Изменение фаз газораспределения: / Variable Valve Timing, VVT

Содержание

Фазы газораспределения двигателя автомобиля — что это такое и диаграмма

Работа двигателя автомобиля зависит от фаз газораспределения, то есть от открытия — закрытия впускных и выпускных клапанов. Расскажем что такое фазы газораспределения и покажем диаграмму работы. Зачем нужны и как увеличить мощность авто при помощи них.

Что это такое

Фаза газораспределения — это период от момента открытия клапанов до момента их закрытия. Выражается в градусах поворота коленчатого вала. Их задача — обеспечить наивысшую эффективность наполнения и очистки цилиндра во время работы двигателя. От оптимально подобранных фаз зависит экономичность мотора, мощность, развиваемый момент.

Влияние на работу мотора

В большинстве двигателей фазы меняться не могут. КПД таких моторов не отличается высокой эффективностью. Из-за этого скорость и эффективность наполнения цилиндров при различных режимах работы двигателя неодинаковы.

Для работы на холостом ходу уместны узкие фазы с поздним открытием и ранним закрытием клапанов без перекрытия (время, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно). Почему? Потому что так удаётся исключить заброс выхлопных газов во впускной коллектор и выброс части горючей смеси в выхлопную трубу машины.

При работе на максимальной мощности ситуация меняется. С повышением оборотов время открытия клапанов сокращается, но для обеспечения высокого крутящего момента через цилиндры необходимо прогнать больший объём газов, чем на холостом ходу. Как решить эту задачу? Открывать клапаны чуть раньше и увеличивать продолжительность их открытия, иными словами, сделать фазы максимально широкими.

При разработке двигателей авто конструкторам приходится увязывать ряд взаимоисключающих требований. Посудите сами. С одними и теми же фазами двигатель должен обладать неплохой тягой на низких и средних оборотах, приемлемой мощностью — на высоких. Плюс устойчиво работать на холостом ходу, быть максимально экономичным, экологичным.

Изменяемые фазы газораспределения

Если научить газораспределительный механизм подстраиваться под различные режимы работы мотора?

Один из способов это применение фазовращателя. Это специальная муфта, которая способна под действием управляющей электроники и гидравлики поворачивать распределительный вал на определённый угол относительно его первоначального положения. С повышением оборотов муфта проворачивает вал по ходу вращения, что ведёт за собой более раннее открытие впускных клапанов. Как следствие — лучшее наполнение цилиндров на высоких оборотах.

Инженеры разработали ряд систем, способных не только двигать фазы, но расширять или сужать их. В зависимости от конструкции это может достигаться несколькими способами.


Например, система VVTL-i после достижения определённых оборотов (6000 об/мин) вместо обычного кулачка в работу начинает вступать дополнительный — с изменённым профилем. Профиль этого кулачка задаёт иной закон движения клапана, более широкие фазы и обеспечивает больший ход. При раскрутке коленвала до максимальных оборотов (около 8500 об/мин) на частоте вращения в 6000—6500 об/мин у двигателя открывается «второе дыхание». Оно способно придать автомобилю резкий подхват при ускорении.

Изменение высоты подъёма

Такой подход позволяет избавиться от дроссельной заслонки и переложить процесс управления режимами работы двигателем на газораспределительный механизм. Ответ инженеров — механическая система управления подъёмом впускных клапанов. В таких системах высота подъёма и продолжительность фазы впуска изменяются в зависимости от нажатия на педаль газа. Экономия от применения системы бездроссельного управления составляет от 8% до 15%, прирост мощности в пределах 5—15 %.

Несмотря на то, что количество и размеры клапанов приблизились к максимально возможным, эффективность наполнения и очищения цилиндров можно сделать выше — за счёт скорости их открытия. Правда, механический привод заменяется электромагнитным.

Электромагнитный привод

Подъёма клапана можно довести до идеала, а продолжительность открытия менять в очень широких пределах. Электроника согласно программе время от времени ненужные клапаны может не открывать, а цилиндры отключать вовсе. Делается это в целях экономии, например, на холостом ходу или при торможении двигателем. Электромагнитный ГРМ способен превратить обычный четырёхтактный мотор в шеститактный.

Дальнейшее увеличение эффективности работы мотора автомобиля за счёт ГРМ — невозможно. Выжать больше мощности с того же объёма при меньшем расходе можно будет с применением иных средств. Например, комбинированного наддува или конструкций, изменяющих степень сжатия.

VTEC система изменения фаз газораспределения

VTEC (англ. Variable valve Timing and lift Electronic Control)

Система изменения фаз газораспределения с электронным управлением. Используется в двигателях внутреннего сгорания фирмы Honda. Система позволяет управлять наполнением топливно-воздушной смесью камер сгорания. На низких оборотах двигателя система обеспечивает экономичный режим работы, на средних — максимальный крутящий момент, на максимальных оборотах — максимальную мощность.

В обычном четырёхтактном двигателе внутреннего сгорания впускные и выпускные клапаны управляются кулачками распредвала. Форма этих кулачков определяет момент, ход и продолжительность открытия клапана. Момент открытия (и закрытия) определяет момент открытия (или закрытия) клапана относительно процесса работы двигателя. Ход определяет высоту открытия клапана, а продолжительность открытия отвечает на вопрос «Как долго клапан был открыт». Из-за различного поведения газов (воздушно-горючей смеси) в цилиндре до и после зажигания на разных оборотах двигателя, требуются различные настройки работы клапанов. Так оптимальное соотношение момента, хода и продолжительности клапана на низких оборотах, выльются в недостаточный объём рабочей смеси на высоких оборотах, что сильно уменьшит выходную мощность. И наоборот, оптимальные настройки для высоких оборотов приведут к неустойчивой работе на холостом ходу. В идеале двигатель должен уметь изменять эти установки в широких пределах, подстраиваясь под ситуацию.

На практике спроектировать и создать такой двигатель достаточно трудоёмко и нерентабельно. Предпринимались попытки использования соленоидов вместо обычных подпружиненных кулачков, но такие схемы не дошли до массового производства по причине дороговизны и сложности в исполнении.

VTEC — это попытка компромисса между производительностью двигателя на высоких оборотах и его стабильностью на низких.

Кроме того, в Японии существуют налоги на объём двигателя, заставляя производителей выпускать высокопроизводительные двигатели с относительно маленьким рабочим объёмом. В спортивных машинах как Toyota Supra и Nissan 300ZX мощность достигается турбонаддувом, Mazda RX-7 и RX-8 используют высокооборотистый роторный двигатель. VTEC — это ещё один подход к созданию мощного, малообъёмного двигателя.

SOHC VTEC

С ростом популярности и рыночного успеха, Honda выпустила упрощенную версию VTEC — SOHC VTEC. Поскольку в SOHC двигателях используется один, общий распредвал для впускных и выпускных клапанов, VTEC работает только на впускных клапанах. Причина лежит в свечах зажигания, которые расположены между двумя выпускными клапанами, делая невозможным размещение нескольких профилей кулачков.

SOHC VTEC-E

Следующая версия SOHC VTEC, VTEC-E была разработана не для повышения производительности на высоких оборотах, а для повышения экономии топлива на низких. Для этого, на низких оборотах открывался только один впускной клапан, впуская обедненную смесь и тем самым экономя топливо. При высоких оборотах, давление масла подключало второй клапан и повышало мощность.

3-stage SOHC VTEC

Также, Honda представила на некоторых рынках 3-stage SOHC VTEC. Эта система является комбинацией SOHC VTEC и SOHC VTEC-E. На низких оборотах работает только один клапан, на средних оба клапана, а на высоких в действие вступают высокопроизводительные кулачки. Таким образом экономичность и мощность повышены по сравнению с предыдущими версиями.

i-VTEC

i-VTEC (i значит интеллектуальный (англ. intelligent)) представил непрерывно изменяемые фазы газораспределения на распредвале впускных клапанов в системе DOHC VTEC. Технология впервые применялась на хондовских четырёхцилиндровых двигателях К серии в 2001 году (в 2002 в США). Подъём и продолжительность открытия клапанов по-прежнему управлялся разными профилями кулачков, но впускной распредвал получил способность регулировать угол опережения от 25 до 50 градусов (в зависимости от двигателя). Фазы управляются компьютером, используя давление масла и изменяемой передачи распредвала. Регулирование фаз зависит от оборотов и нагрузки двигателя и могут варьироваться от отсутствия опережения на холостом ходу до максимального опережения под полным газом и низкими оборотами. Как следствие, увеличивается момент на низких и средних оборотах.

Для моторов К серии существуют две разновидности i-VTEC. Первая создана для мощных моторов, таких как в RSX Type-S, TSX, Odyssey Absolute, а вторая для экономичных моторов, таких как в CR-V, Odyssey или Accord. Оба мотора можно легко различить по выдаваемой мощности: производительные системы выдают около 206 л.с., а экономичные моторы не превышают 173 л.с.

3 полезных совета для изменения фаз газораспределения

Категория: Полезная информация.

Благодаря правильно подобранной фазе ГРМ обеспечивается эффективная мощность двигателя, а также крутящий момент. 

В статье:

Механизм газораспределения в теории 

Суть работы — синхронное и параллельное вращение обоих валов, открывающих и закрывающих клапаны цилиндров.

Газораспределительный механизм состоит из:

  • распределительного вала — за счет вращения вызывает открытие/закрытие клапанов;
  • толкателей и коромысла;
  • клапанов и штанги;
  • привода — осуществляет движение распредвала.

