve esas olarak bu yüksek devirlerdeki ihtiyaç nedeniyle VVT sistemleri kullanılmaktadır.

HCCI motor nedir? Nasıl çalışıyor?

Ayrıca dizel motorların daha yavaş çalışma karakteri havanın daha rahat bir şekilde silindirlere alınmasını ve yanmış gazların da daha rahat bir şekilde silindirlerden atılmasını sağlar. Kısacası bu iki işlem için dizel motorun daha fazla vakti vardır. Bu nedenle de VVT sistemlerine ihtiyaç duymazlar. VVT sistemi dizel motorlara uygulansa bile getirisi benzin motorlarına göre çok daha az olmaktadır ve sistemin maliyeti nedeniyle de tercih edilmemektedir.

Benzin motoru nasıl çalışır?

Not: Üstteki paragraflarda da vurguladığımız gibi çok farklı metotlarla çalışan VVT sistemleri bulunuyor ve sayıları da oldukça fazla. Ayrıca bir de VVL yani Değişken Supap yüksekliği sitemleri mevcut ve VVT sistemlerine bir nevi yardımcı olarak beraber kullanılıyor. Bu nedenle VVT ve VVL çeşitlerine konuyu boğmamak için bir başka konuda değineceğiz.

İlgili Konular

vvti nedir 9006278749470594666

Yorum Gönder Yorumlar

emo-but-icon

item