Variabel ventiltiming (VVT)

Variabel ventiltiming, vanligen förkortad VVT, är en teknik som låter en motor ändra när dess ventiler öppnar och stänger i förhållande till kolvarnas läge, i stället för att ha denna timing fast för alla förhållanden. Eftersom det idealiska ögonblicket att öppna och stänga insugs- och avgasventilerna skiljer sig kraftigt mellan tomgång, marschfart och drift vid höga varv, lämnar en fast kompromiss oundvikligen antingen prestanda, ekonomi eller utsläpp eftersatta i någon del av registret. VVT löser detta genom att justera timingen dynamiskt när förhållandena ändras.

Den vanligaste lösningen verkar på kamaxeln genom en anordning kallad kamfasare, monterad på kamaxelns ände. Styrd av motorstyrsystemet använder fasaren oljetryck, riktat av en magnetventil, för att vrida kamaxeln några grader framåt eller bakåt i förhållande till vevaxeldriften. Att förställa eller fördröja kammen på detta sätt flyttar hela ventilöppningsförloppet tidigare eller senare. På motorer med separata insugs- och avgaskamaxlar kan var och en ofta fasas oberoende, vilket ger styrenheten fin kontroll över den avgörande perioden av ventilöverlappning då insugs- och avgasventiler är öppna samtidigt.

Värdet av denna kontroll är att den optimerar flera konkurrerande mål på en gång över varvregistret. Vid låga varv förbättrar lämplig timing tomgångens stabilitet och mjukhet; i mellanregistret maximerar den vridmoment och flexibilitet; vid höga varv gynnar den toppeffekt genom att hålla ventilerna öppna längre för att fylla och tömma cylindrarna; och genomgående kan välhanterad överlappning förbättra bränsleekonomin och minska utsläppen, ibland genom att internt återcirkulera en kontrollerad mängd avgas. En och samma motor kan därför kännas följsam i stadstrafik, snål på en längre färd och energisk när den pressas — ett beteende som är omöjligt med fast timing.

Mer avancerade system går längre än att bara fasa kamaxeln och varierar även ventilernas lyfthöjd eller själva kamprofilen. Hondas berömda VTEC växlar till exempel mellan separata kamnockar för att ge en dramatiskt annorlunda ventilrörelse vid höga varv, medan system som BMW:s Valvetronic varierar lyfthöjden steglöst för att styra motorlasten utan ett konventionellt gasspjäll och därmed minska pumpförlusterna. Dessa lösningar kombinerar timingändringar med ändringar i hur långt och hur länge ventilerna öppnar, och utvinner ännu större vinster i verkningsgrad och uttag.

Tekniken är så fördelaktig att den har blivit närmast allestädes närvarande, och tillverkarna marknadsför den under en uppsjö av varumärkesnamn — Toyotas VVT-i, Hondas VTEC och i-VTEC, BMW:s VANOS och många fler — som alla beskriver varianter av samma underliggande idé. Beroendet av oljetryck och oljans skick gör att VVT-system är känsliga för oljekvalitet och oljenivå, och slitna fasare eller kärvande magnetventiler är välkända fel på motorer med högre mätarställning. Byggd direkt på den grundläggande ventilen och kamaxeln, och ofta kombinerad med flerventils- och dubbla överliggande kamaxlar, är variabel ventiltiming en av de mest inflytelserika förfiningarna i utvecklingen av den moderna förbränningsmotorn.