Классификация

ГРМ:

  • по расположению: верхнее и нижнее;
  • по количеству распределительных валов: одиночный и двойной распредвалы;
  • по количеству клапанов: 2-5;
  • по типу привода распредвала: цепной, шестеренчатый и ременной.

 Влияние на двигатель 

Возможность менять фазы ГРМ отсутствует на многих моторах из-за низкой эффективности КПД, однако применение этой функции отличается в зависимости от режима работы мотора.

Узкие фазы — позднее открытие и раннее закрытие. Подходят для работы двигателя в холостую. Так исключается вероятность заброса выхлопных газов в клапан и выброса горючего в трубу.

Широкие фазы — раннее открытие и позднее закрытие. Соответствуют максимальной мощности мотора. Так обеспечивается высокий крутящий момент за счет активной циркуляции газа по цилиндрам.

 Регулирование фаз газораспределения 

Существует 3 способа подстроить ГРМ под разную работу двигателя:

  • Фазовращатель — способен проворачивать распредвал на определенный угол, благодаря электронике и гидравлике.
  • Регулирование подъема педалью газа — избавляет от заслонки и перенаправляет управление на ГРМ.
  • Замена механического привода на электромагнитый — за счет электроники контролируется время открытия/закрытия клапанов и работа цилиндров. Так обычный 4-тактный двигатель можно превратить в 6-тактный.

Фазы газораспределения лучше регулируются при прогреве двигателя: минимальная нагрузка и мощность, однако максимальный выброс газов.

Изменение фаз ГРМ решает 2 основные задачи:

  • тщательное смешение топлива и воздуха за счет позднего открытия впускного клапана;
  • снижение температуры сжимаемого воздуха и уровня NO2 за счет позднего закрытия впускного клапана.

Модернизация процесса регулирования фаз ГРМ на дизельных двигателях приведет к улучшению мощности и экономичности.

Запчасти для дизеля найдёте в нашем каталоге

Посмотреть запчасти в наличии

Метки: Эксплуатация дизеля, Дизель

Сдвиг по фазе. Часть III

Начало в № 3,5/2018

В заключительной части статьи рассмотрены конструктивные и функциональные особенности управляемых систем газораспределения двигателей Honda последнего поколения.

Следующим шагом в развитии регулируемых газораспределительных механизмов автомобильных двигателей Honda стало создание системы i-VTEC. Впервые она появилась в 2001 году и применялась на двигателях с двумя распределительными валами, которые приводились во вращение малошумящей пластинчатой цепью Морзе. Фигурирующая в названии системы буква «i» означает intelligent, т.е. «умный». «Умная» система управления газообменом объединила в себе преимущества работающих ступенчато VTEC-механизмов с возможностью плавного изменения фаз газораспределения впускных клапанов. Первоначально система i-VTEC представляла собой комбинацию двух устройств: одного из вариантов VTEC и механизма плавного регулирования фаз VTC (Valve Timing Control), работающих согласованно по командам электронного блока управления двигателем (ЭБУ).

Плавное регулирование фаз газораспределения достигается поворотом впускного распредвала относительно приводящей его во вращение шестерни, или так называемой звездочки. При этом изменяется момент открытия и закрытия впускных клапанов, что дает возможность управлять величиной перекрытия. Стоит подчеркнуть, что система VTC не оказывает воздействия на время открытого состояния клапанов и высоту их подъема. Эти задачи решаются с помощью механизма VTEC.

Исполнительный механизм VTC – актюатор – гидравлическое устройство, состоящее из корпуса и размещенного внутри него четырехлепесткового ротора. Корпус жестко связан с приводной звездочкой, ротор – с впускным распредвалом. Между профилированными поверхностями корпуса и ротора есть свободные пространства. Расположенные на роторе и корпусе подпружиненные пластины разделяют их на полости, в которые подается масло из системы смазки двигателя. При равенстве давлений в полостях взаимное положение звездочки и впускного распредвала остается неизменным. При нарушении равенства распредвал будет поворачиваться относительно зубчатой звездочки в ту или иную сторону, чем достигается опережение или запаздывание срабатывания впускных клапанов. В пусковом режиме, когда давления масла еще нет, распредвал находится в крайнем положении, соответствующем самому позднему открытию и закрытию клапанов (минимальное перекрытие), и фиксируется в нем подпружиненным штифтом. После запуска двигателя под действием давления масла штифт разблокирует механизм, и он начинает действовать по командам ЭБУ. Внутри ГБЦ, на торцах обоих распредвалов, установлены датчики углового положения, по сигналам которых блок управления определяет взаимное положение впускного и выпускного распредвалов. В зависимости от режима работы двигателя ЭБУ вырабатывает команды для электромагнитного клапана, регулирующего давление масла в полостях актюатора. Поворотом впускного распредвала удается изменять фазы работы впускных клапанов в диапазоне до 50° угла поворота коленвала.

Рассмотрим более подробно, на каких режимах и как изменяется положение впускного распредвала.

1. Режим низких оборотов и малых мощностей.

Распредвал смещается в сторону запаздывания. Перекрытие клапанов уменьшается, снижается выброс отработавших газов во впускной коллектор. Этим достигается устойчивая работа двигателя на низких оборотах и бедных смесях.

2. Режим средних оборотов и умеренных мощностей.

Распредвал смещается в сторону опережения. За счет внутренней рециркуляции отработавших газов в период перекрытия клапанов уменьшаются насосные потери. Вследствие раннего закрытия впускных клапанов снижается обратный выброс топливовоздушной смеси во впускной коллектор, что приводит к увеличению наполнения цилиндров и крутящего момента на валу двигателя.

3. Режим высоких оборотов и больших мощностей.

Угол поворота впускного распредвала регулируется исходя из условия обеспечения максимального наполнения цилиндров при текущей частоте вращения двигателя.

В системах i-VTEC для двухвальных двигателей совместно с устройством VTC могут применяться разные варианты VTEC-механизмов. В экономичных версиях моторов это, как правило, VTEC-E (работают один или два впускных клапана, фазы выпускных клапанов не регулируются). В этом случае мощность 2-литрового мотора обычно составляет 150–160 л. с. В мощностных моторах применяется DOHC VTEC (регулируются фазы и впускных, и выпускных клапанов), что позволяет снимать с 2-литрового атмосферного мотора около 200 л. с., укладываясь при этом в самые строгие экологические нормы. Мощностной потенциал такой системы достаточно велик. Если снять экологическую «уздечку» и повысить обороты, то, не меняя «железа», только программными средствами можно довести мощность двигателя до 230–240 л. с.

Со временем аббревиатура i-VTEC прижилась и приобрела более широкий смысл. Наименование i-VTEC получили «умные» системы газораспределения последнего поколения, несмотря на то что они принципиально отличаются от первоначального варианта по конструкции, алгоритму работы и назначению. Так, в 2006 году на «сивиках» 8-го поколения появился двигатель объемом 1,8 л с новым вариантом системы i-VTEC, обеспечивающим топливную экономичность и уменьшение выбросов вредных веществ в атмосферу. Двигатель оснащен ГРМ с одним распредвалом (SOHC) и четырьмя клапанами на цилиндр. Механизм газораспределения работает в двух режимах, которые можно условно назвать нормальным и экономичным. В нормальном режиме фазы газораспределения таковы, что достигается компромисс между мощностью, формой кривой крутящего момента и экономичностью. В экономичном режиме увеличивается продолжительность фазы впуска. Для этого один из впускных клапанов закрывается на 63° позже, чем в нормальном режиме. Что при этом происходит?

Обычно впускные клапаны закрываются вскоре после того, как поршень проходит НМТ и начинает движение вверх. Это позволяет избежать выброса уже поступившей в цилиндр смеси во впускной коллектор. Именно для этого в рассмотренном выше двухвальном двигателе с системой i-VTEC в диапазоне средних оборотов и умеренных мощностей впускной распредвал доворачивают в сторону опережения. В новой системе все перевернуто с ног на голову – в то время как один впускной клапан закрывается, второй остается открытым еще в течение 63° угла поворота коленвала. Все это время поршень движется вверх, вытесняя часть топливовоздушной смеси через открытый клапан из цилиндра обратно во впуск. Казалось бы, абсурд, но, оказывается, в этом кроется глубокий смысл.

Во-первых, выброс части смеси в фазе сжатия эквивалентен уменьшению степени сжатия, что способствует снижению насосных потерь в двигателе и, как следствие, повышению топливной экономичности. Во-вторых, вытесненная топливовоздушная смесь вновь попадает в цилиндр в следующей фазе впуска, но уже трижды пройдя через зазор между тарелкой клапана и его седлом. При этом топливо и воздух лучше перемешиваются, да и времени на испарение топлива в этом случае больше. Это позволяет двигателю устойчиво, без пропусков воспламенения работать на бедных смесях.

Механизм переключения клапанов новой i-VTEC устроен идентично традиционным VTEC-системам. Для управления парой впускных клапанов используются три кулачка и три коромысла. В нормальном режиме клапаны приводятся в действие от крайних кулачков. При активировании системы i-VTEC один из клапанов переключается на работу от среднего кулачка, профиль которого обеспечивает запаздывание его закрытия. Для этого одно из крайних коромысел жестко соединяется со средним при помощи блокирующих штифтов, которые перемещаются под действием давления масла. Для перехода в экономичный режим нужно подать давление масла в один масляный канал вала коромысел, для возврата в нормальный режим – в другой канал. При отсутствии давления масла штифты под действием пружин перемещаются в положение, соответствующее нормальному режиму.

