Следует отметить, что фазовращатель не всегда устанавливается одновременно на два распределительных вала, иногда один находится со стороны впуска или выпуска, а другой является обычной шестерней.
Что такое фазовращатель в двигателе
Чтобы понять, почему сломался фазовращатель или почему заклинило клапан, полезно понять, как работает вся система. Это поможет вам разобраться в неисправностях и предпринять дальнейшие действия по их устранению.
Двигатель не работает одинаково на разных скоростях. На холостом ходу или низких оборотах двигателя существуют так называемые «узкие фазы», когда скорость выхлопа низкая. Высокие скорости, с другой стороны, характеризуются «широкими фазами», в которых объем выхлопных газов высок. При использовании «широких фаз» на низких скоростях выхлопные газы смешиваются с новыми впускными газами, снижая мощность двигателя и даже заглушая его. А если «узкие фазы» используются на высоких оборотах двигателя, это приводит к снижению мощности и эффективности двигателя.
Если изменить фазы с «узких» на «широкие», можно увеличить мощность и эффективность двигателя, закрывая и открывая клапаны под разными углами. Это основная функция фазовращателя.
Существует несколько типов систем контроля фаз. VVT (Variable Valve Timing) разработана Volkswagen, CVVT — используется Kia и Hyindai, VVT-i — используется Toyota, VTC — устанавливается в двигателях Honda, VCP — фазовращатели Renault, Vanos / Double Vanos — система используется в BMW. Рассмотрим принцип работы регулятора фаз на примере Renault Megane 2 с 16-клапанным двигателем K4M, поскольку его неисправность является «детской болезнью» этого автомобиля, и его владельцы часто сталкиваются с неработающим регулятором фаз.
Он управляется электромагнитным клапаном, подача масла которого регулируется электроникой с дискретной частотой 0 или 250 Гц. Весь процесс контролируется электронным блоком управления на основе сигналов от датчиков двигателя. Фазовый блок активируется при увеличении нагрузки двигателя (от 1 500 до 4 300 об/мин), если выполняются следующие условия
- датчики положения коленчатого вала (CDPS) и датчики положения распределительного вала (DSPS) работают правильно,
- нет неисправностей в системе впрыска топлива,
- достигается пороговое значение фазовой инжекции,
- температура охлаждающей жидкости находится в пределах +10°…+120°C,
- повышенная температура моторного масла.
Фазовый блок возвращается в исходное положение при снижении оборотов двигателя при тех же условиях, но с той разницей, что рассчитывается сдвиг фаз, равный нулю. В этом случае блокирующий поршень блокирует механизм. Поэтому «виновниками» неисправности управления фазами могут быть не только сам блок фаз, но и электромагнитный клапан, датчики двигателя, неисправности в двигателе, неисправности в ЭБУ.
Поворот распредвала
Одним из способов регулировки фазы распределительного вала является изменение положения распределительного вала относительно его исходного положения в зависимости от условий работы двигателя. Возьмем, к примеру, систему переменной фазы газораспределения (VVT), используемую в автомобилях VW. Он предназначен для оптимизации работы двигателя на холостом ходу, максимальной мощности и максимального крутящего момента.
Система VVT состоит из следующих компонентов:
- Два гидростатических сцепления (также называемые фазовыми сцеплениями) установлены на впускном и выпускном распредвалах. Оба сцепления соединены с системой смазки двигателя через корпус зубчатой передачи. Муфты состоят из внешнего корпуса, встроенного в вал шестерни, и ротора, установленного на валу. Корпус и ротор могут перемещаться относительно друг друга
- корпус муфты распределительного вала, установленный на головке блока цилиндров двигателя. Внутри корпуса расположены каналы для подачи и возврата масла к двум муфтам распределительного вала.
- Два электрогидравлических распределителя. Эти распределители устанавливаются внутри корпуса зубчатой передачи. Они используются для управления потоком масла из системы смазки двигателя к двухфазным сцеплениям.
