Artikel Pilihan

EVOLUSI TEKNOLOGI VVT-i, TAK LAPUK DITELAN ZAMAN

Variable Valve Timing atau dalam bahasa melayu ialah Pemasaan Injap boleh ubah adalah keupayaan enjin untuk mengubah pembukaan injap samaada untuk dibuka awal atau lambat secara relatif bergantung pada pergerakan piston enjin. Teknologi ini membolehkan injap kemasukan yang mengawal kemasukan udara dan petrol (atau udara sahaja bagi enjin pancitan terus) dibuka awal, dibuka seperti biasa atau dibuka lambat bergantung pada kehendak ECU. Jika enjin tersebut datang dengan teknologi pemasaan berkembar seperti teknologi Toyota (dual VVT-i) ia bermaksud injap ekzos juga boleh dikawal dengan cara yang sama

Jika enjin perlukan lebih kuasa, injap akan dibuka lebih awal dan ditutup lebih awal. Jika enjin bekerja dalam keadaan santai, injap dibuka lewat dan ditutup dengan lebih lewat. Analoginya mudah saja. Katakan anda bekerja di pejabat selama 8 jam sehari, masuk pukul 8 pagi dan habis bekerja jam 5 petang setiap hari. Jabatan Sumber Manusia menetapkan waktu bekerja ini tetap dan tidak boleh diubah. Keadaan ini sama dengan enjin konvensional biasa yang mempunyai camshaft yang tetap dan tidak boleh diubah.

Namun sesetengah pejabat ada waktu bekerja yang boleh diubah dengan syarat anda bekerja 8 jam sehari. Anda boleh masuk bekerja jam 7 pagi dan habis bekerja jam 4 petang atau masuk jam 9 pagi keluar jam 6 petang. Asalkan anda bekerja selama 8 jam sehari. Sama seperti enjin, kawalan injap yang boleh diubah ini dipanggil enjin VVT.

Sesetengah pejabat pula lain cara bekerja yang ditetapkan oleh Jabatan Sumber Manusia. Mereka tidak kisah berapa jam anda bekerja, asalkan sasaran jualan ataupun objektik pekerjaan tercapai. Lama atau panjang tempoh masa anda bekerja mereka tidak peduli. Asalkan bila hujung bulan, semua sasaran anda tercapai dan siap. Anda boleh masuk jam 10 pagi di pejabat, balik jam 3 petang. Bagi teknologi enjin, keadaan ini boleh dicapai melalui teknologi VVT-i. i disini bermaksud “intelligent” ataupun pintar. Work smart lebih baik dari work harder.

Camshaft

Camshaft adalah satu komponen yang digunakan untuk mengawal pembukaan injap enjin. Kalau enjin tersebut ada dua camshaft, ia digelar “Double Over Head Camshaft” manakala enjin dengan camshaft tunggal digelar “Single Over Head Camshaft”. Fungsi camshaft ini membuka dan menutup injap kemasukan dan injap ekzos melalui rekaan “cam lobe”. Cam Lobe ini rekaannya bujur seperti bentuk telur. Bahagian yang mendatar akan menutup injap dan bahagian membujur berfungsi membuka injap. Camshaft ini dibuat melalaui proses “iron casting” di mana cecair besi dituang dalam bentuk silinder dan cam lobe dibentuk melalui proses “machining”. Bentuk camshaft adalah tetap jadi enjin konvensional pemasaan dia tetap disebabkan rekaan cam lobe tadi.

Jika enjin tersebut direka untuk jimat, maka rekaan camshaft amat cemerlang bagi menghasilkan gerakan membuka dan menutup injap ketika halaju biasa. Jika enjin terpaksa beroperasi pada RPM tinggi, maka rekaan cam lobe tadi gagal membuka injap dengan tepat bagi membenarkan udara dan petrol masuk dengan awal dan cepat. Enjin akan jadi kurang berkuasa.