Экономичный режим включается тогда, когда можно экономить, а именно:

– в диапазоне оборотов двигателя от 1000 до 3500 мин‑1;

– на прогретом до 60 °C двигателе и при скорости автомобиля свыше 10 км/ч;

– при движении на передачах выше 3-й для МКПП и выше 2-й – для АКПП;

– когда дроссельная заслонка открыта на угол менее 22° (свидетельство того, что водитель не намерен увеличить крутящий момент двигателя).

Во всех остальных режимах работы двигателя фазы газораспределения будут нормальными.

Поскольку экономичный режим работы двигателя отличается от нормального меньшим наполнением цилиндров, для него характерны более низкие значения крутящего момента. Если не предпринять никаких мер, то при переходе с экономичного на нормальный режим и обратно автомобиль будет испытывать резкое ускорение или замедление. Чтобы исключить это негативное явление, в двигателе применена система DBW, которая в момент смены режимов автоматически изменяет угол открытия электронно-управляемой дроссельной заслонки. По положению педали акселератора электроника рассчитывает крутящий момент на валу двигателя и определяет, как надо изменить угол поворота дросселя, чтобы после перехода на другой режим момент остался неизменным. При переходе на экономичную работу дроссельная заслонка приоткрывается, что также способствует снижению насосных потерь и еще большему уменьшению расхода топлива. При включении нормального режима дроссель прикрывается для сохранения прежнего наполнения цилиндров.

Ранее в автомобильных двигателях Honda для определения количества поступающего воздуха использовалась информация об абсолютном давлении во впускном коллекторе (MAP-сенсор), положении дроссельной заслонки, температуре воздуха и частоте вращения коленвала. В моторах с новой системой i-VTEC эти методы не обеспечивали достаточной точности из-за больших пульсаций давления, вызванных обратным выбросом смеси и резким изменением положения дросселя. Поэтому в дополнение к уже существующим датчикам был установлен термоанемометрический расходомер воздуха. Использование разных способов определения количества поступающего в двигатель воздуха позволило повысить точность дозирования топлива.

«Интеллигентные» системы регулируемого газораспределения применяются и на двигателях автомобилей Honda с гибридными силовыми агрегатами. Они несколько отличаются от обычных в силу особенностей работы гибридных силовых установок. Один из специфических режимов работы гибридных агрегатов – регенерация энергии при торможении автомобиля. В отличие от обычных автомобилей, кинетическая энергия которых при торможении преобразуется в тепло, выделяющееся в тормозных механизмах и зонах контакта шин с дорогой, и безвозвратно рассеивается в пространстве, «гибриды» обладают способностью частично преобразовывать ее в электроэнергию и накап­ливать в аккумуляторах. Запасенная энергия вновь используется при последующем ускорении автомобиля (потребляется электродвигателем), чем достигается весомая экономия топлива. В процессе торможения колеса «гибридомо-биля» через трансмиссию вращают коленчатый вал ДВС и ротор электрического агрегата, работающего в режиме генератора. Чем меньшее сопротивление вращению оказывает коленвал двигателя, тем больше электроэнергии сможет выработать генератор. По соображениям безопасности разрыв кинематической связи между двигателем и трансмиссией не желателен. В таком случае снизить потери энергии на вращение двигателя удается, отключив клапаны нескольких или даже всех цилиндров.

Первые серийные двигатели Honda, в которых был реализован описанный ранее способ снижения потерь энергии, оснащались одновальными ГРМ с двумя клапанами на цилиндр. Механизм регулирования не изменял фазы газораспределения, а лишь отключал клапаны трех цилиндров при торможении. При этом один цилиндр оставался в работе. С 2006 года на Civic Hybrid устанавливается 4-цилиндровый одновальный 8-клапанный двигатель с рабочим объемом 1,3 л и новой системой регулирования клапанов, которая также носит название i-VTEC. Для управления впускным и выпускным клапанами в каждом цилиндре используются пять коромысел. Два электромагнитных клапана переключают подачу масла, которое поступает по трем каналам, проходящим внутри вала коромысел.

Такая конструкция позволяет реализовать три режима работы клапанов. В первом (VTEC Low) фазы впускных клапанов оптимизированы для низких оборотов и нагрузок. Во втором режиме (VTEC High) впускные клапаны переключаются на широкие фазы и большую высоту подъема клапанов, увеличивая наполнение цилиндров на высоких частотах вращения. Третий режим (Cylinder Idle) включается при торможении. Впускные и выпускные клапаны всех четырех цилиндров выключаются, оставаясь в закрытом положении. Большая часть тормозного момента, передаваемого от колес через трансмиссию, направляется к ротору генератора, что увеличивает регенерацию электроэнергии. Отключение цилиндров ДВС также происходит в случае, когда автомобиль движется с небольшой скоростью, для поддержания которой достаточно мощности электродвигателя.

Более чем 20-летний опыт компании Honda в разработке, производстве и эксплуатации двигателей с изменяемыми фазами газорас­пределения позволяет создавать моторы с требуемыми характеристиками для самого разного применения. Практически все выпускаемые компанией автомобильные двигатели, за исключением моторов малых кубатур, оснащаются системами изменения фаз газораспределения. Встречаются и мотоциклетные двигатели Honda с системой VTEC. Новые лодочные моторы, мощностью от 90 до 225 л. с., имеют варианты комплектации с регулируемыми ГРМ. Системы регулируемого газообмена VTEC и i-VTEC помогают всем этим, таким разным по назначению и конструкции, моторам сочетать высокую удельную мощность, экономичность и экологическую чистоту с эксплуатационной надежностью и большим ресурсом.

  • Сергей Самохин
  • Евгений Тимофеев

Способы изменения фаз газораспределения | Тюнинг ателье VC-TUNING

Информационная статья в разделе TT.

Для того чтобы мотор был максимально надежен и экономичен, необходимо сделать так, чтобы условия его работы были оптимальны. Это значит, что следует обеспечить оптимальное газораспределение. Это механизм состоит их клапанов, приводного ремня, а также коленвала. Механизм газораспределения влияет на подачу смеси топлива и воздуха в цилиндры, а также на вывод отработанных газов. 

Точность работы газораспределения влияет на работу мотора в целом. Но точность работы достигается с трудом. Дело в том, что момент, когда клапаны открываются, постоянно изменяется. Периодичность открытия клапанов зависит от режима работы мотора. К примеру, при работе на низких оборотах лучше всего, если время открытия клапанов будет снижено. Таким образом, можно обеспечить полное сгорание топлива, следовательно, снизить расход топлива. При работе двигателя на высоких оборотах клапан должен быть открыт сильнее. 

Поэтому чтобы двигатель работал стабильно, приходится использовать средние показатели работы. Это напрямую влияет на снижение мощности, а также экономичности двигателя. Для того чтобы использовать весь потенциал мотора как можно полнее, используется технология изменения фаз газораспределения. Благодаря этому, удается регулировать степень открытия клапана в зависимости от того, в каком режиме работает двигатель. Таким образом, возникает ощущение, что в автомобиле одновременно работает несколько двигателей разной мощности, которые работают попеременно. 

Создание двигателей, которые оснащены системой изменения фаз газораспределения, первыми начала компания Alfa Romeo. Механизм работает при помощи электрического привода, управляемого шестерней, которая запускается под воздействием клапана впуска. Электрический привод обладает двумя фиксированными положениями, которые влияют на степень открытия клапанов. При этом электронный привод управляется процессорным блоком. 

Следовательно, при использовании технологии изменения фаз газораспределения удается достигнуть максимального крутящего момента и высокой мощности двигателя, особенно при высоких оборотах. Кроме того, благодаря этой технологии удается снизить выбросы выработанных газов, потребление топлива, а также сделать работу мотора более стабильной. 

Данная технология в наше время используется практически всеми мировыми производителями автомобилей, ведь с ее помощью повышается мощность и экономичность автомобилей различных типов.

Про двигатели LADA с изменением фаз газораспределения (VVT)

Про двигатели LADA с изменением фаз газораспределения (VVT)

На двигателе ВАЗ-21179 (1.8л, 16кл) АвтоВАЗ впервые начал использовать систему VVT (Variable Valve Timing), фазовращатель или «фазер». Она меняет положение начала открытия впускных клапанов в зависимости от частоты вращения и нагрузки двигателя. Что обеспечивает максимальное наполнение двигателя воздухом и позволяет более равномерно распределить крутящий момент в зависимости от оборотов.

Система приводится в действие давлением моторного масла из системы смазки двигателя, а управляет ей электронный блок управления двигателем (ЭБУ) с помощью электромагнитного клапана изменения фаз газораспределения (№1 на фото). Наличие такой системы позволяет ЭБУ оптимально смещать фазы газораспределения в зависимости от режимов работы двигателя. Исполнительный элемент системы — фазорегулятор с гидроуправлением, который установлен на шкиве распределительного вала впускных клапанов.

Масло в фазрегулятор поступает из системы смазки двигателя через клапан изменения фаз и полый распределительный вал. Подаваться оно может по одному из двух каналов, при этом по собственному каналу оно возвращается в масляный картер двигателя. В зависимости от направления движения масла через фазрегулятор, задается угол поворота распределительного вала относительно его шкива и происходит смещение фаз газораспределения. Поступление масла в фазрегулятор изменяется по командам электронного блока управления. В зависимости от режимов работы двигателя ЭБУ включает включает или выключает клапан, а запорный механизм клапана определенным образом соединяет масляные каналы системы изменения фаз.