VVT фазовращатель VVT состав системы VVT управление системой VVT фазовращатель VVT работа системы VVT
Система VVT управляется блоком управления двигателем. Он получает данные от датчиков о частоте вращения коленчатого вала, нагрузке двигателя, температуре охлаждающей жидкости и текущем положении коленчатого и распределительного валов и посылает сигнал на электрогидравлические распределители. Распределители открывают соответствующие маслозаборники в корпусе блока управления. Масло из системы смазки двигателя поступает к муфтам с гидравлическим приводом, которые вращают распределительные валы.
На холостом ходу впускной вал вращается так, что впускные клапаны открываются позже и, соответственно, позже закрываются, а выпускной вал вращается так, что выпускной клапан закрывается задолго до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки. Это минимизирует количество отработанных газов в смеси, что помогает стабилизировать сгорание в цилиндрах двигателя и повышает плавность работы двигателя в этом режиме.
Открытие выпускного клапана происходит с задержкой для достижения максимальной мощности на высоких оборотах двигателя. Это увеличивает продолжительность давления газа на поршень в течение такта рабочего хода. Впускной клапан открывается после верхней мертвой точки и относительно медленно закрывается после нижней мертвой точки. Это позволяет использовать динамические процессы в системе впуска для создания эффекта наддува в цилиндре и соответствующего увеличения мощности двигателя.
Для достижения максимального крутящего момента коэффициент заполнения цилиндра должен быть как можно выше. Это означает, что впускные клапаны должны открываться раньше и закрываться соответственно, чтобы смесь не вытекала обратно из цилиндров во впускной коллектор. Таким образом, выпускные клапаны закрываются непосредственно перед верхней мертвой точкой. Подробнее о работе системы VVT можно прочитать здесь (в формате PDF).
Renault (VCP), BMW (VANOS/Double-VANOS), Toyota (VVT-i) и Honda (VTC) установили подобные системы в своих двигателях. Некоторые используют фазовращатели только на впускном распредвале, а другие, например, VVT, — на обоих распредвалах. Недостатком этих систем является то, что они могут только сдвигать фазы в ту или иную сторону, но не могут «сужать» или «расширять» их.
разновидность
В основном, можно выделить следующие группы фазовращателей:
- Фазовый сдвиг в зависимости от частоты. Фазовый сдвиг определенной частоты достигается путем временного сдвига входного сигнала. Однако, поскольку разные частоты имеют разную длину периода, фазовый сдвиг меняется в зависимости от частоты. Эта схема может быть реализована с помощью подходящих элементов термина или в виде глобальных проходов.
- Фазовращатель нейтральной частоты. Эти контуры равномерно смещаются по спектру на определенный угол. Результирующий сигнал обычно имеет сложный вид. Эти фазовращатели также называются трансформаторами Гильберта и используют так называемое преобразование Гильберта. Каждое преобразование Гильберта вызывает поворот спектра на 90°. Преобразование Гильберта играет центральную роль в обработке сигналов и используется, в частности, в области технологии модуляции.
Фазовый переключатель позволяет клапану открываться раньше, а время открытия увеличивается, что называется «расширением фазы», для достижения максимального наполнения. Таким образом, фаза перекрытия увеличивается для обеспечения качественного зазора в цилиндрах.
Зачем вообще нужны фазовращатели?
Чтобы понять, что такое фазовращатели и зачем они нужны, пожалуйста, сначала прочитайте следующую полезную информацию. Это связано с тем, что двигатель не работает одинаково на разных скоростях. Для холостого хода и низких скоростей идеально подходят «узкие фазы», а для высоких скоростей — «широкие фазы».
