Pneumatyczne sprężyny zaworowe
Pneumatyczne sprężyny zaworowe to metalowe miechy wypełnione sprężonym powietrzem, stosowane jako alternatywa dla sprężyn z drutu metalowego stosowanych do zamykania zaworów w wysokoobrotowych silnikach spalinowych . System ten został wprowadzony w Formule 1 w 1986 roku wraz z Renault EF-Type .
Pojęcie
Silniki wyścigowe często ulegają awariom przy dużych prędkościach obrotowych, ponieważ sprężyny mechaniczne nie są w stanie wycofać zaworów wystarczająco szybko, aby zapewnić luz dla tłoka. Technologia zaworów pneumatycznych Renault zastąpiła stalowe sprężyny lekkimi sprężonego powietrza . Mogłyby one szybciej cofać zawory i zmniejszać możliwość kolizji tłoka z zaworem, o ile można byłoby utrzymać ciśnienie. Dodatkowo wielkość napięcia gniazda wymagana do utrzymania zaworu ze sprężyną śrubową pod kontrolą skutkuje większym obciążeniem szczytowym. Powoduje to dodatkowe obciążenie całego mechanizmu rozrządu . Pneumatyczny systemy posiadające wspólny zbiornik ciśnienia zachowują bardziej statyczny poziom siły, skutecznie kontrolując zawór, bez towarzyszącego temu wzrostu szczytowego obciążenia nośnego.
Mechanizm uruchamiający to po prostu tłok i cylinder, podobny do małego siłownika pneumatycznego. Otwór popychacza , w którym normalnie znajduje się popychacz hydrauliczny , staje się cylindrem, a zespół ustalający staje się tłokiem. Do cylindra pompowane jest sprężone powietrze (azot), co następnie powoduje uniesienie tłoka/ustalacza do góry cylindra, powodując utworzenie przez zawór hermetycznego uszczelnienia z gniazdem. Sprężony gaz staje się wówczas, że tak powiem, sprężyną, ale nie ma takich samych cech jak sprężyny przy podwyższonych obrotach. Czasami pomiędzy tłokiem a ustalaczem montowana jest mała, lekka sprężyna, tak że po wyłączeniu układu sprężyna dociska tłok do dna otworu, wypychając w ten sposób ustalacz do góry. Dzięki temu po wyłączeniu nie dojdzie do kontaktu korony z zaworem.
Technologia zaworów pneumatycznych w wyścigach
Pneumatyczne sprężyny zaworowe zapewniły Renault przewagę dzięki silnikom z turbodoładowaniem , często uważanym za jedne z najmocniejszych. Jednak niezawodność i słabe prowadzenie podwozia powstrzymywały samochody przed sukcesem aż do 1989 roku, kiedy Renault dostarczyło Williamsowi nowy silnik V10, który rozpoczął zwycięską passę.
Pneumatyczne sprężyny zaworowe można również znaleźć w kilku silnikach motocykli Moto GP , debiutując w 2002 roku w Aprilii RS Cube . W 2005 roku Team Roberts jako pierwszy zastosował w pełnym wymiarze czasu pracy zawory pneumatyczne w swoim niekonkurencyjnym rowerze napędzanym KTM . Obecnie prawie wszystkie zespoły MotoGP, w tym Yamaha, Suzuki i Honda, korzystają z technologii zaworów pneumatycznych w swoich motocyklach. Ducati wykorzystuje desmodromiczną .
Przyszła technologia zaworów
Chociaż pneumatyczne sprężyny zaworowe stały się standardem w silnikach Formuły 1, wielu producentów prowadzi badania nad sterowanym komputerowo elektromagnetycznym uruchamianiem zaworów (EVA) bez użycia wałka rozrządu , aby ograniczyć liczbę ruchomych części przy jednoczesnej poprawie sterowania zaworami. W szczególności Renault i Freevalve (pod nadzorem Koenigsegga) to dwie firmy zainteresowane rozwojem technologii do produkcji pojazdów drogowych.