Фазы газораспределения изменяются только за счет смещения момента открытия впускных клапанов. Клапан изменения фаз газораспределения установлен в головку блока цилиндров с правой стороны.

клапан изменения фаз газораспределения на двигателе h5Mклапан изменения фаз газораспределения на двигателе ВАЗ 21179

На двигателе ВАЗ-21179 клапан сверху закрывает декоративная накладка.

Напомним, до середины 2016 года двигатели Renault HR16DE/h5M с VVT устанавливались на Lada XRAY. Сейчас на этот кроссовер, а также Lada Vesta ставят ВАЗ-21179 (с VVT). Отзывы и характеристики о нем найдете в этой статье.

Изображение Артикул Наименование Производитель Цена Наличие В корзину
  DC1822-8200291355    Клапан рециркуляции картерных газов Renault 8200291355     Оригинал        6900 / 5500 р. Дисконт: 4900 р.        1    
  DC1644-140328698R    Прокладка впускного коллектора h5M оригинал 140328698R     Оригинал        700 / 600 р. Дисконт: 400 р.        4    
  DC380-ASAM-30376    Подушка опора радиатора нижняя 7700430992 / 215081131R ASAM-SA 30376 аналог     Аналог        150 / 100 р. Дисконт: 80 р.        2    
  DC919-226A41772R    Датчик кислорода лямбда зонд верхний Дастер, Веста и др. двиг. h5M 1.6 226A41772R / 226901841R / 226906393R     Оригинал        4500 / 4200 р. Дисконт: 3900 р.        2    
  DC1211-8200132254    Форсунка топливная для двигателя K4M оригинал 8200132254     Оригинал        2900 / 2200 р. Дисконт: 1900 р.        4    
  DC1321-161757436R    Прокладка дроссельной заслонки h5M / F4R оригинал 161757436R     Оригинал        1000 / 900 р. Дисконт: 700 р.        2    
  DC1738    Фильтр топливный бензонасоса сетка Рено Дастер, Каптур, Террано, Веста и др. 2.0 / 1.6 (Masuma)     Аналог        800 / 500 р. Дисконт: 350 р.        1    
  DC619-8200048024    Крышка расширительного бачка оригинал Рено 8200048024     Оригинал        700 / 500 р. Дисконт: 350 р.        2    
  DC1398-30777    Прокладка под кольцо бензонасоса ASAM 30777     ASAM        300 / 250 р. Дисконт: 200 р.        2    
  DC1322-224332428R    Катушка зажигания 1,6 h5m оригинал 224332428R     Оригинал        7200 / 6500 р. Дисконт: 6500 р.        5    
  DC981-FCR210114    Бензонасос электрический FRANCECAR FCR210114     Аналог        1500 / 1200 р. Дисконт: 1100 р.        1    
  DC1643-140323253R    Прокладка впускного коллектора h5M оригинал 140323253R     Оригинал        3100 / 2600 р. Дисконт: 2600 р.        1    
  DC1682-6001549070    Абсорбер топливных паров оригинал 6001549070     Оригинал        4000 / 3200 р. Дисконт: 2800 р.        1    
  DC1663-21120370501015    Катушка зажигания ВАЗ 1.6/1.8 21129/21179 оригинал 21120370501015     Оригинал        2900 / 2000 р. Дисконт: 2000 р.        1    
  LRT-002 / 6001548140    Бачок омывателя неоригинал, АНАЛОГ 6001548140     LOGEM        1000 / 900 р. Дисконт: 500 р.        1    
  DC382-ASAM-30494    Бачок расширительный ASAM-SA 30494 (7701470460)     Аналог        1000 / 700 р. Дисконт: 600 р.        1    
  DC955-150100565R    Насос масляный для F4R оригинал 150100565R     Оригинал        7500 / 6900 р. Дисконт: 6600 р.        1    
  DC1314-135101KT0A    Сальник коленвала передний h5M оригинал 135101KT0A     Оригинал        900 / 700 р. Дисконт: 550 р.        2    
  DC1320-161191KA1B    Дроссельная заслонка h5M оригинал 161191KA1B     Оригинал        35000 / 29900 р. Дисконт: 28300 р.        1    
  DC1664-21179113201000    Форсунка топливная ВАЗ 1.8л 21179 оригинал 21179113201000     Оригинал        1800 / 1500 р. Дисконт: 1300 р.        4    
  DC2457-8200291355    Клапан рециркуляции картерных газов — аналог 8200291355     Аналог        4000 / 2400 р. Дисконт: 1900 р.        >10    
  6001548140    Бачок омывателя Рено 6001548140 оригинал     Оригинал        2000 / 1700 р. Дисконт: 1500 р.        1    
  DC957-8200665520    Стартер K4M 1.6 оригинал 8200665520     Оригинал        13000 / 11500 р. Дисконт: 10500 р.        1    
  DC1302-166008992R    Форсунка топливная для двигателя h5M оригинал 166008992R     Оригинал        3500 / 2600 р. Дисконт: 2400 р.        4    
  DC1315-122791HC0A    Сальник коленвала задний h5M оригинал 122791HC0A     Оригинал        2000 / 1700 р. Дисконт: 1400 р.        1    
  DC1889    Подушка опора радиатора верхняя 215060007R аналог     Аналог        340 / 250 р. Дисконт: 200 р.        1    
  DC1836    Уплотнительное кольцо форсунки нижнее тонкое Веста, Ларгус, Икс-рей, Гранта, Калина 21127-1139045R (1шт.)     Оригинал        25 / 15 р. Дисконт: 10 р.        4    
  DC1837    Втулка клапанной крышки Веста, Гранта, 2108 (1шт.)     Оригинал        25 / 15 р. Дисконт: 10 р.        4    
  DC1838    Уплотнительное кольцо форсунки верхнее толстое Веста, Ларгус, Икс-рей, Гранта, Калина (1шт.)     Оригинал        25 / 15 р. Дисконт: 10 р.        4    
  DC1839    Кольца на форсунки Веста, Ларгус, Икс-рей, Гранта, Калина (комплект 8шт.) Rosteco     Аналог        340 / 250 р. Дисконт: 200 р.        1    
  DC1878-21080130704204    Прокладка помпы Ларгус, Веста, Икс-Рей, ВАЗ-2108-2112 21080130704204     Оригинал        50 / 30 р. Дисконт: 20 р.        1    
  DC1740    Фильтр топливный бензонасоса погружной Рено Дастер, Каптур, Террано, Веста и др. 2.0 / 1.6 (LYNX)     Аналог        2100 / 1800 р. Дисконт: 1500 р.        0    
  DC1766    Ремкомплект прокладок дроссельной заслонки K4M/F4R (большая+малая) Балаково ПТП64     Аналог        300 / 200 р. Дисконт: 150 р.        0    
  DC1746    Мембрана клапана рециркуляции картерных газов Рено Дастер, Каптур, Террано и др. (мембрана КВКГ F4R 2.0)     Аналог        2200 / 1900 р. Дисконт: 1600 р.        0    
  DC1200-BK64105/30598    Кольцо бензонасоса с прокладкой     Аналог        1000 / 700 р. Дисконт: 500 р.        0    
  DC522-233009370R    Стартер для двигателя F4R оригинал арт. 233009370R     Оригинал        14000 / 10600 р. Дисконт: 9900 р.        0    
  DC918-226A44171R    Датчик кислорода нижний лямбда зонд h5M 1.6 Лямбда-зонд Рено 226A44171R     Оригинал        32000 / 6500 р. Дисконт: 5300 р.        0    
  DC1002-B208A03276    Форсунка топливная для двигателя K4M DEKO B208A03276 (аналог 8200132254)     Аналог        2000 / 1500 р. Дисконт: 1300 р.        0    

что это, как это работает

Фазы газораспределения в двигателях автомобилей и другой техники обеспечивают своевременную подачу топливной смеси в цилиндры и удаление продуктов сгорания. За это отвечает отдельный механизм, который постоянно совершенствуется, чтобы обеспечить максимальную эффективность работы мотора. Любые нарушения в системе приводят к негативным последствиям – от перерасхода топлива и падения мощности до выхода агрегата из строя.

Что такое фазы распределения?

Фаза газораспределения – это момент, который начинается при открывании впускного либо выпускного клапана и заканчивается при его закрытии. При это важно, чтобы поршень находился в правильном положении.

Автомобили еще пару десятилетий назад не имели системы, позволяющей корректировать фазы газораспределения. Поэтому мотор работал с низкой эффективностью. На разных режимах использовались одни и те же настройки. Основное внимание уделялось кулачкам на распредвале – менялся размер и форма, так как именно от их профиля во многом зависела продолжительность и своевременность фаз.

Со временем инженеры стали искать решение, которое бы позволило менять настройки прямо в процессе работы двигателя. Именно тогда и появились первые двигатели с регулируемыми фазами.

К сведению!

Первый мотор с регулируемыми фазами газораспределения разработали и запустили в массовое производство инженеры итальянской компании «Альфа Ромео». Только через несколько лет и у других ведущих автомобильных производителей появились подобные версии двигателей.

Для чего необходима система изменения фаз?

