نظام التحكم النشط في الصمامات

نظام التحكم النشط في الصمامات، المختصر بـ AVCS، هو الاسم التجاري الذي تستخدمه Subaru لتقنيتها في توقيت الصمامات المتغير. تتنفس محركات الاحتراق الداخلي عبر صمامات يفتحها ويغلقها عمود حدبات دوار، واللحظات الدقيقة التي تُفتح فيها تلك الصمامات نسبةً إلى موضع المكبس هي ما يحدد مدى كفاءة المحرك في ملء أسطواناته وتفريغها. ومع التوقيت الثابت، يضطر المهندس إلى اختيار حل وسط واحد يعمل بشكل مقبول عبر نطاق الدوران لكنه ليس مثالياً عند أي نقطة. وُجد AVCS لإزالة هذا الحل الوسط عبر تغيير توقيت الصمامات باستمرار ليلائم سرعة المحرك وحمله، مما يسمح لمحرك واحد بأن يتصرف كأنه مضبوط بعدة طرق مختلفة في آنٍ واحد.

ميكانيكياً، يعمل AVCS عبر تدوير عمود الحدبات بضع درجات نسبةً إلى سلسلة أو سير التوقيت الذي يديره. فمشغّل من نوع الريش، مركّب على طرف عمود الحدبات ومغذّى بزيت محرك مضغوط، يقدّم توقيت العمود أو يؤخره بأمرٍ من وحدة التحكم في المحرك. تقرأ وحدة التحكم مدخلات مثل موضع عمود المرفق وعمود الحدبات وفتحة الخانق وسرعة المحرك، ثم توزّع الزيت إلى أحد جانبي ريش المشغّل عبر صمام تحكم زيتي يعمل بملف لولبي. وفي محركات البوكسر الأفقية المتقابلة من Subaru، قد يعمل AVCS على عمودي حدبات السحب وحدهما، أو على عمودي السحب والعادم معاً في صيغة AVCS المزدوجة، مما يمنح التحكم في تداخل الصمامات إلى جانب نقاط الفتح.

تُلمس الفوائد عبر مجمل نطاق التشغيل. فعند الدوران المنخفض يستطيع النظام تقليل تداخل الصمامات لتحقيق دوران خامل ثابت وعزم قوي وفوري؛ وعند الدوران الأعلى يقدّم التوقيت ليبقي الأسطوانات تمتلئ بكفاءة من أجل ذروة القوة. كما يتيح التحكم الأفضل في التداخل بقاء غاز العادم داخل الأسطوانة عند اللزوم، وهو شكل داخلي من إعادة تدوير غاز العادم يخفض درجات حرارة الاحتراق ويحدّ من أكاسيد النيتروجين، بينما يقلّل الاحتراق الأكمل من الهيدروكربونات غير المحترقة. والنتيجة الصافية عزم أعرض وأكثر استواءً، واقتصاد أفضل في الوقود، وانبعاثات أدنى دون التضحية بالأداء عند الدوران العالي.

يُعدّ AVCS نظير Subaru لعائلة من الأنظمة لدى مصنّعين آخرين: نظام VVT-i من Toyota، وVTEC من Honda، وVANOS من BMW، إضافةً إلى المصطلح الصناعي العام «توقيت الصمامات المتغير». والمبدأ الكامن مشترك، وإن اختلفت طرق التطبيق في كونها تغيّر التوقيت وحده، أو رفع الصمام، أو كليهما. وقد قدّمت Subaru نظام AVCS في أواخر تسعينيات القرن الماضي ووسّعته تدريجياً من التحكم في السحب فقط إلى التحكم المزدوج بالعمودين مع تنامي متطلبات الانبعاثات والكفاءة.

وفي الخدمة، تعتمد موثوقية AVCS اعتماداً كبيراً على نظافة الزيت وبقائه عند المستوى الصحيح، لأن المشغّلات والملفات اللولبية تعتمد على ضغط الزيت وعلى ممرات غير مسدودة. فالرواسب أو تأخير تغيير الزيت أو عطل صمام التحكم الزيتي قد يسبّب دوراناً خاملاً غير منتظم، أو إضاءة لمبة فحص المحرك، أو صوت طقطقة عند بدء التشغيل من مشغّلٍ فرغ من الزيت. والنظام تحسينٌ لمجموعة الصمامات الأساسية لا بديلٌ عنها، وهو يعمل بتناغم مع عمود الحدبات وآلية إدارة التوقيت وإدارة المحرك لتحقيق نتائجه.