nieuws

Eaton verbetert variabele klepbediening

Techniek 8126

Met koortsachtig tempo, mogen we aannemen, werken motorontwikkelaars aan verbeteringen die hun aggregaten klaar maken om aan Euro 6d eisen te voldoen. De Amerikaanse toeleverancier Eaton helpt met de ontwikkeling van een elektromechanisch systeem voor variabele klepbediening. Beter dan bestaande hydraulische systemen, zeggen ze. Hoe komt dat dan?

Eaton verbetert variabele klepbediening
VTEC van honda in 2002. Eaton maakte het nog een stukje ingewikkelder.

Variabele klepbediening is in meerdere vormen al bijna vanzelfsprekend bij moderne motoren. Op zijn minst met variabele timing, door een versteller op het nokkenastandwiel. Maar eerder al kwam omschakelbare lichthoogte, zoals het VTEC van Honda.
Wat Eaton nu ontwikkelt kun je een doorontwikkeling op dat idee noemen. Overigens werkte al veel merken gelijksoortige systemen uit, waarbij per klep verschillende nokken geactiveerd kunnen worden.

Elektrisch werkt nauwkeuriger

Uniek van het Eaton systeem is dat de omschakeling tussen twee nokprofielen elektrisch wordt bediend en niet via de oliedruk van de motor. Dat brengt volgens de fabrikant een reeks voordelen.
Zo werkt elektrische bediening sneller, sprake is van 35 milliseconde schakeltijd. Het is betrouwbaarder, zegt Eaton, want olie reageert op druk en temperatuur. Die waarden veranderen de samendrukbaarheid van olie, en daarmee het schakelgedrag van hydraulische bediening.
Elektrische bediening werkt altijd hetzelfde, schakelen van de klepbediening dus ook. Dit geeft weer wat betere controle over het motorgedrag en met name hoe goed (dus minder vuil) de verbranding is. Nog mooier, vervolgt Eaton, is dat de elektrische verstelling al werkt als de motor nog niet draait. Daarmee kan de wat emissies betreft uiterst kritische warmloopfase verbeterd worden.

Zo ziet het eruit aan klepzijde, een U-vormige hoofdtuimelaar met binnenin een tweede tuimelaar die geblokkeerd kan worden, waarmee dan de middelste nok effectief wordt. Precies hoe het werkt blijft een beetje raden, met enorm veel spiegelingen maakt Eaton dat lastig zichtbaar. (klik voor groot) Zo ziet het eruit aan klepzijde, een U-vormige hoofdtuimelaar met binnenin een tweede tuimelaar die geblokkeerd kan worden, waarmee dan de middelste nok effectief wordt. Precies hoe het werkt blijft een beetje raden, met enorm veel spiegelingen maakt Eaton dat lastig zichtbaar. (klik voor groot)

Extra nokken en tuimelaars

We blijven maar even bij VTEC als voorbeeld hoe de meeste variabele klepbedieningen werken. Dat gaat met tuimelaars, doorgaans één voor elke klep. Waarbij er nu haast altijd vier kleppen per cilinder zijn. Wat Honda deed is een derde tuimelaar toevoegen, tussen de twee aan inlaatzijde die er al waren. Die twee liepen op ‘normale’ nokken, ertussen kwam een derde hogere nok.
Hydraulisch (met motorolie) bekrachtigd kan een pennetje de drie tuimelaars aan elkaar koppelen. De middelste, die op de hoogste nok loopt, bepaalt dan de klepopening. Bij hoog toerental gaan de kleppen verder open. Net wat je nodig hebt om zowel bij laag als hoog toerental een goede stroomsnelheid langs de kleppen te hebben.

Stukje ingewikkelder

Iets dergelijks heeft Eaton nu klaar. Het zit alleen nog ingewikkelder in elkaar, laten bijgaande foto’s al zien. Binnenin de roltuimelaar zit nog een tuimelaar, die andersom tuimelt en geblokkeerd kan worden. Twee smalle nokken bedienen de grote tuimelaar, een derde smalle nok ertussen werkt op de extra ingebouwde tuimelaar als die geblokkeerd is.
Een miniatuur nokkenasje achter de grote tuimelaar bedient de blokkeerpen voor de ingebouwde tuimelaar. En dat mini-nokkenasje wordt elektrisch verdraaid.
Nog een voordeel: minder energieverlies door extra druk en opbrengst die bediening met het motoroliecircuit vraagt. Kleine beetjes, maar daar moet het van komen om Euro 6c te realiseren.

Aan de zijde van de hydraulische klepsteller zien we het mini-nokkenasje dat de samengestelde tuimelaar bedient. Merk op: twee verschillende nokjes, om twee in- of uitlaatkleppen per cilinder elk apart te regelen. Aan de zijde van de hydraulische klepsteller zien we het mini-nokkenasje dat de samengestelde tuimelaar bedient. Merk op: twee verschillende nokjes, om twee in- of uitlaatkleppen per cilinder elk apart te regelen.

Getest met diesel EGR

Er is belangstelling van diverse fabrikanten, aldus Eaton, maar nu nog zijn er alleen eigen tests gedaan. Je kunt met deze omschakelbare klepbediening allerlei dingen bereiken, zoals een Miller of Atkinson cyclus door kleppen eerder of later te openen of sluiten.
Met name noemt Eaton zijn test met interne EGR op een diesel. Sluit de uitlaatklep vroeg, dan blijft verbrand gas in de cilinder achter. Een stuk minder omslachtig dan aftappen uit de uitlaat, en via en koeler terugbrengen naar de inlaat.
EGR is belangrijk om de NOx uitstoot te beperken, en dat is weer erg belangrijk om goed door de RDE test te komen voor Euro 6d eisen. Vanaf september al voor nieuwe autotypen, beschreven we eerder. Dus dat autofabrikanten belangstelling hebben voor Eaton’s vinding geloven we zonder meer.

Reageer op dit artikel
Lees voordat u gaat reageren de spelregels