Данное дополнение делает двигатель на порядок сложнее. Со временем неизбежно возникают неисправности, что пугает многих автомобилистов. На самом деле двигатели с изменяемыми фазами намного лучше по целому ряду причин:

  1. Ресурс двигателя увеличивается. За счет того, что топливо подается правильно, при сгорании не образуется слишком сильного взрыва, повреждающего поверхность цилиндра и поршня. Все агрегаты работают на порядок мягче, что позволяет служить им дольше.
  2. Отдача мотора улучшается во всем диапазоне оборотов. Благодаря настройкам фаз газораспределения двигатели объемом 1,6 л и даже меньше выдают свыше 100 лошадиных сил, что раньше было невозможно.
  3. Машина намного лучше работает на холодную. За счет настройки положения клапанов мотор даже при отрицательной температуре подбирает оптимальный режим и нагревается за минимальное время.

Система доказала свою эффективность, поэтому используется на большинстве современных автомобилей. Причем реализуют ее разными способами. Есть три основных варианта.

Как влияют фазы на работу двигателя?

Если силовой агрегат может подстраиваться под разные режимы за счет системы изменения фаз газораспределения, то это существенно повышает его характеристики и положительно влияет на работу во всем диапазоне оборотов. Инженеры разработали системы, которые имеют ряд характерных особенностей:

  1. Работа двигателя внутреннего сгорания на холостом ходу существенно улучшается. В режиме прогрева подается больше топливной смеси, что помогает намного быстрее достичь рабочей температуры. После чего система настраивается на сокращение расхода топлива и стабилизацию оборотов. Раньше при прогреве использовались варианты с регулируемой заслонкой или ручным управлением (подсос), теперь все стало намного проще и эффективнее.
  2. Расход топлива существенно снижается. Это достигается за счет того, что двигатели с изменяемыми фазами подстраиваются под режим работы и обеспечивают идеальное время открывания и закрывания клапанов как на холостом ходу, так и на максимальных оборотах. До этого часть топлива неизбежно уходила в выхлопную трубу, так как не успевала сгорать.
  3. Увеличение мощности. За счет того, что система ГРМ подстраивается под обороты с помощью механизма изменения угла распредвала, топливо всегда подается в нужный момент, а выхлопные газы удаляются без остатка. Смесь полностью сгорает, что позволяет обеспечить максимальную отдачу. Это особенно хорошо заметно при резком нажатии на педаль – двигатели с изменяемыми фазами на порядок приемистее стандартных и при одинаковом объеме разгоняются намного быстрее.
  4. Обеспечивается оптимальный крутящий момент во всем диапазоне оборотов. Двигатель выдает максимально возможные показатели во время езды, что обеспечивает хорошую динамику и комфортное вождение. Стандартные моторы достигают оптимального крутящего момента только на определенных оборотах.
  5. Система изменения работы клапанов обеспечивает рециркуляцию выхлопных газов, так как какое-то время оба клапана открыты одновременно. За счет этого существенно уменьшается выброс вредных веществ в атмосферу.

Это только часть позитивных моментов, которые обеспечиваются за счет усовершенствования системы ГРМ. Очень важно следить за рабочим состоянием всех элементов, например, если клапан изменения фаз выйдет из строя, то положение распредвала меняться не будет.

К сведению!

Чтобы наглядно убедиться в эффективности усовершенствованных двигателей, лучше всего проехать на одной и той же модели с разными вариантами силовых агрегатов.

Изменяемые фазы газораспределения

Разберем основные варианты, используемые в современном автомобилестроении. Каждый из них доказал свою эффективность и проверен на сотнях тысяч машин. Какой из вариантов выбирать – непринципиально: при правильной эксплуатации ресурс примерно одинаков.

За счет поворота распредвала

Этот вариант используют ведущие автопроизводители – Тойота, Фольксваген, Дженерал Моторс, Вольво, Хонда, Киа и Рено. Первыми массово эксплуатируемыми авто в стране можно назвать БМВ с легендарной системой ВАНОС, в которой регулировалось положение распределительного вала. Особенности работы:

  1. На распредвале расположена гидравлическая муфта, которая при необходимости меняет угол узла, тем самым изменяя фазы газораспределения. Если распредвалов два, то и муфты может быть две.
  2. Узел расположен внутри корпуса ГБЦ. Управление муфтами реализовано за счет давления масла, поэтому в них есть масляные каналы. Регулировка происходит за счет электрогидравлических датчиков изменения фаз газораспределения или электромагнитных клапанов.
  3. Муфта изменения угла представляет собой ротор, который зафиксирован на распредвале и корпус, который одновременно служит шкивом ГРМ. Внутри узла есть масляные каналы и камеры. В них подается масло, за счет чего ротор меняет свое положение по отношению к корпусу. Это и обеспечивает корректировку вала.
  4. Управляет системой ЭБУ, на который подается вся необходимая информация о работе двигателя: данные с датчиков Холла, скорость вращения коленвала, температура и расход воздуха, температура антифриза. Анализируя показатели, ЭБУ корректирует распредвал так, чтобы обеспечить эффективную работу двигателя.

Этот вариант достаточно надежен. Проблемы чаще всего возникают с муфтами, которые со временем начинают работать некорректно или просто блокируются в одном положении и не регулируются. Чаще всего в таких ситуациях требуется замена вышедшего из строя узла.

Изменение фаз за счет разной формы кулачков на распредвале

Подобные системы используют Хонда, Митсубиси, Тойота и Ауди. Этот вариант даже проще в устройстве, но при этом дает хороший эффект. Его основные особенности:

  1. Регулируется система впрыска, поэтому на каждый цилиндр приходится по два впускных клапана. При этом управление ими производится с помощью 3 коромысел и 3 кулачков на распределительном валу (крайние кулачки маленькие, средний большой).
  2. При малых оборотах двигателя задействованы только крайние коромысла и кулачки. Фазы газораспределения короткие, что обеспечивает экономное расходование топлива.
  3. При увеличении оборотов привод системы (гидравлический блокирующий узел) блокирует все коромысла и работа производится за счет большого кулачка, так как он намного выше. За счет этого фазы газораспределения удлиняются и обеспечивается большая мощность.

В усовершенствованном варианте на распределительном валу три кулачка разной высоты. На малых оборотах открывается только один клапан. В среднем диапазоне задействуется уже два клапана, а при больших нагрузках работает средний кулачок самого большого размера.

Система регулировки за счет изменения высоты подъема клапанов

Была разработана в начале нулевых годов инженерами БМВ, потом ее стали использовать такие марки, как Пежо, Фиат, Тойота и Ниссан. Многие специалисты считают этот вариант самым совершенным, так как из конструкции можно исключить дроссельную заслонку, что улучшает регулировку подачи топливной смеси. Особенности:

  1. Состоит из сервопривода с червячным валом и возвратной пружиной, впускного и выпускного распредвала, червячной шестерни, эксцентрикового вала и элементов впуска и выпуска.
  2. Системой управляет ЭБУ, собирающий информацию с многочисленных датчиков, установленных на двигателе и в выпускном тракте. После обработки данных он передает сигнал на сервопривод, который через червячный вал воздействует на эксцентриковый вал. Далее через промежуточный рычаг и коромысло выставляется высота подъема впускных клапанов, что и обеспечивает правильную подачу топлива.

Этот вариант при всей своей сложности имеет большое преимущество: возможность регулировать фазы газораспределения максимально точно во всем диапазоне оборотов.

Использование двигателя с регулировкой фаз газораспределения позволит экономить топливо и наслаждаться отличной динамикой при езде. Лучше отдавать предпочтение именно таким вариантам.

Проверка привода с регулируемой фазой клапана

Дэмиен Коулман

Менеджер по продукту / Специалист по EBI

Иногда транспортное средство страдает от проблем с управляемостью и кодов неисправностей, связанных с фазами газораспределения. Такие состояния может быть трудно диагностировать без правильного оборудования.

Целью системы изменения фаз газораспределения (VVT) является повышение объемного КПД двигателя и ограничение количества выхлопных газов, производимых автомобилем.Изменяя время открытия и закрытия клапанов, вы можете оптимизировать работу двигателя.

С помощью теста исполнительного механизма техник может активировать электромагнитный клапан изменения фаз газораспределения и наблюдать изменение звукового сигнала двигателя и/или изменение частоты вращения двигателя.

Для демонстрации рассмотрим пример.

Эта конкретная Toyota Auris (Corolla) с двигателем 1NR-FE имеет регулируемые фазы газораспределения как на впускном, так и на выпускном распределительных валах. Для целей этой статьи был активирован соленоид управления фазами газораспределения выпускных клапанов.Во время функционального теста техническому специалисту предоставляются данные. См. изображение 1 ниже:

Изображение 1

Во время срабатывания электромагнитного клапана видно, что скорость двигателя упала до 587 оборотов в минуту (об/мин), система электронного управления дроссельной заслонкой увеличила скорость двигателя, чтобы предотвратить остановку, поэтому скорость двигателя увеличилась до 812 об/мин, прежде чем стабилизироваться на уровне 737. об/мин после завершения проверки исполнительного механизма.

Присмотритесь повнимательнее

С помощью осциллографа техник может увидеть фактическое изменение положения распределительного вала относительно коленчатого вала и распредвала, который не был приведен в действие.