Узкие фазы — когда коленчатый вал вращается «медленно» (холостой ход), количество выхлопных газов и обороты двигателя также низкие. Здесь идеально подходит «узкая фаза», а также минимальное «перекрытие» (время одновременного открытия впускных и выпускных клапанов) — новая смесь не вытесняется в выпускной коллектор через открытый выпускной клапан, но, соответственно, выхлопные газы (почти) не попадают во впускной. Это идеальная комбинация. Если увеличить «сдвиг фаз» при низкой частоте вращения коленчатого вала, то «отходы» могут смешиваться с поступающими новыми газами, снижая их качественные показатели, что непременно приведет к снижению производительности (двигатель станет неустойчивым или даже заглохнет).
Широкие фазы — при увеличении частоты вращения двигателя соответственно увеличивается объем и скорость перекачиваемых газов. Здесь важно быстрее очистить цилиндры (от выхлопа) и быстрее заполнить их поступающей смесью, фазы должны быть «широкими».
Конечно, обычный распределительный вал, то есть его «кулачки» (quirky cams), имеет два конца — один настолько острый, что приподнят, другой — просто полукруг. Когда край острый, происходит максимальное открытие, когда он закруглен (с другой стороны), происходит максимальное закрытие.
Но стандартные распредвалы не имеют фазировки, то есть их нельзя расширить или сузить, и инженеры все равно устанавливают средние значения — что-то среднее между производительностью и экономичностью. Если валы согнуты в одну сторону, мощность или экономичность двигателя снижается. «Узкие» фазы не позволяют двигателю развивать максимальную мощность, а «широкие» фазы плохо работают на низких оборотах.
Если бы его можно было регулировать в зависимости от оборотов двигателя! Это было изобретено — по сути, это фазовая система, GENERAL — PHASE DIVERS.
Принцип работы
Но сейчас это не важно, потому что наша задача — понять, как они работают. Обычный распределительный вал имеет на своем конце звездочку распределительного вала, которая, в свою очередь, соединена с ремнем или цепью ГРМ.
Распределительный вал фазовращателя имеет несколько измененную конструкцию. Здесь есть два «гидравлических» или электрически управляемых звена, которые также зацепляют шестерню (цепь или ремень) с одной стороны и валы с другой. Гидравлическая или электронная технология (существуют специальные механизмы) может вызвать смещение внутри этой муфты так, что она слегка наклонится, изменяя открытие или закрытие клапанов.
Следует отметить, что фазовращатель не всегда устанавливается одновременно на два распределительных вала, иногда один находится со стороны впуска или выпуска, а другой является обычной шестерней.
Как обычно, процессом управляет ЭБУ, который собирает данные с различных датчиков двигателя, таких как положение коленчатого вала, проход камеры, обороты двигателя и т.д.
Теперь я предлагаю вам взглянуть на основную конструкцию, то есть на механизмы (думаю, тогда у вас в голове появится больше ясности).
VVT (Variable Valve Timing), KIA-Hyundai (CVVT), Toyota (VVT-i), Honda (VTC)
Одним из первых, кто предложил вращение коленчатого вала (относительно исходного положения), был Volkswagen со своей системой VVT (многие другие производители построили свои системы на этой основе).
Что в него входит:
Фазовращатели (гидравлические), установленные на впускном и выпускном валах. Они связаны с системой смазки двигателя (именно в них закачивается масло).
При демонтаже сцепления вы обнаружите во внешнем корпусе специальную шестерню, которая крепится к валу ротора. Корпус и ротор могут перемещаться относительно друг друга при перекачке масла.
Механизм установлен на головке блока, имеются каналы для подачи масла к обоим членам, потоки регулируются двумя электрогидравлическими распределителями. Кстати, они также установлены в корпусе головки блока цилиндров.
Помимо этих распределителей, в системе имеется множество датчиков — частоты вращения коленчатого вала, нагрузки двигателя, температуры охлаждающей жидкости, положения распределительного и коленчатого валов. Когда необходимо вращать фазы (например, на высоких или низких оборотах), ЭБУ, считывая данные, сообщает распределителям о необходимости подачи масла к муфтам, они размыкаются, и давление масла начинает накачивать фазы (чтобы заставить их вращаться в нужном направлении).
