اقتصاد أفضل في استهلاك الوقود وانخفاض انبعاثات الغاز. ( ورشة أفضلية1 - afdliyh1 )
انتقل إلى المحتو»
قصة تطوير نظام توقيت الصمامات المتغير
قصة تطوير نظام توقيت الصمامات المتغي
قصة تطوير مكبس محرك الاحتراق الداخليالتالي
28 فبراير 2021
قصص ، محرك
استمتع باللعب عالميًا مع اقتصاد أفضل في استهلاك الوقود وانخفاض انبعاثات الغاز.
الهزائم هي التي تصنع العظمة الحقيقية. التكنولوجيا العالمية تعزز حضور شركة آيسين في السوق العالمية.
أصبح شعار "التحول إلى الأخضر" هو الشعار الرئيسي لاختيار المركبات.
دع نظام توقيت الصمامات المتغير الجديد يكون محركاً لفرصة أخرى للتأهل للنهائي
في الوقت الحاضر، يُشترط أن يكون للسيارات الجديدة أقل تأثير ممكن على البيئة العالمية.
وتفرض القوانين البيئية لوائح أكثر صرامة عاماً بعد عام، مما يخلق حاجة أكبر لمكونات سيارات أكثر مراعاة للبيئة.
ومن بينها، حظيت مشغلات توقيت الصمامات المتغير (VVT) باهتمام كبير في السنوات الأخيرة.
وتُعدّ تقنية VVT عمليةً تُغيّر توقيت رفع الصمامات وفقًا لظروف المركبة، وغالبًا ما تُستخدم لتحسين الأداء، وكفاءة استهلاك الوقود، أو خفض الانبعاثات.
بدأت شركة Aisin بتطوير تقنية VVT في عام 1986.
وكان أول طراز مزود بمحرك VVT المسنن من Aisin هو سيارة تويوتا كورولا التي طرحت في السوق في عام 1991.
كان نظام التوقيت المتغير للصمامات من نوع التروس ذا سمعة سيئة.
فقد عانى من عيوب لم تُحل، مما أدى إلى استبعاده من المنافسة مع المركبات الأخرى.
واستمر في الخسارة. ولم يجد أحد حلاً. وصل الوضع إلى حدّ انتشار شائعات خارج الملعب مفادها: "سيتم طرد الفريق قريباً ما لم يحلوا المشاكل".
لنمنح تقنية توقيت الصمامات المتغير من نوع الريشة فرصة أخرى لإصلاح سمعتنا السيئة.
يعمل نظام توقيت الصمامات المتغير (VVT) ضمن نظام يستخدم تروسًا ميكانيكية أو ريشًا هيدروليكية (انظر الشكل أدناه). كان نظام VVT ذو التروس هو السائد حتى منتصف التسعينيات.
إلا أنه يعاني من بعض العيوب، منها الحاجة إلى دقة تصنيع عالية، وميل آلية عمله إلى التعقيد والحجم الكبير.
كما ينتج عن أنظمة VVT ذات التروس احتكاك كبير، وتتميز ببطء الاستجابة. ولتجاوز هذه العيوب، بدأت شركة آيسين، عام ١٩٨٦، بتطوير نظام VVT صغير الحجم وخفيف الوزن يعتمد على الريش.
في ذلك الوقت، لم تكن أي مركبة مزودة بنظام توقيت الصمامات المتغير من نوع الريش. وقد واجه المشروع، الذي وصل إلى مرحلة النماذج الأولية، صعوبات تقنية، وفشل في إنتاج أي شيء بكفاءة نظام توقيت الصمامات المتغير من نوع التروس، وفي النهاية، تم تعليقه.
قررت هندسة أنظمة المحركات في شركة آيسين التحول إلى نظام التروس، كما فعل موردو المكونات الآخرون.
وكان نظام توقيت الصمامات المتغير الذي يستخدم التروس جهدًا فاشلاً اكتسب سمعة سيئة.
في أوائل صيف عام 1995، اضطرت شركة هندسة أنظمة المحركات للاختيار بين التروس أو الريش.
"لا خيار أمامنا. علينا التخلي عما طورناه. لننتقل إلى الخيار الآخر." وهكذا
عاد نظام توقيت الصمامات المتغير من نوع الريش، الذي كان معلقًا، إلى الواجهة.
استهدف المشروع الجديد محركًا بست أسطوانات متتالية كان من المقرر أن تطلقه شركة تويوتا.