На изображении 2 представлена ​​кривая, показывающая кривую на холостом ходу с 0% срабатыванием соленоида выпускных клапанов. В таблице ниже показан сигнал, отображаемый на каждом канале:

Номер канала Цвет канала Сигнал
1 Желтый Катушка зажигания цилиндра 1 управления
2 Зеленый Положение выпускного распредвала
3 Синий Положение коленчатого вала
4 Красный Положение впускного распредвала

Трассировка катушки зажигания используется в качестве триггера для захвата формы сигнала и определения положения цилиндра.Когда двигатель прогрет до рабочей температуры и двигатель работает на холостом ходу, угол опережения зажигания будет составлять примерно от 6 до 8° угла поворота коленчатого вала до верхней мертвой точки.

Изображение 2

Фоническое колесо для определения частоты вращения и положения коленчатого вала имеет 34 зубца, два из которых отсутствуют, чтобы указать положение коленчатого вала относительно верхней мертвой точки (ВМТ).

На изображении 3 ниже показана та же кривая во время проверки исполнительного механизма.

Изображение 3

Распределительный вал может замедляться в диапазоне от 10 до 30° угла поворота коленчатого вала.

    

Нормальный холостой ход, во время проверки привода

Осциллограмму можно использовать для проверки работы всей схемы изменения фаз газораспределения не только электрически, но также механически и гидравлически.

Это ключ к проверке динамического газораспределения двигателя.

Проверка давления в цилиндрах

Датчик давления может использоваться для анализа условий в цилиндрах при работающем двигателе. Этот тест можно использовать для проверки фаз газораспределения, а также для выявления проблем с уплотнением цилиндров.На изображении 4 показана ожидаемая форма сигнала при работе двигателя на холостом ходу.

В таблице ниже показан сигнал, отображаемый на каждом канале:

Номер канала Цвет канала Сигнал
1 Желтый Давление в цилиндре
2 Зеленый Датчик положения коленчатого вала
3 Синий Датчик положения коленчатого вала
4 Красный Электромагнитный клапан изменения фаз газораспределения

Изображение 4

На графике выше видно, что электромагнитный клапан с регулируемой синхронизацией клапана имеет низкий рабочий цикл, приблизительно 10 % срабатывания.Следует отметить, что электромагнитный клапан имеет постоянное заземление и управляется на положительной стороне.

Осциллограмма ниже, изображение 5, показывает изменение положения распределительного вала, когда на соленоид системы изменения фаз газораспределения подается постоянный ток.

Изображение 5

Таким образом, перемещение соответствует примерно 30° поворота коленчатого вала. Обратите внимание, что во время этого теста двигатель может заглохнуть.

 

Регулировка фаз газораспределения становится реальностью

Изменение фаз газораспределения — не новая идея.Идея увеличения крутящего момента двигателя на низких и высоких оборотах за счет автоматического опережения и замедления существует уже довольно давно.

В 1960-х годах вы могли получить шестерню с регулируемым распределением фаз газораспределения с торсионной пружиной, которая замедляла фазы газораспределения в ответ на увеличение крутящего момента, необходимого для поворота кулачкового вала на более высоких оборотах двигателя. Теоретически вы могли бы пользоваться преимуществами крутящего момента на низких оборотах и ​​лошадиных сил на высоких оборотах, но на практике это, похоже, не работало из-за зависимости от крутящего момента.

В настоящее время историческое обсуждение различных инженерных подходов к изменению фаз газораспределения могло бы заполнить целую энциклопедию. Но компьютеризированные системы управления двигателем сделали изменение фаз газораспределения практически реальностью для большинства автомобилей.

Я оставлю более уникальные конструкции VVT на страницах истории, а электронные фазы газораспределения — на страницах будущего. А пока давайте рассмотрим основы того, как VVT влияет на производительность двигателя, как он может выйти из строя, а затем дадим несколько советов по устранению неполадок подозрительных систем VVT.

Клапан и распределительный вал
Изменяемая синхронизация «клапана», которую большинство из нас видит в наших магазинах, на самом деле является изменяемой синхронизацией «распределительного вала», которая улучшает крутящий момент на низких и высоких скоростях за счет опережения или замедления фазы газораспределения на одном верхнем распределительном валу ( SOHC) приложений двигателя.

Напротив, некоторые приложения с двойным верхним распределительным валом (DOHC) выполняют те же функции, отдельно опережая или замедляя впускной и выпускной распределительные валы.

Полностью регулируемая фаза газораспределения может быть достигнута только при использовании управляемых компьютером соленоидов для точного управления событиями открытия и закрытия впускного и выпускного клапанов.Хотя различные комбинации событий фаз газораспределения теоретически бесконечны в системе с электронным управлением, ее применение ограничено из-за проблем стоимости и, в некоторых случаях, надежности.

Теоретически….
Эффективная фаза газораспределения сильно зависит от скорости всасываемого воздуха, проходящего через впускные отверстия двигателя, и скорости выхлопных газов, выходящих из выпускных отверстий двигателя.

Когда всасываемый воздух движется медленно при более низких оборотах двигателя, впускной клапан должен закрываться раньше, чтобы поршень не проталкивал всасываемый воздух обратно во впускное отверстие и коллектор.

Но когда скорость всасываемого воздуха увеличивается с увеличением оборотов двигателя, впускной клапан должен закрываться позже, чтобы помочь наполнить цилиндр большим количеством воздуха. Теоретически большинство конструкций VVT начинают изменять синхронизацию впускных клапанов, когда скорость впускного воздуха начинает резко увеличиваться при 2500–3500 об/мин. Конечно, фактическая стратегия работы PCM во многом зависит от конструкции двигателя и ограничений скорости двигателя.

Хотя синхронизация выпускных клапанов не так критична для работы двигателя, как синхронизация впускных клапанов, теоретически она может быть увеличена для двигателей с двумя верхними распредвалами для увеличения перекрытия фаз газораспределения при более высоких оборотах двигателя и замедлена для уменьшения перекрытия клапанов при более низких оборотах двигателя.

Перекрытие фаз газораспределения желательно при более высоких оборотах двигателя. Одновременное удерживание впускного и выпускного клапанов открытыми, когда двигатель переходит от такта выпуска к такту впуска, позволяет двигателю использовать небольшое отрицательное давление, создаваемое выхлопными газами, выходящими из выпускного отверстия, чтобы помочь втянуть всасываемый заряд в цилиндр.

Но при более низких оборотах двигателя и скорости газа большое перекрытие клапанов приводит к скачкообразным холостым оборотам из-за того, что выхлопные газы возвращаются во впускной коллектор, а также снижает компрессию двигателя при работе.Имейте также в виду, что изменение фаз газораспределения выпускных клапанов может создать эффект «EGR», который помогает уменьшить выбросы оксида азота (NO) в некоторых случаях.

Конструкция кулачков распределительного вала
Кстати, полезно понять основы конструкции кулачков распределительного вала. Чтобы предотвратить чрезмерную нагрузку на клапанный механизм, кулачок кулачка должен быть рассчитан на постепенное ускорение массы подъемника, толкателя, коромысла и клапана. Конструкция верхнего распределительного вала снижает нагрузку на клапанный механизм за счет замены этих компонентов простым толкателем кулачка.

К сожалению, для механических распределительных валов изменения зазоров клапанов вызывают небольшие изменения фаз газораспределения. Поскольку распределительные валы с гидравлической регулировкой не требуют зазора, фазы газораспределения остаются очень постоянными.
В любом случае кулачок кулачка должен быть рассчитан на постепенное замедление клапанного механизма, чтобы предотвратить отскок клапанов от седла клапана при пиковых оборотах двигателя. В то время как лепестки распределительного вала могут быть отшлифованы для увеличения потока воздуха за счет увеличения подъема клапана, увеличенный подъем клапана увеличивает нагрузку на клапанный механизм, а также вероятность взаимодействия поршня с клапаном.

Phasers Ready
Изменение фаз газораспределения на ранних двигателях с одним верхним распределительным валом (SOHC) было достигнуто за счет использования «фазера» распределительного вала, состоящего из подпружиненного гидравлического поршня, прижимающего коническую ведущую шестерню к аналогичной конической ведущей шестерне, установленной на распределительный вал.

Точная синхронизация распределительного вала может быть достигнута с помощью модуля управления силовым агрегатом (PCM), который подает давление масла на поршень путем подачи импульсов на клапан управления маслом. Поскольку поршень имеет отверстие для стравливания давления масла, синхронизацию кулачка можно изменить, увеличив ширину импульса, подаваемого на клапан управления подачей масла.

Если электроника выходит из строя, возвратная пружина фазера толкает поршень в исходное положение синхронизации. PCM также будет контролировать положение распределительного вала, сравнивая относительные положения датчика положения распределительного вала (CMP) и датчика положения коленчатого вала (CKP). Если эти положения не соответствуют запрограммированным данным, PCM должен установить код неисправности серии P0010 или серии P0340.

Некоторые конструкции VVT также включают отдельный датчик фаз газораспределения (VTS) для обеспечения более точной обратной связи по фазам газораспределения с PCM.В то время как в большинстве современных конструкций VVT используются более компактные фазовращатели лопастного типа для регулировки фаз газораспределения, они по-прежнему используют то же базовое расположение датчиков и механизмов контроля давления масла, чтобы обеспечить компьютерное управление.

Неисправности VVT
Как вы могли уже догадаться, диагностика VVT очень специфична для приложения, поскольку она зависит не только от того, является ли двигатель рядным или V-образным блоком, или конфигурацией SOHC или DOHC, но также и от конфигурация фазовращателя и системной электроники.