Холостой ход поворачивается так, что «входной» распредвал заставляет клапаны открываться позже и закрываться позже, а «выходной» распредвал поворачивается так, что клапаны закрываются намного раньше, до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки.
Это снижает количество выхлопной смеси до минимума и практически не влияет на ход впуска, что положительно сказывается на холостом ходе двигателя, стабильности и плавности работы.
Средние и высокие обороты — целью здесь является достижение максимальной мощности, поэтому «вихрь» предназначен для задержки открытия выпускных клапанов. При этом давление газа остается в такте. Впускные клапаны, в свою очередь, открываются после достижения поршнем верхней мертвой точки (TDC) и закрываются после NFT. Таким образом, двигатель динамически «заряжает» цилиндры, что приводит к увеличению мощности.
Максимальный крутящий момент — становится ясно, что нужно максимально заполнить цилиндры. Для этого впускные клапаны должны открываться намного раньше и закрываться намного позже, чтобы сохранить смесь внутри и предотвратить ее выброс обратно во впускной коллектор. С другой стороны, «выпускные клапаны» закрываются непосредственно перед верхней мертвой точкой, чтобы впустить некоторое давление в цилиндр. Я думаю, это совершенно ясно.
Поэтому сегодня существует множество аналогичных систем, наиболее распространенными из которых являются Renault (VCP), BMW (VANOS/Double-VANOS), KIA-Hyundai (CVVT), Toyota (VVT-i), Honda (VTC).
Фазовый переключатель позволяет клапану открываться раньше, а время открытия увеличивается, что называется «расширением фазы», для достижения максимального наполнения. Таким образом, фаза перекрытия увеличивается для обеспечения качественного зазора в цилиндрах.
Гидроуправляемая муфта системы фазовращателя
- Ротор, который соединен с распределительным валом,
- корпус, который также выполняет функцию звездочки распределительного вала.
Благодаря дальнейшему усовершенствованию конструкции двигателя инженеры смогли эффективно регулировать расширение и сжатие фаз. Это решение основано на конструкции кулачкового доводчика. Система модуляции распредвала используется в двигателях Honda (VTEC), Mitsubishi (MIVEC) и Toyota (VVTL-i).
Эти системы имеют одинаковый принцип работы, т.е. распределительный вал имеет два малых кулачка и один большой кулачок. Малые распределительные валы соединены с клапаном через распределительный вал, а большой распределительный вал отвечает за привод распределительного вала.
В зависимости от режима работы двигателя система позволяет переключаться между большим и малым кулачком и, соответственно, фазой ГРМ. Эластичность перехода обеспечивается гидравлическим запирающим устройством.
При низких оборотах двигателя и на холостом ходу распределительные валы переключаются на малый распределительный вал с узкой фазой, а при более высоких нагрузках распределительные валы переключаются на большой распределительный вал с широкой фазой.
Система регулировки подъема клапана
BMW стала пионером в этой технологии в 2001 году, выпустив Valvetronic. В этой системе дроссельная заслонка отсутствовала, а количество всасываемого воздуха определялось подъемом заслонки. Дроссельная заслонка присутствует в двигателе, но она всегда открыта.
Лучшим решением для предотвращения отрицательного давления является открытие клапана, когда требуется максимальное заполнение баллона смесью. Время открытия клапана зависит от давления, прилагаемого к педали акселератора. Valvetronic позволяет экономить топливо до 15 процентов и увеличивает мощность на 10 процентов по сравнению с двигателем сопоставимого рабочего объема.
Система состоит из распределительного вала и промежуточного вала. Распределительный вал вращается электродвигателем с червячной передачей. Вращение вала воздействует на промежуточный рычаг, который перемещает ножничный рычаг в заранее определенное положение в зависимости от режима работы двигателя внутреннего сгорания.
