VANOS, VTEC, S-VT,… Teknolojisi Nedir?

Belki bazılarınız bu kelimelere hakim, yakın ya da aşina olabilirsiniz. Gelin birlikte bu kelimelerin ne anlama geldiklerini inceleyelim.

Aslında başlıkta belirtilen ve diğer teknolojilerin hepsi aynı anlamı taşımaktadır. Yani “Değişken Supap Zamanlaması” Anlamına gelen bu kavram sadece markalar farklı isimde kullanmaktadır. Bunlardan bazıları; Honda – VTEC teknolojisi, Toyota – VVT-İ, BMW – VANOS ve Mazda S-VT şeklinde kullanıyor.

Her bir araç modeli için anlamı ve işlevi aynı fakat teknolojileri farklı olan bu mekanik tasarımları yakından inceleyelim.

Öncelikle Supap nedir bundan bahsedelim.

Supap, yakıt ve hava karışımını motorun yanma odasına gönderen önemli bir parçadır. Bu sayede motor harekete geçerek çalışır hale gelir.

Supap Sistemi

Supap, araç motorunda yer alan ve yanma odasına giren maddelerin giriş ve çıkışların kontrolünü sağlar. İçten yanmalı araçlarda motorun üst kısmında yer almaktadır. Halk arasında supap sistemi, “sübap” veya “subap” isimleriyle de bilinmektedir. Ayrıca emme supabı ve egzoz supabı olmak üzere iki supap çeşidi bulunmaktadır. Emme supabı, yakıt ve hava birleşiminin yanma odasında yakılmasına yardımcı olur. Egzoz supabı ise karışımın yandıktan sonra ortaya çıkardığı egzoz dumanını uzaklaştırır. Kısaca supaplardan biri emmeyi sağlarken diğeri egzoz çıkısına yarar. Fakat zaman zaman supap ayarlarında bozulmalar yaşanır.

Peki, supap ayarı neden bozulur?

Birçok sebepten ötürü supap ayarında sorunlar yaşanabilir. Bu konuya iki örnek vererek açıklık getirelim:

• Supap lastiğinin görevini doğru yapamaması
• Supap hareketlerinin uygun zaman ve ölçüde yakıt almaması

Supap Nasıl Çalışır?

Pistonlar, motor silindirinde aşağı-yukarı hareket ederek açılır ve kapanır. Yani parça, pistonlarla ortak çalışır. Bu durumu sağlayan parça, pistonların bağlı bulunduğu krank mili ve eksantrik mili ortasında yer alan triger kayışıdır. Kayışın harekete geçirdiği eksantrik mili, supapları aktif hale getirirken yağ karterinden gelen yağ sayesinde supaplar açılıp kapanır ve egzoz gazı dışarı atılır.

Peki bu değişken supap zamanlaması nedir?

Daha önce iki çeşit supap olduğundan bahsetmiştik. Emme supapları bazı araçlarda hava ve yakıt karışımını yanma odasına iletir. Fakat direk enjeksiyonlu araçta yalnızca temiz havayı iletir. Eksantrik mili ve triger kayışı da görevini yapmaya devam eder. Ancak araç yüksek devirdeyken supap açılıp kapanma süresi yetersiz kalır. Değişken supap zamanlaması da bu kısımda devreye girer. Değişken supap zamanlaması sayesinde iki supap valfinin çalışma süresi değişir. Supaplar bu yolla en iyi şekilde çalışırken aracın verim ve performansında artış görülür. Bu sayede yakıt tüketimi azaltılarak aracın emisyon değerleri düşürülür. 

Genel ad: “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.

• Vanos: BMW
• VTEC: Honda
• S-VT: Mazda
• AVCS-AVLS: Subaru
• MIVEC: Mitsubishi
• Multiair: Flat
• N-VCT: Nissan
• VarioCam: Porsche
• Ti-VCT: Ford
• VVT-I: Toyota
• CVVT Hyundal, 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 gerçekleştirilmiştir. Ancak patent başvurusu sonrasında bilinen bir kullanımı olmamıştır. Ilk 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 Zamanlaması seri olarak kullanılan ilk otomobil modeli; Alfa Romeo Spider 2000

 

Değişken Supap Zamanlaması nasıl çalışıyor?

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

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 lle renklendirilmiş olan fazladan eklenen uzun kam tasarımından kaynaklanıyor. İşte bu uzun kam performans kamı olarak da adlandırılıyor. Supapların üst devirlerde daha uzun süre açık kalmasını sağlıyor.

Görselin ardından performans kamının nasıl devreye girip çıktığına bakalım.

Şimdi yukarı-sağdaki V-TEC 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 supaplar normal bir şekilde açıp 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, bu yüksek devirlerde gerçekleşiyor; kilit pimi elektronik olarak hidrolik bir mekanizma ile devreye giriyor.

Honda, değişken hacimli motor için çalışıyor.

Bu sayede uzun kam milinin külbütörü kısa kamanın 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 supaplar daha fazla aşağı inerek daha uzun süre açık kalıyor. Bunun sonucu olarak da daha fazla havanın silindirler içerisine girmesi sağlanıyor. Ayrıca egzoz supaplannin 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 kamin kulbutoru boşta olduğu için kisa kamlar devrede ve normal bir hava emişi ile normal egzoz gazi tahliyesi gerçekleşiyor. (Düşük devir)

. Daha sonra pim kitleniyor ve egzantrik mili dönüşü ile kamlar tekrar aşağı bakıyor

2 ile işaretlenen pozisyonda kildin etkisi ile kitlenerek tüm külbütörler aynı pozisyona geliyor ve supalar daha fazla aşağı itiliyor. Dolayısı ile supaplar daha fazla açık kalarak daha fazla temiz hava emerken egzoz gazlan da daha rahat bir şekilde tahliye oluyor.

(Yüksek Devir),

Not: Üstteki paragraflarda da vurguladığımız gibi çok farklı metotlarla çalışan WVT sistemleri bulunuyor ve sayıları da oldukça fazladır. 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 bir başka konuda değineceğiz.

Kaynakça

• en.wikipedia.org/
• @anlatanadamlar/
• honda.com.tr/