Кроме того, существуют буквально десятки «глобальных» кодов неисправностей серий P0010 и P0340, не говоря уже о кодах серии P1000, специфичных для производителя, которые могут быть сохранены из-за проблемы с синхронизацией клапанов.
Но, применяя базовые принципы работы, можно диагностировать большинство отказов VVT независимо от конфигурации.

Очевидно, что большинство отказов VVT приводят к потере крутящего момента двигателя на низких или высоких оборотах и ​​влияют на вакуум во впускном коллекторе. Когда распределительный вал не реагирует на положения, заданные PCM, PCM должен сохранить связанный с распределительным валом код ошибки серии P0340.На двигателях с V-образным расположением цилиндров ошибка синхронизации распредвала на одном ряду также может привести к появлению кодов пропусков зажигания серии P0300 для всех цилиндров на этом ряду.

Кроме того, помните, что фазы газораспределения и перекрытие клапанов влияют на компрессию в цилиндре. При отказе одного ряда на двигателе с V-образным блоком компрессия при проворачивании коленчатого вала должна различаться, как и числа корректировки подачи топлива между рядами.

Кроме того, имейте в виду, что с повторным введением стальных цепей привода ГРМ одиночная ослабленная цепь или изношенный натяжитель или направляющая цепи на одном ряду могут замедлить синхронизацию кулачка и, возможно, повлиять на характеристики холодного пуска и ходовые качества.

Вязкость моторного масла, а также пропускная способность масляного фильтра могут определенно повлиять на способность фазовращателя фаз управления фазами газораспределения, а также на срок службы масла.

Во многих случаях масло, не допущенное к оригинальному оборудованию, в сочетании с масляным фильтром малой емкости может вызвать образование шлама или лакокрасочного покрытия, в результате чего фазовращатели кулачков застревают в переднем или замедленном положении.

Это также может привести к забиванию шламом или загрязнению металлической стружкой масляных каналов в головке блока цилиндров, масляном регулирующем клапане и фазовращателях.Даже при использовании оригинальных масел или масел, одобренных оригинальными производителями, имейте в виду, что моторное масло необходимо менять через рекомендуемые интервалы времени.

И последнее, но не менее важное: многие опытные специалисты по диагностике регулярно собирают в лабораторных условиях образцы заведомо исправных сигналов датчиков CMP и CKP для будущего сравнения с сигналами, полученными аналогичной моделью с подозрением на проблемы с фазами газораспределения.

 

РЕГУЛИРУЕМАЯ ФУНКЦИЯ КЛАПАНА


Главная, Библиотека по ремонту автомобилей, автозапчасти, аксессуары, инструменты, руководства и книги, автомобильный БЛОГ, ссылки, указатель


Ларри Карли, авторское право AA1Car, 2019.com

Система изменения фаз газораспределения (VVT) — это технология, которая используется во многих последних моделях двигателей для улучшения топливной экономичности, плавности холостого хода, снижения выбросов и производительности. Изменяемая фаза газораспределения позволяет изменять фазы газораспределения в зависимости от оборотов двигателя, в отличие от стандартных приводов с фиксированным кулачком, которые никогда не меняются. Фаза газораспределения определяет, когда открываются впускные и выпускные клапаны, как долго они остаются открытыми и когда закрываются. В свою очередь, это влияет на впускной и выпускной потоки, вакуум во впускном коллекторе, рабочее сжатие, объемный КПД, приемистость и мощность и крутящий момент, которые двигатель развивает при любых заданных оборотах.

Традиционно фазы газораспределения всегда были фиксированными. После установки совмещением установочных меток на ведущих звездочках или шестернях распределительного вала и коленчатого вала фазы газораспределения не меняются, если не растягивается цепь привода ГРМ или ремень не перескакивает через метку или не рвется. Проблема с фиксированным временем заключается в том, что это всегда заканчивается компромиссом.

Настройки фаз газораспределения, обеспечивающие наилучшие холостые обороты, разрежение на впуске и крутящий момент на низких оборотах, не являются теми же настройками, которые обеспечивают наилучшую мощность в среднем диапазоне или на высоких оборотах.Опережение фаз газораспределения улучшает качество холостого хода и крутящий момент на низких оборотах, в то время как запаздывание фаз газораспределения повышает максимальную мощность. В идеале фазы газораспределения должны изменяться в зависимости от частоты вращения двигателя и нагрузки, как и синхронизация зажигания. Но со стандартным кулачковым приводом (ремнем, цепью или шестернями) это невозможно. Следовательно, фазы газораспределения обычно устанавливаются в пользу повседневной езды (крутящий момент от низкого до среднего).

Фазы газораспределения можно опережать или отставать на несколько градусов в любом направлении путем смещения ведущей шестерни на распределительном валу с помощью смещенного штифта, смещенной шпоночной канавки или синхронизирующей шестерни со смещенными монтажными отверстиями.Создатели высокопроизводительных двигателей часто «настраивают» фазы газораспределения таким образом, чтобы сместить диапазон мощности двигателя вверх или вниз по шкале оборотов.

Многие распределительные валы вторичного рынка шлифованы с 4-градусным опережением фазы газораспределения для лучшего крутящего момента в диапазоне низких и средних значений. Если такой кулачок входит в двигатель с высокими оборотами, запаздывание кулачка на 4–8 градусов может улучшить характеристики на высоких оборотах, но за счет меньшего крутящего момента на низких оборотах.

Изменяемая фаза газораспределения позволяет обойти ограничения фиксированной фазы газораспределения.VVT позволяет изменять фазы газораспределения в зависимости от частоты вращения двигателя и нагрузки. Это обеспечивает гораздо более широкий диапазон мощности и лучшую общую производительность. Фаза газораспределения может быть увеличена на низких оборотах для улучшения качества холостого хода, отклика дроссельной заслонки и крутящего момента на низких оборотах, а также задержана на более высоких оборотах двигателя для увеличения пиковой мощности.

КАК работает система изменения фаз газораспределения

В настоящее время используется множество различных систем VVT. В наиболее распространенном типе используется привод распределительного вала или «фазер», установленный на ведущей шестерне кулачка, и соленоид клапана управления потоком масла, который направляет давление масла на фазовращатель кулачка.

Большинство систем VVT не активны на холостом ходу и вступают в действие только при более высоких оборотах двигателя или когда двигатель находится под нагрузкой. В остальное время VVT просто в пути.


Фазеры винтовой шестерни изменяют положение распределительного вала, когда давление масла
воздействует на поршень в зубчатом механизме.

Первые серийные системы VVT появились еще в 1990 году на паре импортных автомобилей (Nissan 300ZX V6 и Mercedes SL 3.0L six & 5.0л V8). Эти ранние приложения VVT были на двигателях с двумя верхними распредвалами (DOHC) и только увеличивали синхронизацию впускных распределительных валов. Фазеры кулачков имели только два рабочих положения («включено» или «выключено») и могли опережать синхронизацию впускных клапанов примерно на 20 градусов выше определенного числа оборотов в минуту. Опережение синхронизации впускного распределительного вала по сравнению с выпускным кулачком позволило двигателям развивать более высокие обороты.

В большинстве простых фазовращателей VVT первого поколения используется подпружиненный винтовой зубчатый механизм для изменения относительного положения кулачка.Когда PCM активирует клапан управления потоком масла, давление масла направляется на поршень внутри фазовращателя. Поршень перемещает косозубую шестерню, которая слегка поворачивает кулачок, изменяя фазы газораспределения. Когда клапан управления потоком масла закрывается, давление масла внутри фазовращателя сбрасывается, а натяжение пружины возвращает кулачок в исходное базовое положение синхронизации.


Круглая пружина в фазовращателе с косозубой шестерней возвращает кулачок
обратно в исходное базовое положение синхронизации при сбросе давления масла.

Для сравнения, большинство фазовращателей VVT на новых двигателях работают немного по-другому. Вместо винтовой шестерни и поршня для изменения положения кулачка многие используют кулачковый фазер роторного типа с лопастями или лопастной ротор внутри корпуса фазера.

Давление масла направляется в полости на одной или обеих сторонах лопастей или лопастей ротора, толкая ротор в ту или иную сторону. Вращение ротора внутри кулачкового фазовращателя опережает или задерживает распределительный вал и фазы газораспределения.


Ротор внутри этого кулачкового фазовращателя с лопастями движется, когда давление масла прикладывается к любой стороне лопастей ротора.

В тех случаях, когда фазовращатель только опережает или задерживает фазы газораспределения, имеется внутренний установочный штифт, который вставляется в отверстие, чтобы зафиксировать фазовращатель в положении, когда давление масла не подается. Когда подается давление масла, оно выталкивает установочный штифт из его заблокированного положения, позволяя фазеру вращаться.

Фейзеры лопастного типа реагируют быстрее, чем фазовращатели с косозубыми шестернями, и обычно изменяют синхронизацию кулачка/клапана на 20-30 градусов в любом направлении. Клапан управления потоком масла также управляется рабочим циклом (широтно-импульсная модуляция).Это позволяет PCM выполнять плавную или непрерывную пошаговую регулировку фаз газораспределения вместо только полного опережения или полного замедления. Это означает, что фазы газораспределения больше не являются компромиссом, а могут быть изменены в соответствии с частотой вращения двигателя и нагрузкой.