Система работает непрерывно, в зависимости от рабочего цикла двигателя, с диапазоном подъема клапанов от 0,2 до 12 мм.
Современные системы фазирования направлены на достижение наилучших характеристик двигателя за счет своевременного согласования фаз газораспределения и требуемого подъема клапанов. Каждая из вышеперечисленных систем представляет собой сложную структуру, требующую вмешательства в виде технического обслуживания и ремонта как минимум каждые 150 000 км.
Возможность изменения фазы ГРМ недоступна на многих двигателях из-за низкой эффективности, но применение этой функции зависит от режима работы двигателя.
Принцип работы
Но сейчас это не важно, потому что наша задача — понять, как они работают. Обычный распределительный вал имеет на своем конце звездочку распределительного вала, которая, в свою очередь, соединена с ремнем или цепью ГРМ.
Распределительный вал фазовращателя имеет несколько измененную конструкцию. Здесь есть два «гидравлических» или электрически управляемых звена, которые также зацепляют шестерню (цепь или ремень) с одной стороны и валы с другой. Гидравлическая или электронная технология (существуют специальные механизмы) может вызвать смещение внутри этой муфты так, что она слегка наклонится, изменяя открытие или закрытие клапанов.
Следует отметить, что фазовращатель не всегда устанавливается одновременно на два распределительных вала, иногда один находится со стороны впуска или выпуска, а другой является обычной шестерней.
Как обычно, процессом управляет ЭБУ, который собирает данные с различных датчиков двигателя, таких как положение коленчатого вала, проход камеры, обороты двигателя и т.д.
Теперь я предлагаю вам взглянуть на основную конструкцию, то есть на механизмы (думаю, тогда у вас в голове появится больше ясности).
VVT (Variable Valve Timing), KIA-Hyundai (CVVT), Toyota (VVT-i), Honda (VTC)
Одним из первых, кто предложил вращение коленчатого вала (относительно исходного положения), был Volkswagen со своей системой VVT (многие другие производители построили свои системы на этой основе).
Что в него входит:
Фазовращатели (гидравлические), установленные на впускном и выпускном валах. Они связаны с системой смазки двигателя (именно в них закачивается масло).
При демонтаже сцепления вы обнаружите во внешнем корпусе специальную шестерню, которая крепится к валу ротора. Корпус и ротор могут перемещаться относительно друг друга при перекачке масла.
Механизм установлен на головке блока, имеются каналы для подачи масла к обоим членам, потоки регулируются двумя электрогидравлическими распределителями. Кстати, они также установлены в корпусе головки блока цилиндров.
Помимо этих распределителей, в системе имеется множество датчиков — частоты вращения коленчатого вала, нагрузки двигателя, температуры охлаждающей жидкости, положения распределительного и коленчатого валов. Когда необходимо вращать фазы (например, на высоких или низких оборотах), ЭБУ, считывая данные, сообщает распределителям о необходимости подачи масла к муфтам, они размыкаются, и давление масла начинает накачивать фазы (чтобы заставить их вращаться в нужном направлении).
Холостой ход поворачивается так, что «входной» распредвал заставляет клапаны открываться позже и закрываться позже, а «выходной» распредвал поворачивается так, что клапаны закрываются намного раньше, до того, как поршень достигнет верхней мертвой точки.
Это снижает количество выхлопной смеси до минимума и практически не влияет на ход впуска, что положительно сказывается на холостом ходе двигателя, стабильности и плавности работы.
Средние и высокие обороты — целью здесь является достижение максимальной мощности, поэтому «вихрь» предназначен для задержки открытия выпускных клапанов. При этом давление газа остается в такте. Впускные клапаны, в свою очередь, открываются после достижения поршнем верхней мертвой точки (TDC) и закрываются после NFT. Таким образом, двигатель динамически «заряжает» цилиндры, что приводит к увеличению мощности.
