The System That Changed Engine Performance Forever!

The Technology That Controls Engine Breathing

VVT, VVL & VVD — සම්පූර්ණ විස්තරය

අභ්‍යන්තර දහන එන්ජිමක් (Internal Combustion Engine) ක්‍රියාත්මක වීමට අවශ්‍ය කරන මූලිකම සාධක තුන තමයි Air (වාතය), Fuel (ඉන්ධන) සහ Ignition (ජ්වලනය).

ගොඩක් අය හිතන්නේ එන්ජිමක පවර් එක වැඩි කරන්න නම් තෙල් (Fuel) වැඩිපුර දුන්නම හරි කියලා. ඒත් ඒක එහෙම වෙන්නේ නෑ! කොපමණ ඉන්ධන ලබා දුන්නත්, ඒක පූර්ණ දහනයකට ලක් වෙන්න අවශ්‍ය නිශ්චිත වායු පරිමාවක් (Air volume) නැති නම්, එතන වෙන්නේ අසම්පූර්ණ දහනයක් (Partial combustion). ඒ කියන්නේ තෙල් පිච්චෙන්නේ නෑ, අපතේ යනවා විතරයි!

High-RPM අභියෝගය

හිතන්න එන්ජිමක් විනාඩියකට වට 5000 ක වේගයකින් (5000 RPM) කැරකෙන අවස්ථාවක්.

සිව් පහර (4-Stroke) එන්ජිමක Camshaft එක කැරකෙන්නේ Crankshaft එකේ වේගයෙන් අඩකින්. ඒ කියන්නේ Camshaft වේගය 2500 RPM.

මේක තත්පරයකට හැදුවොත්, තත්පරයකට වට 41.7 ක් කැමිය කැරකෙනවා!

එනම්, Camshaft එක එක් වටයක් කැරකෙන්න ගත වෙන්නේ ආසන්න වශයෙන් මිලි තත්පර 24 ක් (24 milliseconds) වගේ ඉතාම පොඩි කාලයක්!

මෙවැනි ඉතා කුඩා කාලයක් තුළ සිලින්ඩරය ඇතුළට විශාල වායු පරිමාවක් ඇද ගන්න එක ලොකු තාක්ෂණික අභියෝගයක්. Turbo හෝ Supercharger මගින් වාතය Compress කරලා දුන්නත්, වෑල්ව විවෘතව තියෙන ඒ ඉතා කෙටි කාලය තුළ උපරිම වායු ප්‍රමාණයක් පුරවා ගන්න නම් විශේෂ ක්‍රමවේදයක් අවශ්‍යයි.

Valve Timing

මේ කාල ගැටලුවට විසඳුම දෙන්නේ Valve Timing මගින්. පිස්ටනය ඉහළම කෙළවරට (TDC) හෝ පහළම කෙළවරට (BDC) ආපු ගමන්ම වෑල්ව ඇරීම හෝ වැසීම සාමාන්‍යයෙන් වෙන්නේ නෑ.

Intake Valve එක TDC වලට පෙර විවෘත කිරීම (BTDC): පිස්ටනය පහළට යන්න කලින්ම වෑල්වය ඇරලා, උපරිම වායු ප්‍රමාණයක් ඇතුළු වෙන්න පාර ලෑස්ති කරනවා.

Intake Valve එක BDC වලට පසුව වැසීම (ABDC): පිස්ටනය පහළටම ගිහින් නැවත ඉහළට එන්න පටන් ගත්තත්, වේගයෙන් ඇතුළු වන වායු ධාරාවේ ඇති ගම්‍යතාවය (Air Momentum / Ram effect) නිසා තවදුරටත් සිලින්ඩරය තුළට වාතය තෙරපී ඇතුළු වෙනවා.

Exhaust Valve එක BDC වලට පෙර විවෘත කිරීම (BBDC): පිස්ටනය පහළට යන Power stroke එක අවසානයට පෙර වෑල්වය අරිනවා. මේ නිසා ඉහළ පීඩනයක් ඇති පිටාර වායුව වේලාසනම ඉවතට යනවා (Exhaust Blowdown). පිස්ටනයට දුම් තෙරපන්න යන අමතර ශ්‍රමය (Pumping loss) මේකෙන් අඩු වෙනවා.

Exhaust Valve එක TDC වලට පසුව වැසීම (ATDC): පිස්ටනය ඉහළටම ආවට පසුවත් වෑල්වය පොඩි වෙලාවක් ඇරලා තියලා, ඉතිරි වෙලා තියෙන දුම් ටික ස්වාභාවිකවම එළියට යවනවා.

මොකක්ද මේ Valve Overlap කියන්නේ?