وفي غضون شهرين تقريبًا، ابتكر أعضاء الفريق نظامًا يلبي متطلبات الأداء والتكلفة.
وقد شاركوا بعملهم في المسابقة وسط توقعات عالية.
لكن الفريق فشل مجدداً في تحقيق النصر.
فقد فازت شركة منافسة قدمت نظاماً مشابهاً من حيث الأداء والسعر.
"لا سبيل لتحويل تقنيتنا إلى منتج..."
ساد الإحباط بين أعضاء المشروع.
شاهد الفيديو التوضيحي لأضرار ومنافع حساس vvt
"لماذا لا ننظر إلى السوق العالمية؟ سنخوض منافساتنا في أوروبا." كان الفوز بسباق بسيارة رينو مزودة بنظام التوقيت المتغير للصمامات من آيسين الخطوة الأولى.
شجع رئيس قسم هندسة أنظمة المحركات أعضاء الفريق على المضي قدمًا. وقال:
"قد تكون تويوتا شركة عملاقة، لكن هناك العديد من شركات تصنيع السيارات حول العالم.
فلماذا لا نتطلع إلى ما هو أبعد من السوق المحلية؟
أوروبا سوق ضخمة، وسننافس فيها بقوة."
شكّلت كلماته بداية انطلاق المشروع من جديد. في نوفمبر 1995، سافر الفريق إلى أوروبا وزار جميع شركات تصنيع السيارات هناك.
لم تكن شركة آيسين معروفة لديهم، وكان من الصعب العثور على شركة تصنيع مستعدة للتفاوض مع أحد ممثليها.
أبدت رينو سبورت، قسم رياضة السيارات والأداء العالي والمركبات الخاصة في رينو، اهتمامًا بنظام التوقيت المتغير للصمامات (VVT) من شركة آيسين.
في أوائل عام 1996، فازت أولى سيارات رينو سبورت المجهزة بنظام VVT من آيسين بسباق.
شكل ذلك نقطة تحول. بدأت شركة آيسين تكتسب شهرة تدريجية لدى مصنعي السيارات الأوروبيين، وبدأت تتلقى طلبات من رينو.
خطت تقنية توقيت الصمامات المتغير من نوع الريش خطوتها الأولى، ولكن كان الطريق طويلاً جداً حتى تحقق نجاحها الكبير.
المثابرة تقنع شركة بي إم دبليو. لكن الفريق يواجه مهمة صعبة.
وبين مهام التصميم، واصل فريق عمل المشروع وأعضاء شركة آيسين أوروبا زيارة مصنعي السيارات في أوروبا.
خلال الزيارة الثالثة لشركة BMW في ميونيخ، أتيحت لهم الفرصة لعرض نظام VVT ذي الشفرات.
بعد سلسلة من المفاوضات، طلبت الشركة الألمانية متعددة الجنسيات من شركة آيسين العمل مع موردي قطع الغيار المحليين لتوفير التفاصيل الفنية في حزمة واحدة، مما يشير إلى أنها أدركت فعالية التكلفة والاستجابة الفائقة لنوع الريشة مقارنة بنوع التروس السائد.
لكنها كانت مجرد بداية.
فقد اشترطت شركة بي إم دبليو "وجود نظام توقيت الصمامات المتغير على صمامات العادم أيضاً".
يُمكن أن يُساهم إغلاق صمامات العادم مبكرًا أو متأخرًا في خفض الانبعاثات. كما أن نظامًا مزودًا بتقنية توقيت الصمامات المتغير (VVT) لصمامات العادم سيكون أكثر كفاءة ودقة في التحكم بالعادم. هذا ما كانت تسعى إليه شركات تصنيع السيارات. مع ذلك، كان هناك العديد من التحديات التقنية التي يجب التغلب عليها. في ذلك الوقت، لم تكن هناك أي سيارة مزودة بنظام تحكم في صمامات العادم متوفرة في السوق.
لتحقيق ما هو مطلوب، كان لا بد من ضبط وضعية الريشة الرئيسية على أكبر زاوية للسماح للصمامات بالفتح والإغلاق في وقت أبكر من الوضع القياسي في نظام توقيت الصمامات المتغير للعادم.
مع ذلك، في نظام توقيت الصمامات المتغير (VVT)، يُعد الضغط الهيدروليكي العامل المحدد لموضع المكبس، وبالتالي توقيت فتح وإغلاق الصمامات. في حال عدم وجود ضغط هيدروليكي، تتوقف الريش عند أصغر زاوية ممكنة، مما يؤدي إلى فتح وإغلاق الصمامات في وقت متأخر عن المعتاد.