Максимальный крутящий момент — становится ясно, что нужно максимально заполнить цилиндры. Для этого впускные клапаны должны открываться намного раньше и закрываться намного позже, чтобы сохранить смесь внутри и предотвратить ее выброс обратно во впускной коллектор. С другой стороны, «выпускные клапаны» закрываются непосредственно перед верхней мертвой точкой, чтобы впустить некоторое давление в цилиндр. Я думаю, это совершенно ясно.
Поэтому сегодня существует множество аналогичных систем, наиболее распространенными из которых являются Renault (VCP), BMW (VANOS/Double-VANOS), KIA-Hyundai (CVVT), Toyota (VVT-i), Honda (VTC).
Логика работы CVVT
Добившись хороших результатов в плане производительности, инженеры обратили внимание на экономичность. Вторая версия системы VTEC имела три режима работы. Поскольку все распредвалы не были ограничены, можно было управлять клапанами с помощью заслонок, приводимых в действие одинаковым давлением масла через клапан. Экономичный режим возникал, когда система открывала только один впускной клапан на низких оборотах и при легком нажатии на педаль акселератора, а второй практически не участвовал в процессе смешивания. В среднем режиме оба клапана уже были открыты, а в режиме высокой производительности в дело вступал дополнительный кулачок. Мощность увеличилась, а производительность возросла! Система была еще более необычной, поскольку включала в себя дополнительные компоненты.
- Устройство VTEC
- В начале 1990-х годов инженеры Honda поняли, что увеличивать количество распределительных валов на распределительном валу не вариант — для них просто нет места, поэтому они разработали другое решение, которое назвали i-VTEC. Распределительные валы оставались на месте, но распределительный вал мог перемещаться вокруг своей оси. Редуктор, перемещающий распределительный вал, превратился в гидравлический механизм, который может изменять положение распределительного вала в пространстве. Это смещение вала приводит в движение приводные части распределительного вала, и клапаны открываются и закрываются по-разному. Самое большое преимущество этого приложения заключается в том, что оно значительно увеличивает количество рабочих режимов. Хотя положения распределительных валов физически не бесконечны, они больше, чем количество физических распределительных валов, которые можно собрать, что означает, что у компьютера есть много вариантов управления смесью. Смена фаз теперь происходит непрерывно, так сказать, в режиме онлайн, а не только при смене режимов. Теперь шестерни, изменяющие положение коленчатого вала в пространстве, принято называть фазовращателями. Атмосферный 1,6-литровый двигатель уже производил 200 л.с.
- Не у всех автопроизводителей были проекты поэтапного внедрения такого порядка, и успехи в поэтапном внедрении часто отставали от успехов Honda. Однако, в целом, взгляд на системы VTEC позволяет понять, как развивалась технология в плане фазирования. Очевидно, что за этим будущее, поскольку изменение времени открытия клапанов может снизить расход топлива и увеличить мощность. Но есть и некоторые недостатки: Двигатели становятся все более дорогими и сложными в изготовлении, а сама система изменения фаз является дополнительным компонентом, который может (и на практике, к сожалению, часто ломается), снижает надежность двигателя, повышает требования к качеству масла и требует денег на обслуживание. Не без оснований, во многих автомобилях эконом-класса до сих пор отсутствуют системы регулирования фаз. На АвтоВАЗе, например, первое РПН появилось только в 2015 году для двигателя 1.8, а все версии 1.6 (в том числе с 16 клапанами) им не оснащаются. Производительность, конечно, несравнима, но цена продукции также играет свою роль.
Возможность изменения фазы ГРМ недоступна на многих двигателях из-за низкой эффективности, но применение этой функции зависит от режима работы двигателя.