Valve Overlap කියන්නේ Exhaust stroke එක අවසන් වී Intake stroke එක පටන් ගන්න අවස්ථාවේදී, Exhaust valve එක වැසෙමින් පවතින අතරතුරම Intake valve එක විවෘත වන අවස්ථාවටයි. එනම් වෑල්ව වර්ග දෙකම එකවර විවෘතව පවතින කෙටි කාල පරාසයයි.

මෙහිදී වේගයෙන් පිටවී යන Exhaust වායු ධාරාව විසින් ඇති කරන රික්තක ස්වභාවය (Scavenging effect) මගින්, අලුත් Fresh Air/Fuel මිශ්‍රණය වේගයෙන් සිලින්ඩරය තුළට ඇද ගන්න ලොකු සපෝට් එකක් දෙනවා!

1. වැඩි Overlap එකක් (More Overlap) තිබුණොත්:

(සාමාන්‍යයෙන් Racing කාර් සහ High-performance එන්ජින් වල මේක දකින්න පුළුවන්)

High-RPM වලදී උපරිම බලයක් (Horsepower) ලැබීම: ස්වාභාවික Supercharger එකක් වගේ ක්‍රියා කරලා උපරිම පවර් එකක් දෙනවා.

Rough Idle (ගැස්සීම): අඩු වේගයකදී (Idle) වාතයේ වේගය අඩු නිසා පිටාර දුම් නැවත Intake එක පැත්තට එනවා (Reversion). මේ නිසා එන්ජිම ගැස්සෙනවා (Racing කාර් වල ඇසෙන ආවේණික Chopy Idle ශබ්දය එන්නේ මේකෙන්).

ඉන්ධන කාර්‍යක්ෂමතාව අඩුයි: නොදැවුණු තෙල් කොටසක් දුම් බටයෙන් එළියට යන නිසා තෙල් වැඩ කරන්නේ නෑ, පරිසර දූෂණය වැඩියි.

2. අඩු Overlap එකක් (Less Overlap) තිබුණොත්:

(සාමාන්‍ය Economy වාහන වල දකින්න පුළුවන් තත්ත්වය)

Smooth Idle: කිසිම ගැස්සීමක් නැතුව එන්ජිම ඉතා සුමටව, නිශ්ශබ්දව ක්‍රියාත්මක වෙනවා.

හොඳ Low-end Torque එකක්: අඩු වේගයේදී සහ ට්‍රැෆික් එකේදී වාහනය හොඳට ඇදලා යනවා.

උපරිම ඉන්ධන පිරිමැස්ම: තෙල් අපතේ යාමක් නැති නිසා උපරිම Fuel economy එකක් ලැබෙනවා, දුම් පිටවීම අවමයි.

High-RPM වලදී බලය සීමා වීම: ඉහළ වේගයේදී එන්ජිමට වාතය ගැනීමේ අපහසුතාවයක් (Choking Effect) එන නිසා උපරිම බලය සීමා වෙනවා.

VVT (Variable Valve Timing) තාක්ෂණයේ විප්ලවය!

පැරණි එන්ජින් වල මේ Timing වෙනස් කරන්න බැරි නිසා එක්කෝ "තෙල් පිරිමැස්ම" නැත්නම් "වැඩි බලය" කියන දෙකෙන් එකක් තෝරගන්න වුණා.

නමුත් VVT තාක්ෂණය හරහා Engine Oil Pressure එක පාවිච්චි කරලා Camshaft එකේ පිහිටීම ගතිකව (Dynamically) වෙනස් කරනවා:

Low RPM / Idle වලදී: Overlap එක අඩු කරලා තෙල් පිරිමැස්ම සහ සුමට ධාවනය ලබා දෙනවා.

High RPM / Speed වලදී: Overlap එක වැඩි කරලා උපරිම Engine Power එක මුදා හරිනවා!

තාක්ෂණික වෙනස්කම් 3ක්:

VVT: වෑල්වයක් විවෘත වන සහ වැසෙන වේලාව වෙනස් කරයි.

VVL: වෑල්වය කොපමණ ප්‍රමාණයක් යටට ඇරෙනවාද එනම් උස (Lift) වෙනස් කරයි.

VVD: වෑල්වයක් කොපමණ කාල පරාසයක් (Duration) විවෘතව තිබෙනවාද යන්න පාලනය කරයි.

(Honda VTEC/i-VTEC, Mitsubishi MIVEC, Toyota VVT-i වගේ පද්ධති වලින් මේ තාක්ෂණයන් එකවර පාලනය කරලා උපරිම පවර් එකක් වගේම උපරිම තෙල් පිරිමැස්මකුත් ලබා දෙනවා!)

මේ ඔක්කොම පාලනය කරන ECU එකේ පියවර 4!