باختصار، كان المطلوب هو وضع الريش عند أكبر زاوية حتى عندما لا يتم تطبيق أي ضغط هيدروليكي.
أكبر وأصغر الزوايا
عادةً، يقوم محرك السيارة بتحريك الريش للحفاظ عليها في أصغر زاوية ممكنة. طلبت شركة بي إم دبليو وضع الريش في أكبر زاوية ممكنة حتى في حالة عدم وجود ضغط هيدروليكي.
فكّر بالعكس. استغلّ التقلبات المزعجة
"الماء يتدفق من الأعلى إلى الأسفل. إنهم يطلبون نفس الشيء تقريبًا كما لو كانوا يقلبون اتجاه تدفق الماء."
لم يكن لدى فريق المشروع أي فكرة سهلة عن الحل، وكافحوا بشدة.
ثم خطرت لهم فكرة ملهمة فجأة.
بسبب تصميمها، يكون الاحتكاك الميكانيكي الناتج في نظام توقيت الصمامات المتغير ذي الريش ضئيلاً للغاية. وهذا يسمح للريش بالتقلب عشوائياً عند انعدام ضغط الزيت. وقد تم دمج آلية قفل لمنع هذا السلوك.
ماذا لو تم استخدام هذه الآلية لنظام توقيت الصمامات المتغير للعادم؟
كانت الفكرة التي توصلوا إليها هي تطبيق قوة في اتجاه زاوية التقدم للاستفادة من القلاب، ثم وضع آلية القفل بحيث تكون زاوية التقدم هي الأكبر.
بعد شهر من طلب شركة بي إم دبليو، تم تقديم الرسومات الأولية.
وكانت شركة آيسين المورد الوحيد الذي استوفى المتطلبات.
لم يُضيّع الفريق أي وقت. شرعوا في تعديل المحرك وصنعوا نموذجًا أوليًا لنظام توقيت الصمامات المتغير (VVT) - ما كان يُعتقد أنه يستغرق ثلاثة أشهر، أنجزوه في أسبوعين فقط.
في يوم الاختبار، ضغط أحد الأعضاء على زر التشغيل بشعور مختلط من الترقب والقلق.
سُمع صوت طقطقة، ثم ساد الصمت.
كان ذلك دليلًا على أن القفل يعمل بأقصى زاوية.
كان Born عبارة عن تقنية VVT طال انتظارها والتي من شأنها أن تتفوق على المنتجات المنافسة.
لكن هذه لم تكن نهاية القصة.
رسالة الفاكس تدل على الاستعجال، والشراكة الموثوقة تفتح الطريق نحو الحل.
في يناير 2000، كان الأعضاء في مقر شركة بي إم دبليو في ميونيخ لحضور اجتماع المشروع المقرر عقده كل يوم خميس لأول مرة.
تراكمت التحديات على المكتب.
عقدوا اجتماعات غير متصلة بالإنترنت لمناقشة الاستراتيجيات والقضايا أثناء التجارب التي أجريت لمسافة 400 كيلومتر في سيارة تسير بسرعة 200 كيلومتر في الساعة على طريق سريع يربط بين ميونيخ وفرانكفورت حيث كان مقر شركة آيسين ألمانيا.
أعدّوا تقارير الاجتماعات فور عودتهم إلى المكتب وأرسلوها إلى شركة آيسين في اليابان. وقد ساهم فارق التوقيت بين ألمانيا واليابان في تسهيل التواصل، إذ مكّن أعضاء المشروع في بلادهم من معرفة ما دار في الاجتماعات بحلول صباح يوم الجمعة.
وتبادل أعضاء الفريق في الغرب والشرق الأقصى كمّاً هائلاً من المعلومات والبيانات،
وساهمت المراسلات اليومية في بناء علاقة ثقة متينة.
في أحد الأيام، وصل فاكس يحمل علامة "عاجل"، موجه إلى أعضاء الفريق في اليابان.
وكان من فرانكفورت.
"لا تعود الريش الموجودة في صمام السحب VVT إلى الوضع الافتراضي، أي إلى أصغر زاوية."
مثّل العرض المذكور فيه مشكلة كبيرة، لكن المتلقين كانوا في حيرة من أمرهم.
لم يحدث شيء مماثل في الاختبارات التي أجريت محلياً.