Что это
Среди клиентов компании такие гиганты, как Газпром, РЖД, Концерн «Аврора», Ленэнерго и другие. Продукция компании пользуется большим спросом благодаря своему качеству и широкому ассортименту моделей.
Зубчатая передача, позволяющая регулировать фазы открытия и закрытия клапанов, считалась аксессуаром только для спортивных автомобилей. Переменная фаза газораспределения сегодня широко распространена во многих современных двигателях и улучшает не только мощность, но и экономию топлива и выбросы вредных веществ. Давайте рассмотрим, как работает система переменного клапанного распределения (международный термин для этого типа системы) и некоторые особенности VVT в автомобилях BMW, Toyota и Honda.
ГРМ — это время открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов, выраженное в градусах поворота коленчатого вала относительно NFT и TDC. В графическом виде время открытия и закрытия обычно отображается на диаграмме.
Если речь идет о фазах
время, в которое впускные и выпускные клапаны начинают открываться,
Как работает
как долго они остаются открытыми,
высота подъема (величина, на которую опускается клапан).
Подавляющее большинство двигателей имеют фиксированный режим работы распределительного вала. Это означает, что описанные выше параметры определяются только формой распределительного вала. Недостатком такой конструкции является то, что форма распределительного вала, рассчитанная конструкторами для работы двигателя, оптимальна только в узком диапазоне оборотов. Конструкция гражданских двигателей такова, что фаза распределительного вала адаптирована к нормальным условиям эксплуатации автомобиля. Это связано с тем, что если вы создадите двигатель, который очень хорошо работает «на низах», то выше средней скорости и крутящий момент, и максимальная мощность будут очень низкими. Эта проблема решается с помощью системы изменяемой фазы газораспределения.
Система VVT работает путем корректировки фаз открытия клапанов в режиме реального времени в зависимости от условий работы двигателя. В зависимости от конструкции конкретной системы, это может быть сделано различными способами:
Вращением распределительного вала относительно звездочки распределительного вала,
Приведение в действие при определенных оборотах двигателя путем выбора соответствующих распределительных валов для системы привода,
Немного про минусы
изменение подъема клапана.
Наиболее распространенными являются системы, в которых фазировка достигается путем изменения углового положения распределительного вала относительно звездочки распределительного вала. Хотя различные системы работают по схожему принципу, многие производители автомобилей используют индивидуальные обозначения.
Renault — переменная фазировка распредвала (VCP).
Системы изменения фаз газораспределения
BMW — VANOS. Как и у большинства производителей автомобилей, первоначально такой системой был оснащен только впускной распределительный вал. Система, в которой гидромуфта установлена на выпускном распределительном валу, называется двойным VANOS.
Toyota — система переменного времени работы клапанов с интеллектуальным управлением (VVT-i): Как и в BMW, наличие системы на впускном и выпускном распредвалах называется Dual VVT.
Honda — Система переменного времени (VTC).
- Volkswagen в данном случае был более консервативен и выбрал международное название — Variable Valve Timing (VVT).
- Hyundai, Kia, Volvo, GM — система бесступенчатого изменения фаз газораспределения (CVVT).
- Поведение газов в двигателе меняется в зависимости от режима работы. Например, скорость поршня на холостом ходу значительно ниже, чем на максимальной скорости. Поэтому колебания газовой среды во впускном и выпускном коллекторах сильно различаются в зависимости от рабочей точки двигателя. Эти вариации могут быть полезными, обеспечивая акустическое усиление (подробнее об акустическом усилении читайте в статье о системе изменения геометрии впускного коллектора), но могут быть и вредными — паразитные вариации, застойные явления. По этой причине скорость и эффективность наполнения цилиндров значительно отличаются в разные моменты работы двигателя.
