Variabilní časování ventilů (VVT)

Variabilní časování ventilů, obvykle zkracované VVT, je technologie umožňující motoru měnit okamžik, kdy se jeho ventily otevírají a zavírají vzhledem k poloze pístů, místo aby toto časování bylo pro všechny podmínky pevné. Protože ideální okamžik otevření a zavření sacích i výfukových ventilů se výrazně liší mezi volnoběhem, krouzem a provozem ve vysokých otáčkách, pevný kompromis nutně někde v rozsahu poškodí buď výkon, spotřebu, nebo emise. VVT to řeší tím, že časování dynamicky upravuje podle aktuálních podmínek.

Nejběžnější provedení působí na vačkovou hřídel pomocí takzvaného vačkového natáčeče (cam phaser) usazeného na jejím konci. Pod kontrolou řídicí jednotky motoru natáčeč využívá tlak oleje, řízený solenoidovým ventilem, k tomu, aby vačkovou hřídel pootočil o několik stupňů vpřed nebo vzad vůči pohonu od klikové hřídele. Předsunutí nebo zpoždění vačky tímto způsobem posune celou událost otevření ventilů dříve, nebo později. U motorů se samostatnou sací a výfukovou vačkovou hřídelí lze často natáčet každou nezávisle, což dává řídicí jednotce jemnou kontrolu nad klíčovým obdobím překrytí ventilů, kdy jsou současně otevřené ventily sací i výfukové.

Přínos této kontroly spočívá v tom, že napříč otáčkami současně optimalizuje několik protichůdných cílů. V nízkých otáčkách vhodné časování zlepšuje stabilitu a kulturu volnoběhu; ve středním pásmu maximalizuje točivý moment a pružnost; ve vysokých otáčkách upřednostňuje špičkový výkon tím, že drží ventily otevřené déle, aby se válce dobře plnily a vyprazdňovaly; a v celém rozsahu může dobře řízené překrytí ventilů zlepšit spotřebu a snížit emise, někdy díky kontrolované vnitřní recirkulaci výfukových plynů. Jediný motor tak může působit pružně ve městě, hospodárně při krouzu a energicky při hbité jízdě — chování, kterého při pevném časování nelze dosáhnout.

Pokročilejší systémy jdou nad rámec pouhého natáčení vačky a mění i zdvih ventilů nebo samotný profil vačky. Slavná Honda VTEC například mezi několika vačkovými profily přepíná, takže ve vysokých otáčkách dramaticky mění chování ventilů, zatímco systémy jako BMW Valvetronic plynule mění zdvih a řídí tak zatížení motoru bez klasické škrticí klapky, čímž snižují čerpací ztráty. Tato řešení spojují změnu časování se změnou velikosti a doby otevření ventilů a získávají tak ještě větší zisky v účinnosti i výkonu.

Tato technologie je natolik přínosná, že se stala téměř všudypřítomnou a výrobci ji uvádějí pod řadou obchodních označení — Toyota VVT-i, Honda VTEC a i-VTEC, BMW VANOS a mnoho dalších — která všechna popisují varianty téže myšlenky. Závislost na tlaku a stavu oleje znamená, že systémy VVT jsou citlivé na kvalitu a hladinu oleje; opotřebované natáčeče či zadřené solenoidy jsou u motorů s vyšším nájezdem známou závadou. Variabilní časování ventilů, jež staví přímo na obyčejném ventilu a vačkové hřídeli a často se kombinuje s vícestěnovými uspořádáními a dvojicemi vačkových hřídelí v hlavě (DOHC), patří mezi nejvlivnější zdokonalení v rozvoji moderního spalovacího motoru.