Motor kontrol ünitesi
Temel İşlevleri > Elektronik Supap Kontrolü

Kam mili bulunmayan bazı deneysel motorlar üretilmiş ve test edilmiştir. Bu motorlarda silindire hava girişini ve yanmış gazın silindirden çıkışını sağlayan supapların kontrolü, açık kalma sürelerinin ayarlanması gibi fonksiyonlar, kam mili yerine elektronik bir sistem tarafından kontrol edilir. Bu sayede, hassas zamanlamalı elektronik ateşleme ve yakıt enjeksiyonu ile donatılmış çok silindirli motorlara, marş motoruna ihtiyaç duymadan ilk hareket verilebilir. Böylece hem içten yanmalı hem de elektrik motoruna sahip hibrit araçların ulaşabildiği enerji verimliliği ve egzoz salınımı (emisyon) değerlerine, çok yer kaplayan, pahalı ve karmaşık bir marş motoru olmadan da ulaşılabilir.
Bu konseptteki ilk seri üretim motor, 2002 yılında geliştirilmeye başlandı ve 2009 yılında İtalyan otomobil üreticisi Fiat tarafından piyasaya sürülen Alfa Romeo MiTo aracında kullanıldı. Elektronik supap kontrollü bu motor, yakıt tüketimini yüzde 15 aşağıya çekerken tork ve beygirgücünü ise ciddi ölçüde artırdı. ECU tarafından kontrol edilen hidrolik pompalar vasıtasıyla açılıp kapanan supaplar, motor yüküne bağlı olarak tek bir emme zamanında (havanın silindir içerisine emildiği zaman dilimi) supapları birkaç defa açıp kapatabilir. Sonrasında ise ECU, emilen havanın miktarına bağlı olarak püskürtülmesi gereken en uygun yakıt miktarını belirler.
Motor sabit yük altında çalışırken işlem adımları şu şekildedir: Hava subabı açılır ve silindire hava emilir; aynı zaman diliminde yakıt püskürtülür; sonrasında ise hava supabı kapanır. Bu akış hem kam mili olan hem de elektronik olarak kontrol edilen emme ve egzoz supaplarına sahip motorlarda aynıdır. Buna ek olarak elektronik kontrollü sistemlerde sürücü aniden gaza bastığında, aynı emme zamanında hava emme supabı tekrar açılabilir ve tekrar yakıt püskürtülebilir. Bu durum, motor gücünü ani bir şekilde arttırır ve aracın hızlanmasını sağlar. Bir sonraki yanma çevriminde ise ECU, güç isterinin artmasıyla oluşan bu yeni durumdaki motor yükünü hesaplar ve emme supabını erken mi yoksa geç mi, aynı zamanda da tam açık olacak şekilde mi yoksa yarım açık olacak şekilde mi açacağına karar verir. Sonraki çevrimde ise bu bilgileri kullanarak duruma en uygun hava-yakıt karışımı miktarını mümkün olan en doğru zamanlamayla silindir içerisinde oluşturur. Aynı koşulları, tüm emme zamanı boyunca emme supabını tam açık pozisyonda tutan kam mili ile sağlamak ise olanaksızdır.
Bir motorun ürettiği gücün önemli bir kısmı, kam milini çevirmek ve mille ilişkili supapları dakikada binlerce defa açıp kapatmak için harcanır. Bu yüzden kam mili ve ona bağlı olarak çalışan motor elemanlarının ortadan kalkması, motoru sadece hacim ve kütle olarak hafifletmekle kalmaz aynı zamanda sistem içerisindeki güç kayıplarını ve sürtünmeyi de önemli ölçüde azaltır.
Elektronik supap kontrol sistemlerinin sağladığı artılar, bu sistemler üzerine yürütülen geliştirme çalışmalarına paralel olarak daha da artacaktır. Bunlara örnek olarak aşağıdaki noktalar verilebilir:
Motorun yüksek miktarda güç üretmesine ihtiyaç olmayan durumlarda bazı silindirlerin devre dışı bırakılması konusuyla ilgili potansiyel gelişmeler, buna örnek olarak verilebilir. Bu işlem iki türlü gerçekleştirilebilir. İlki, silindirin içerisine hava emilmesi ve sonrasında da yanma gerçekleşmeden egzoz manifoldundan dışarı atılmasıdır. Bu seçenek tercih edildiğinde, kam mili ve supaplarla ilgili karmaşık ve pahalı tasarım değişikliklerine gerek kalmaz. Tek yapılması gereken, yakıt enjeksiyonunu ve ateşlemeyi iptal etmektir. Ancak bu durumda, silindirlerin devre dışı bırakılması konseptinden beklendiği şekilde egzoz gazı emisyonunu düşürmek olası değildir. İkinci seçenekse havayı silindire alan ve dışarı atan supapların devre dışı bırakılmasıdır. Bu da ilk seçenekte göz ardı edilebilen pahalı tasarım değişiklilerini gerekli kılar. İkinci seçeneğin hem maliyet hem de emisyon değerleri açısından en uygun uygulama şekli, kam mili yerine elektronik olarak kontrol edilebilen supaplar kullanılmasıdır.
Daha da önemli bir gelişme ise geleneksel gaz kelebeğinin ortadan kaldırılması olacaktır. BMW'nin V10 motorunu kullanan M5 modelinde uygulanan bu yöntemde tüm silindirleri tek bir gaz kelebeğiyle beslemek yerine her bir silindir, sadece o silindiri besleyen kendi gaz kelebeğine sahiptir. Sürücü tarafından basılan gaz pedalından ECU'ya iletilen sinyalin değerlendirilmesinin ardından her gaz kelebeği, birbirlerinden bağımsız olarak açılır ve kapatılır. Bu da vakum etkisinden dolayı oluşacak fazladan güç kaybını engeller.