Jika rekaan enjin tersebut direka untuk operasi pada RPM tinggi yang cemerlang, maka rekaan cam lobe dibuat dengan meruncing. Namun ia akan mengalami masalah ketika RPM enjin rendah dengan pemasaan yang kurang tepat. Rekaan cam lobe mestilah seimbang antara RPM tinggi dan rendah bagi kereta biasa. Camshaft pula bergerak melalui operasi tali sawat (timing belt) atau timing chain yang bersambung terus dengan crankshaft. Jadi jurutera mengambil keputusan untuk mengawal pergerakan camshaft melalui satu unit kawalan VVT yang dipasang pada hujung camshaft.

Konsep Pemasaan Injap

Mazda CX30

Secara relatif, pergerakan pembukaan injap kemasukan dan injap ekzos perlu diselaraskan dengan pergerakan turun naik piston. Jika piston berada di kedudukan minimum di dalam silinder ia dipanggil Bottom Dead Center atau BDC. Jika piston berada di kedudukan paling atas ia dikenali dengan Top Dead Center atau TDC. Mekanisma VVT membenarkan injap mula dibuka dan ditutup berdasarkan TDC atau BDC dengan ukuran darjah. Satu kitaran enjin lengkap berlaku dalam 720 darjah. VVT akan mengubahsuai kedudukan injap dibuka berdasarkan darjah ini dari julat -40 darjah atau + 30 darjah bergantung pada rekaan lobe.

Jika pemandu perlukan lebih kuasa, VVT akan “advance” bukaan injap ke depan dan akan “retard” bukaan injap jika ia mengesan pemanduan santai. Dalam keadaan “advance” injap akan dibuka lebih awal untuk meningkatkan kecekapan volume enjin.

VVT

Unit Kawalan VVT atau VVT Controller telah dipasang pada hujung camshaft dimana unit controller VVT menggunakan 2 gigi gear terbina di dalam unit kawalan dengan ratio yang berbeza. Satu set gear digunakan untuk “advance” dan satu gear digunakan untuk “retard” pemasaan injap. Jadi enjin boleh berfungsi dalam 2 keadaan samaada “advance” untuk kuasa atau “retard” untuk penjimatan bahan api maksimum. Camshaft akan menggunakan salah satu gear berdasarkan arahan daripada ECU. Contoh enjin yang menggunakan teknologi ini ialah enjin Proton Persona.

VVT-i

i di sini membawa maksud intelligent di mana enjin ada keupayaanuntuk mengubah pemasaan enjin berdasarkan RPM, halaju dan juga pelbagai input yang lain. Berbanding dengan pemasaan VVT yang hanya mengubah kepada 2 keadaan sahaja, enjin VVT-i membenarkan pemasaan injap diubah mengikut keadaan sebenar dimana injap mungkin akan dibuka awal 20 darjah, 10 darjah, atau 5 darjah. Mungkin juga ia ditutup lewat 5 darjah, 15 darjah atau 25 darjah. Proses pengubahsuaian injap (cam phasing) dilakukan dengan mekanisme yang lebih kompleks berbanding dengan VVT

Unit kawalan VVT-i mengandungi komponen vane yang dikawal secara hidraulik berbanding dengan mekanisme gear mekanikal membolehkan pemasaan diubah pada banyak parameter. Sesetengah syarikat lain menggelarkan teknologi ini sebagai Continuous Variable Valve Timing atau Pemasaan Injap Boleh Ubah Berterusan. Berbanding dengan VVT, teknologi VVT-i lebih fleksible dan mnawarkan penjimatan bahan api dan pengurangan pencemaran asap yang lebih baik. Namun VVT-i hanya mengawal pemasaan injap kemasukan sahaja.

Toyota Vios generasi pertama dan kedua yang menggunakan enjin 1NZ-FE adalah contoh enjin yang menggunakan teknologi ini. Enjin ini kemudian diganti oleh enjin 2NR-FE.