සංවේදක (Sensors) හරහා තොරතුරු ගැනීම: Crankshaft (CKP), Camshaft (CMP), Throttle (TPS/APP), සහ Air Flow (MAF/MAP) සෙන්සර් වලින් එන්ජිමේ වේගය, බර සහ රියදුරුගේ අවශ්‍යතාවය තත්පරයෙන් තත්පරයට කියවයි.

සුදුසුම වෑල්ව ක්‍රියාකාරීත්වය ගණනය කිරීම: ECU එකේ මතකයේ ඇති Maps සමග දත්ත සසඳා සුදුසුම කැමි කෝණය තීරනය කරයි.

Actuators පාලනය කිරීම: Oil Control Valve (OCV/Solenoid) එකට PWM විද්‍යුත් සංඥාවක් යවා ඔයිල් පීඩනය හරහා Cam Phaser එක කරකවා Camshaft කෝණය වෙනස් කරයි (හෝ VTEC Solenoid හරහා Locking Pins ක්‍රියාත්මක කර High-lift cam lobe එකට මාරු කරයි).

Closed-Loop Feedback: තමන් ඉලක්ක කළ කෝණය (Desired Angle) සහ සැබෑ කෝණය (Actual Angle) නිරන්තරයෙන් සසඳමින්, අඩුපාඩු ඇත්නම් ස්වයංක්‍රීයව නිවැරදි කරයි.

VVT සහ Camshaft ආශ්‍රිත ප්‍රධාන දෝෂ කේත (DTCs) සහ ECU Logic!

P0010 – "A" Camshaft Position Actuator Circuit (Bank 1)

ගැටලුව: VVT Solenoid (OCV) පරිපථයේ විද්‍යුත් දෝෂයකි.

ECU Logic: ECU එක OCV එකට PWM සංඥාවක් යැවූ විට අදාළ විද්‍යුත් ප්‍රතිචාරය නොලැබී පරිපථය Open හෝ Short වී ඇත්නම් මෙම කේතය සටහන් කරයි.

P0011 – Intake Camshaft Timing Over-Advanced (Bank 1)

ගැටලුව: Camshaft එක ECU එකෙන් විධානය කළ ප්‍රමාණයට වඩා ඉදිරියට (Advanced වී) තිබීම. (oil sludge වීම/OCV හිරවීම නිසා විය හැක).

ECU Logic: ECU එකට 20° ක් අවශ්‍ය වූ විට CMP Sensor එක මගින් 35° ක් ලෙස වාර්තා කළ විට P0011 කේතය ලබා දෙයි.

P0012 – Intake Camshaft Timing Over-Retarded (Bank 1)

ගැටලුව: Camshaft එක විධානය කළ ප්‍රමාණයට වඩා පිටුපසින් (Retarded වී) තිබීම. (Oil pressure අඩු වීම හෝ Timing Chain ඇදීම නිසා විය හැක).

ECU Logic: ECU එකට 25° ක් අවශ්‍ය වූ විට CMP Sensor එක 5° ක් ලෙස වාර්තා කළ විට මෙම කේතය ලබා දෙයි.

P0014 – Exhaust Camshaft Timing Over-Advanced (Bank 1)

ගැටලුව: P0011 ක්‍රියාවලියම වේ, නමුත් ගැටලුව ඇත්තේ Exhaust (පිටාර) Camshaft එකේ Timing විධානයට වඩා ඉදිරියට ගොස් තිබීමයි.

P0016 – Crankshaft / Intake Camshaft Position Correlation (Bank 1 Sensor A)

ගැටලුව: Crankshaft එක සහ Intake Camshaft එක අතර පිහිටීම (Timing alignment) වැරදී තිබීම. (Timing chain/belt පැනීමක් හෝ ඇදීමක්).

ECU Logic: Crank Sensor එක සහ Cam Sensor එකෙන් එන තොරතුරු ECU එකේ අපේක්ෂිත කාල සම්බන්ධතාවයට වඩා වෙනස් නම් P0016 ලබා දෙයි.

P0017 – Crankshaft / Exhaust Camshaft Position Correlation (Bank 1 Sensor B)

ගැටලුව: P0016 ක්‍රියාවලියම වේ, නමුත් මෙහිදී Crankshaft එක සහ Exhaust Camshaft එක අතර පිහිටීම වැරදී ඇත.

විශේෂ උපදෙසක්: මේ VVT පද්ධති සම්පූර්ණයෙන්ම ක්‍රියාත්මක වෙන්නේ Engine Oil Pressure එකෙන්. ඒ නිසා නිසි කලට නිවැරදි Viscosity එක (ඝනකම) සහිත Engine Oil මාරු කිරිම සිදු කල යුතුයි.