قام الموظفون المحليون بجمع المعلومات. واتضح أن نظام رفع الصمامات المتغير الجديد الذي طبقته شركة BMW كان سبب هذا العرض.
جُرِّبت حلولٌ عديدة، لكن لم يُفلح أيٌّ منها.
وكان الردّ النهائي: "نحن مُضطرّون لطلب تغيير نظام التحكّم عبر المحرّك".
أصرّ مدير المشروع في شركة BMW على أن "نظام توقيت الصمامات المتغير هو المكون الذي يجب تغييره لمعالجة المشكلة"، وذلك عندما حضر مصمم مكونات المركبات في BMW.
كان لديه ثقة بما تقوم به شركة Aisin من خلال العلاقة التي بُنيت عبر أكثر من 30 زيارة، وقال:
"نظرياً، لا يمكنهم فعل أي شيء بخصوص نظام توقيت الصمامات المتغير.
من الأفضل معالجة هذه المشكلة من خلال نظام التحكم في المحرك."
أقنع هذا التعليق قائد المشروع.
وقد مهدت الشراكة الحقيقية الطريق أمام إيجاد حل.
الهزائم والصعوبات تمهد الطريق لتصبح لاعباً عالمياً
كيف يُمكن إنتاج نظام توقيت الصمامات المتغير (VVT) بكميات كبيرة؟ كان هذا سؤالًا آخر ينطوي على العديد من التحديات.
لم تكن أوروبا الساحة التي تمتلك فيها شركة آيسين الخبرة الكافية في مجال مراقبة الجودة، ومتطلبات التصميم، وعمليات التدقيق.
عمل أعضاء المشروع، ومهندسو الإنتاج في الموقع، ومصممو المكونات بجدٍّ، مستغلين كل ما لديهم من إمكانيات، لتغطية النطاق الكامل المطبق على موردي مكونات السيارات.
خرجت أولى سيارات BMW المزودة بنظام توقيت الصمامات المتغير من آيسين من خط الإنتاج في ربيع عام 2000، مُعلنةً بذلك بداية الإنتاج بكميات كبيرة.
أصبح نظام التوقيت المتغير للصمامات من نوع الريش من شركة آيسين خيارًا شائعًا للطرازات التي أصدرتها شركات رينو ودايهاتسو وفولفو، وغني عن القول، بي إم دبليو، مما ساهم في زيادة المبيعات بشكل مطرد في الأسواق الأوروبية.
لقد وفرت الخبرة والمعرفة المكتسبة من خلال مراقبة الجودة وتطوير المكونات منخفضة التكلفة مع شركة BMW أدوات مفيدة للدخول إلى سوق أمريكا الشمالية والفوز بطلب شراء لأنظمة VVT المنتجة بكميات كبيرة من شركة جنرال موتورز.
ساهمت التكنولوجيا العالمية في تعزيز حضور شركة آيسين في السوق العالمية.
وتشير التقارير إلى أن المركبات المجهزة بتقنية توقيت الصمامات المتغير (VVT) من آيسين تنتج طاقة أكبر بنسبة 8-10%، وتقلل من تكلفة الوقود بنسبة 3-6%، وتخفض انبعاثات أكاسيد النيتروجين بنسبة 40%.
باعتبارها سلعة عالمية، تم بيع 120 ألف وحدة من نوع VVT في سنة الإنتاج الأولى (1998)، وارتفع العدد إلى 1.5 مليون في عام 2003.
واليوم، يوجد لدى سبعة مصنعي سيارات طرازات مزودة بوحدات Aisin VVT، يتم إنتاجها على نطاق 2 مليون وحدة سنويًا.
لقد تطور قطاع تقنية توقيت الصمامات المتغير (VVT) ليصبح أحد الركائز الأساسية لهندسة أنظمة المحركات.
ويعود الفضل في ذلك إلى روح الفريق والمثابرة والحماس التي تحلّى بها جميع أعضاء المشروع. لقد
كانت أيام الهزيمة هي التي مهدت الطريق لشركة آيسين اليوم، لتصبح لاعباً عالمياً مؤثراً.
ورشة أفضلية1، afdliyh1,
احفظوا التواريخ..
اكتشف مستقبل صناعة السيارات في معرضي أوتوميكانيكا وريماتيك! نحن متحمسون للغاية لذلك.
للمزيد من الشروحات الحصرية ومتابعة جديد ورشتنا تابعنا على جميع منصاتنا من هنا:
https://linkfly.to/afdliyh1
تعليقات
إرسال تعليق