소개:
BMW의 6기통 동력 장치는 모든 경쟁사 제품보다 가벼울 뿐만 아니라 뛰어난 출력과 성능을 제공합니다. 이는 주로 BMW 고유의 완전 가변 Valvetronic 전자 밸브 제어 덕분입니다. 이 시스템은 가속 페달 위치에 따라 밸브 개방을 지속적으로 조정하고 시간을 제어할 수 있습니다.
기존 엔진에서는 스로틀 밸브로 흡입 공기를 조절하여 출력 전력 제어가 거의 전적으로 달성됩니다. 이 과정에서 전력의 일부가 필연적으로 손실됩니다. 이와 대조적으로 Valvetronic 전자 밸브 제어 기술은 엔진 부하 변화 및 주기 관리 요구 사항을 최소화하여 매우 높은 연료 활용도와 더 나은 엔진 응답 속도를 보장합니다. 다른 이점으로는 엔진 작동이 원활해지고 배기가스 배출이 최소화된다는 점 등이 있습니다.
마그네슘-알루미늄 합금 크랭크케이스를 사용하고 2세대 BMW 밸브트로닉 전자식 밸브를 탑재한 BMW 직렬 6기통 동력장치는 보다 컴팩트한 구조를 통해 더 높은 엔진 속도를 구현한다. 전체 시스템. 결과적으로 밸브 작동을 통해 더 빠른 가속이 보장되어 운전자가 가속 페달을 밟을 때 더 빠른 반응을 얻을 수 있으며 각 기어에서 더 큰 속도 예비가 생성됩니다.
가솔린 엔진에 있어서 BMW의 밸브트로닉 기술은 오늘날 최고의 가변 밸브 기술이라 할 수 있습니다.
기술적 원리:
밸브트로닉 기술을 사용하는 BMW의 엔진은 스로틀 밸브(스로틀 밸브 또는 영어로 스로틀버터플라이라고도 함)가 없는 세계 최초의 엔진입니다. 스로틀 밸브는 엔진 흡기 매니폴드에 있는 밸브로 나비 모양을 하고 있다(스로틀 밸브는 영어로 throttlebutterfly라고 하며 나비는 나비라는 뜻이다).
그렇다면 스로틀을 없애면 어떤 이점이 있을까요? 이 장점은 연료 절약입니다. 다양한 테스트 결과에 따르면 밸브트로닉 엔진은 기존 엔진에 비해 연료 소비량을 7% 이상 절감할 수 있는 것으로 나타났습니다. 스로틀이 없는 엔진이 연료를 절약하는 이유를 이해하려면 먼저 기존 엔진의 스로틀이 어떻게 작동하는지 이해해야 합니다. 주유를 위해 액셀을 밟을 때 엔진에 주유가 들어가는 듯한 느낌을 받을 수도 있지만 실제로는 액셀 페달을 밟을 때 엔진 실린더에 분사되는 오일의 양이 직접적으로 늘어나는 것이 아니라 엔진의 크기가 달라지는 것이다. 흡기 파이프 스로틀 스위치를 사용하여 실린더로 들어가는 오일의 양을 변경합니다. 자동차의 분사 연료 공급 시스템은 스로틀을 통과하는 공기의 양을 모니터링하여 분사할 연료량을 결정합니다. 엔진. 이 설계의 주요 목적은 연료와 공기의 혼합비가 다른 스로틀 개방부에서 변경되는 것을 방지하여 실속을 방지하는 것입니다.
그렇다면 스로틀이 없는 엔진이 연료를 절약하는 이유는 무엇입니까? 액셀을 가볍게 밟으면 스로틀 밸브가 약간만 열리지만 동시에 거의 닫혀 있던 흡입 파이프에서 공기를 흡입하려고 피스톤이 아래쪽으로 이동합니다. 스로틀 밸브와 피스톤, 외부 대기압이 피스톤의 움직임에 영향을 미치므로 저항이 크면 엔진 속도가 낮을수록 스로틀이 더 단단하게 닫히고 에너지 손실이 커집니다. 따라서 밸브트로닉 엔진은 특히 저속에서 스로틀을 빼서 연료 소비를 절약할 수 있습니다. 전통적인 엔진에서는 흡입 파이프의 공기가 스로틀 밸브를 통과한 다음 실린더 상단에 있는 흡입 밸브를 통과하여 엔진 실린더로 들어갑니다. 흡기 밸브의 개폐 시간은 타이밍 벨트와 캠샤프트에 의해 제어됩니다. 흡기 밸브의 열림 깊이는 속도에 관계없이 고정됩니다.
밸브트로닉 엔진은 이름에서 알 수 있듯이 밸브(Valve)는 밸브 트로닉(Valve tronic)은 전자 제어를 의미한다. 스로틀 밸브가 필요 없게 된 후 흡기 밸브의 개방 깊이를 전자적으로 제어하여 엔진이 흡기량을 직접 제어합니다. 전반적인 메커니즘은 실제로 설명하기가 상당히 복잡하고 전문적입니다. 일반적으로 가속 페달을 밟을 때 기존 엔진의 신호는 흡입 파이프의 스로틀 밸브를 제어하기 위해 기계적으로 전송됩니다. 가속 페달을 밟을 때 Valvetronic 엔진의 신호는 엔진의 흡기 및 배기 밸브 위에 있는 스테퍼 모터로 전자적으로 전송됩니다.