На низких скоростях максимальное наполнение цилиндров приводит к позднему открытию выпускного клапана и раннему закрытию впускного клапана. В этом случае перекрытие клапанов (положение, при котором выпускные и впускные клапаны открыты одновременно) минимально, поэтому отсутствует возможность того, что оставшиеся в цилиндре выхлопные газы будут вытеснены обратно во впуск. Именно из-за широких («верхних») распределительных валов двигатели с принудительной индукцией часто имеют более высокие обороты холостого хода.
Принцип действия VVT
На высоких оборотах двигателя градация должна быть как можно шире, чтобы получить максимальную отдачу от двигателя, так как поршни в этом случае подают гораздо больше воздуха в единицу времени. В то же время перекрывающиеся клапаны положительно влияют на очистку цилиндров (выпуск отработанных газов) и последующее наполнение.
- Установка системы, регулирующей фазы газораспределения, а в некоторых системах и подъем клапанов, делает двигатель более гибким, более мощным, более экономичным и в то же время более экологичным.
- Регулировочный блок — гидравлическая муфта, управляемая ЭБУ двигателя, — отвечает за угловую регулировку распределительного вала.
- Приводной вал состоит из ротора, соединенного с распределительным валом, и корпуса, в наружной части которого находится звездочка распределительного вала. Между корпусом гидромуфты и ротором находятся полости, которые при заполнении маслом перемещают ротор и, соответственно, распределительный вал относительно шестерни. В полости через специальные каналы подается масло. Поток масла по каналам регулируется электрогидравлическим распределителем. Распределитель представляет собой простой электромагнитный клапан, управляемый ЭБУ посредством ШИМ-сигнала. ШИМ-сигнал обеспечивает переменное управление клапанами.
Система управления в виде ЭБУ двигателя использует сигналы от следующих датчиков:
- DPKV (расчетная частота вращения коленчатого вала),
- TDCV,
- ДПДЗ,
- IDMW,
- ТОРГ.
- В связи с более сложной конструкцией изменение фаз газораспределения путем регулировки распределительных валов на рычагах встречается реже. Как и в случае с изменяемым фазным распределением клапанов, производители автомобилей используют разные названия для аналогичных систем.
Как фазы влияют на работу двигателя
Honda — Электронное управление изменяемыми фазами газораспределения и подъема клапанов (VTEC). Когда в двигателе используются и VTEC, и VVT, эта система называется i-VTEC.
BMW — система Valvelift.
Audi — система Valvelift.
Toyota — Регулируемая фаза газораспределения и подъема клапанов с интеллектуальной системой регулировки фаз газораспределения и подъема клапанов Toyota (VVTL-i).
Устройство, принцип работы VVT
Mitsubishi — Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control (MIVEC).
Система VTEC компании Honda, вероятно, является одной из самых известных, но и другие системы работают аналогичным образом.
Как видно из схемы, в режиме медленной скорости мощность передается от двух внешних распредвалов к клапанам через москитные рычаги. В этом режиме центральное коромысло перемещается в режиме «холостого хода». При увеличении рабочего давления на высоких оборотах двигателя шток плунжера (запорный механизм) втягивается и превращает три коромысла в единую тягу. Подъем клапана достигается путем соединения коромысла с распределительным валом, используя распределительный вал с большим профилем кулачка в центральной части.
- Разновидностью VTEC является конструкция, в которой функции для низких, средних и высоких оборотов возложены на разные рычаги и распредвалы. При низких оборотах двигателя меньший распределительный вал открывает только один клапан, при средних оборотах двигателя два меньших распределительных вала открывают два клапана, а при высоких оборотах двигателя больший распределительный вал открывает оба клапана.
- Постепенно изменяя время открытия и высоту клапанов, можно не только изменять фазы газораспределения, но и практически исключить дроссельную заслонку двигателя. В основном это система BMW Valvetronic. Именно эксперты BMW впервые добились таких результатов. Toyota (Valvematic), Nissan (VVEL), Fiat (MultiAir) и Peugeot (VTI) в настоящее время имеют аналогичные разработки.
Системы с разной формой кулачков
Принцип работы