Dual VVT-i

Bagi mengawal pemasaan injap ekzos, satu lagi mekanisme kawalan injap diperkenalkan pada camshaft yang mengawal pembukaan injap ekzos. Bagi memisahkan parameter dan memudahkan kawalan, enjin sebegini menggunkan kaedah DOHC atau camshaft berkembar. Unit VVT-i pada camshaft ekzos akan mengawal pemasaan injap dengan menggunakan hidaulik bagi melakukan proses “cam phasing”.

Pada suhu sejuk, enjin melahu (idling) , injap kemasukan akan dilambatkan sepenuhnya, dan exhaust valve akan berada pada “full advance”. Objective supaya rpm enjin stabil dan penggunaan bahan api yang lebih baik .Pada keadaan RPM rendah dengan light load, injap kemasukan  akan dilambatkan (retard) dan exhaust valve dilambatkan (retard) bagi membolehkan kedua dua valve terbuka serentak. Tujuan utama ialah untuk membolehkan EGR berlaku, mengurangkan “pumping loss” dan meningkatkan kecekapan bahan api.

Pada keadaan RPM rendah ke RPM tinggi, dengan high load, injap kemasukan akan dipercepatkan (advance) bagi meningkatkan volumetric efficiency. Manakala pada RPM tinggi dan  high load condition, intake valve dalam keadaan “retard” bagi membenarkan udara masuk lebih banyak manakala exhaust valve akan dibuka lebih awal. Keadaan ini meningkatkan volumetric efficiency dan memberi lebih kuasa.

Perodua Myvi generasi baru dengan enjin 2NR-VE menggunakan teknologi ini pada enjin 1300cc dan juga 1500cc. Anda boleh cari maklumat lanjut enjin ini di SINI

VVT-iE

Berbanding dengan enjin VVT-i yang menggunakan kawalan hidraulik untuk mengawal pemasaan injap, Toyota memperkenalkan pula teknologi pemasaan injap yang boleh dikawal dengan menggunakan aktuator elekrtik namun hanya digunakan pada injap kemasukan. Motor elektrik di dalam aktuator akan berputar sekali bersama-sama dengan camshaft. Untuk enjin mengekalkan pemasaan injap, motor elektrik akan berputar dengan halaju yang sama camshaft berputar

Untuk melakukan proses “advance” motor elektrik akan berputar dengan lebih laju berbanding dengan putaran camshaft. Untuk melakukan proses “retard” motor elektrik akan berputar dengan lebih perlahan dengan camshaft. Perbezaan halaju putaran camshaft dan motor elektrik tadi akan digunakan untuk mengubah pemasaan injap. VVT-iE menawarkan peningkatan respon enjin yang lebih pantas serta julat operasi yang lebih baik. Kawalan pemasaan yang lebih baik boleh dicapai seterusnya meningkatkan penjimatan bahan api, kuasa enjin dan mengurangkan pencemaran

Toyota menggunakan teknologi VVT-iE pada enjin Dynamic Force mereka. Anda boleh baca artikel berkenaan enjin ini di SINI.

VVT-iW

Kalau dah bercerita pasal VVT-i kita lajak sekali bercerita pasal VVT-iW pula. VVT-iW digunakan oleh Toyota Camry XV50 dalam versi petrol dan juga hibrid. Istimewanya enjin ini ialah, mekanisme VVT-i enjin boleh dikunci pada kedudukan pertengahan yang akan “retard” fungsi VVT dan menyebabkan enjin beroperasi menggunakan kitaran Atkinson yang lebih menjimatkan petrol. Jika kuasa enjin diperlukan, fungsi ini akan dimatikan dan enjin kembali menggunakan kitaran Otto. Anda boleh baca artikel penuh berkenaan enjin VVT-iW di SINI.

Ingat ye, VVT-i hanya mengubah pemasaan injap dan injap akan kekal terbuka mengikut sela masa yang ditetapkan. Hanya mekanisma VTEC atau Variable Valve Lift sahaja yang membolehkan injap dibuka dengan lebih luas. Artikel penuh bagaimana mekanisma VTEC berfungsi boleh dibaca di SINI.

Tags
Google ads
Back to top button