신호를 받은 후 스테퍼 모터는 적절하게 회전하고 변속기 샤프트, 피스톤 상단 로커 암 및 태핏을 통해 흡기 밸브의 개방 깊이를 변경합니다. 액셀러레이터를 밟을수록 흡기 밸브가 더 얕아집니다. 가속 페달을 밟을수록 흡기 밸브가 더 깊게 열립니다. Valvetronic 엔진은 스로틀 밸브가 필요 없으며 흡입 밸브를 전자적으로 직접 제어하여 공기 흡입량을 조정합니다. 연료 절약 외에도 이 설계의 또 다른 중요한 장점은 스로틀 응답 시간이 가속화된다는 것입니다. 기존 엔진은 액셀러레이터를 사용해 스로틀을 제어하는데, 액셀러레이터를 밟고 스로틀을 열면 공기가 유입될 때까지 기다려야 하며, 흡기 매니폴드를 채워야 대량의 공기가 실린더로 들어갑니다. 밸브트로닉 엔진에서는 액셀을 밟으면 흡기 밸브의 열림 깊이가 직접 제어되어 많은 양의 공기가 즉시 실린더로 유입됩니다.
밸브트로닉 엔진의 흡기 밸브 열림 깊이는 가장 0.25mm로 가장 얕고 최대 9.7mm로 38.8배의 차이가 난다. 가장 얕은 곳에서 가장 깊은 곳으로 변경하는 데 필요한 반응 시간은 단 0.3초입니다. BMW의 Valvetronic 엔진은 영국의 새로운 엔진 공장에서 제조됩니다. 전체 Valvetronic 시스템은 엔진 실린더 상단에 직접 설치할 수 있는 사전 조립된 모듈입니다. BMW는 Valvetronic 기술을 사용하는 엔진이 기존 엔진보다 14배 더 효율적이라고 주장하지만 이것이 전적으로 Valvetronic 기술 때문은 아닙니다. BMW는 그 중 7개는 밸브트로닉 기술, 3개는 마찰 손실 감소, 4개는 6단 자동변속기에서 나왔다고 밝혔다. 하지만 밸브트로닉 엔진에는 흡기 밸브 제어 메커니즘이 더 많이 추가되고 기계적 접촉과 마찰도 더 많아지기 때문에 6,000rpm을 넘으면 엔진의 효율성과 부드러움이 좋지 않다.
밸브트로닉 엔진은 소프트웨어와 하드웨어의 조합을 사용하여 기존 스로틀 구조를 대체합니다. Valvetronic이라는 단어는 기존의 기계식 제어 밸브 메커니즘을 대체하는 전자 제어를 의미합니다.
Valvetronic은 흡기 밸브의 타이밍과 리프트를 수정합니다. Valvetronic 시스템은 기존 엔진과 마찬가지로 캠축을 가지며 편심 샤프트, 롤러 및 이젝터 메커니즘을 가지며 스테퍼 모터로 구동됩니다. , 스로틀 위치에서 신호를 수신하여 스테퍼 모터는 편심 캠의 오프셋을 변경하고 일부 기계적 변속기를 통해 흡기 밸브의 동작을 간접적으로 변경합니다.
기존 밸브 메커니즘과 밸브트로닉 메커니즘의 비교 연료 분사 시스템은 스로틀 밸브를 통과하는 공기 흐름을 모니터링하여 엔진 연소에 필요한 연료량, 즉 스로틀 밸브가 열릴 때를 결정합니다. 폭이 넓을수록 연소실로 더 많은 공기가 유입됩니다. 스로틀이 가벼워지면 스로틀 섹션이 거의 닫히게 됩니다. 피스톤이 계속 작동 중일 때 공기의 일부가 흡기 매니폴드로 들어갑니다. 이때 연소실과 스로틀 사이의 흡기 매니폴드에는 피스톤의 흡입 및 펌프 저항이 발생합니다. 이러한 현상을 "펌프 손실"이라고 합니다. 공회전 시 스로틀 밸브가 부분적으로만 열리므로 에너지 손실이 더 많이 발생합니다.
개량된 모터의 헬리컬기어는 편심축의 회전량을 변화시켜 중간 로커암과 기존의 캠샤프트를 서로 구동시켜서 로커암에 압력을 전달하고 최종적으로 눌려지게 된다. 밸브.
Valvetronic은 밸브 리프트와 연소실로 유입되는 공기의 양을 줄여 펌프 손실을 최소화할 수 있습니다.
기존의 트윈 볼록 엔진에 비해 Valvetronic은 추가 편심 샤프트, 스테퍼 모터 및 일부 중앙 로커 암을 사용하여 로커 암을 누르면 밸브의 열림 또는 닫힘을 제어합니다. 흡기 밸브가 더 깊어집니다. 밸브트로닉은 밸브 리프트를 자유롭게 제어할 수 있는 방법이 있습니다. 흡기가 길면 밸브 리프트가 크고 흡기가 짧으면 밸브 리프트가 작습니다.
장점:
밸브트로닉 엔진에서는 냉각수가 실린더 헤드를 통해 흐르므로 온도를 약 60°C 낮출 수 있습니다.
워터펌프 크기가 기존 크기의 절반에 불과해 전력 손실을 약 60% 줄인다.
동력 방향 오일이 빠르게 가열되어 유압 펌프의 전력 사용량을 줄입니다.
워터펌프와 파워펌프를 같은 축에 설치하고, 냉각수와 오일 사이에 열교환기를 설치해 온도를 30°C 낮춰준다.
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