В некоторых новейших системах VVT полностью отсутствует гидравлика. Они используют электродвигатель внутри фазера для опережения или замедления фаз газораспределения. Электронные фазеры очень быстро реагируют на изменение условий работы и не зависят от давления масла.Так что со временем мы, вероятно, увидим более широкое использование систем VVT с электронным фазовращателем.

Различные типы систем изменения фаз газораспределения

Различные автопроизводители используют разные стратегии изменения фаз газораспределения для различных целей. Например, в некоторых старых автомобилях Ford и General Motors VVT используется только на выпускном кулачке двигателей DOHC для замедления времени выпуска. Это создает эффект рециркуляции отработавших газов, чтобы уменьшить выбросы оксидов азота (NOx), когда двигатель находится под большой нагрузкой.Это также позволяет исключить клапан EGR на многих двигателях.

На многих новых двигателях DOHC VVT используется как на впускных, так и на выпускных распредвалах. Это позволяет компьютеру независимо изменять фазы газораспределения впускных и выпускных клапанов для еще большей производительности, экономии топлива и выбросов.



Многие двигатели имеют фазовращатели VVT на впускном и выпускном кулачках для управления каждым кулачком отдельно.

Некоторые автопроизводители также комбинируют регулируемые фазы газораспределения с регулируемым подъемом клапанов.Это изменяет не только фазы газораспределения, но и то, насколько (и как долго) открываются клапаны. Одной из первых таких систем, которая сделала это, была электронная система управления фаз газораспределения и подъема (VTEC) Honda, представленная в 1991 году на Acura NSX. Эта же система позже была добавлена ​​к широкому спектру моделей Honda и Acura. Вместо использования гидравлического фазовращателя для поворота положения впускного кулачка система Honda VTEC добавила дополнительный лепесток кулачка и коромысло для каждой пары клапанов. Выше определенного числа оборотов давление масла направлялось на дополнительные коромысла.Это подняло рычаги, чтобы они зафиксировались на других коромыслах и вошли в зацепление с кулачками 3 rd «производительность» на распределительном валу, чтобы увеличить подъем клапана и продолжительность.

В последних моделях двигателей BMW с непосредственным впрыском бензина система BMW Valvetronic использует электронный фазовращатель для приведения в действие ряда промежуточных коромыслов, когда желательны изменения фаз газораспределения и подъема. Это позволяет PCM управлять скоростью двигателя и холостым ходом, используя только фазы газораспределения и впрыск топлива, устраняя необходимость в дроссельной заслонке.Избавление от дроссельной заслонки позволяет двигателю свободно дышать на холостом ходу, как дизелю, с минимальными насосными потерями. Результатом является 10-процентная экономия топлива и снижение выбросов.

На последних моделях двигателей Corvette LT1 с толкателем стандартная шестерня кулачкового привода была заменена лопастным гидравлическим фазовращателем для обеспечения VVT. Это позволяет PCM опережать или задерживать фазы газораспределения по мере необходимости для повышения производительности.

В новых Dodge Viper используется специальный «концентрический» распределительный вал внутри распределительного вала, позволяющий изменять фазы газораспределения, подъем и продолжительность.Концентрический кулачок имеет твердый внутренний сердечник и узел внешней трубы. Имеется два набора лепестков, один набор прикреплен к внешней трубе, а второй набор прикреплен к внутреннему валу через прорези во внешней трубе. Фазер на конце кулачка поворачивает положение внутреннего вала относительно внешней трубы для изменения фаз газораспределения, подъема и перекрытия.

Проблемы с регулировкой фаз газораспределения

Как бы ни был хорош VVT, он также подвержен некоторым проблемам. В системах VVT, использующих давление масла для приведения в действие фазовращателя, проблемы с качеством масла, вязкостью и загрязнением могут повлиять на работу фазовращателя.Если фазер не получает достаточного давления масла, или масло имеет неправильную вязкость (слишком густое или слишком жидкое), или масло грязное, это может помешать надлежащей работе фазера. Это, в свою очередь, может отрицательно сказаться на производительности двигателя, экономии топлива и выбросах. Такие неисправности часто включают индикатор Check Engine и устанавливают код неисправности, связанный с VVT.

Общие коды неисправностей OBD II включают в себя:

P0010….A Цепь привода положения распределительного вала, ряд 1

P0011….A Синхронизация положения распределительного вала слишком опережает или ошибка системы, ряд 1

P0012….A Запаздывание синхронизации положения распределительного вала, ряд 1

P0013….B Цепь привода положения распределительного вала, ряд 1

P0014….B Превышение опережения синхронизации положения распределительного вала или ошибка системы, ряд 1

P0015…. B Запаздывание синхронизации положения распределительного вала, ряд 1

P0020….A Цепь привода положения распределительного вала, ряд 2

P0021….A Превышение опережения времени положения распределительного вала или ошибка системы, ряд 2

P0022….A Положение распределительного вала Тайминг OverRetarded Bank 2

P0023….B Цепь привода положения распределительного вала, ряд 2

P0024….B Превышение опережения синхронизации положения распределительного вала или системная ошибка, ряд 2

P0025….B Слишком запоздалая синхронизация положения распределительного вала, ряд 2

Любой из этих кодов может быть результатом неисправности фазовращателя кулачка, клапана управления потоком масла или неисправности проводки.

Фазеры кулачков могут выйти из строя по разным причинам. Грязь или мусор могут закупорить масляные отверстия или впускной экран, который питает фазер, препятствуя попаданию давления масла в устройство.При использовании фазовращателей с косозубыми шестернями грязь или мусор могут заклинить шестерни или вызвать их заедание. Физическое повреждение шестерен или чрезмерный износ также могут помешать нормальной работе фейзера.

На фазовращателях с косозубыми шестернями и возвратными пружинами сломанная пружина не позволит кулачку вернуться в нейтральное или базовое положение после того, как он был перемещен вперед или назад.

Негерметичный гидравлический поршень или утечка в корпусе фазовращателя также могут препятствовать изменению положения кулачка при приложении давления масла.

На лопастных фазовращателях с внутренним стопорным штифтом износ штифта или его установочного отверстия может вызвать шум. Штифт также может срезаться, что не позволит фазеру зафиксироваться в нейтральном положении. Стук или постукивание, которые слышны только на холостом ходу и в основном при горячем двигателе, но исчезают при более высоких оборотах, обычно указывают на изношенный фазовращатель, который необходимо заменить.

Фазер VVT также может не изменить фазы газораспределения, если клапан управления потоком масла, который его питает, заедает, загрязнен грязью или шламом или не работает.

Диагностика системы изменения фаз газораспределения

Прежде чем делать какие-либо выводы относительно системы изменения фаз газораспределения, если двигатель работает неровно на холостом ходу или не развивает нормальную мощность на высоких оборотах, следует также рассмотреть другие возможные причины, такие как большая утечка вакуума (впускной коллектор). , вакуумные шланги или клапан рециркуляции отработавших газов), сильное нагарообразование на впускных клапанах (распространенная проблема с непосредственным впрыском бензина), грязные топливные форсунки, низкое давление топлива, пропуски зажигания, ограничение выхлопа, потеря компрессии (прогоревшие/погнутые клапаны или негерметичные прокладка ГБЦ) или проблема с турбиной.

Первое, что вы должны проверить, если подозреваете, что проблема с VVT, это масло. Уровень масла низкий? Это может привести к падению давления масла, что может повлиять на работу системы VVT. Правильно ли обслуживалось масло? Грязное масло, полное шлама, не годится для фазовращателей VVT или регулирующих клапанов.

При замене масла в двигателе VVT используйте высококачественное масло и вязкость, рекомендованную производителем автомобиля. Для большинства автомобилей последних моделей это будет 5W-30 или 5W-20.Многие европейские автомобили требуют еще более жидких масел, таких как 0W-20 или 0W-40.

Проблемы с давлением масла, очевидно, повлияют на работу системы VVT. Основные причины могут включать изношенный масляный насос в двигателе с большим пробегом или изношенные коренные подшипники или кулачковые подшипники. Используйте манометр для проверки давления масла, если подозреваете низкое давление масла.

Cam Phaser Проблемы с потоком масла и управлением

Забитый, застрявший или неработающий клапан управления потоком масла также может препятствовать нормальному функционированию системы VVT.С двухпозиционными соленоидами вы можете проверить непрерывность и / или сопротивление соленоида с помощью DVOM на предмет коротких замыканий или разрывов. Вы также должны проверить напряжение питания и заземление в жгуте проводов, чтобы определить, проходит ли командный сигнал PCM.

Другой альтернативой является подача питания на соленоид на холостом ходу, чтобы увидеть, изменяются ли качество работы двигателя на холостом ходу, обороты и разрежение на впуске (они должны). Отсутствие изменений указывает на неисправность соленоида или отсутствие потока масла через регулирующий клапан к фазеру.

Или можно снять соленоид управления потоком масла (двигатель выключен) и подать напряжение.Если соленоид не двигается, блок неисправен и нуждается в замене.


Если клапан управления потоком масла VVT неисправен, заедает или забит мусором, он может препятствовать попаданию давления масла на фазовращатель.

При использовании соленоидов с широтно-импульсной модуляцией (и двухпозиционных соленоидов) наблюдайте за состоянием соленоида VVT с помощью сканера. Он должен быть выключен на холостом ходу и включаться при более высоких оборотах. Если клапан имеет широтно-импульсную модуляцию, изменяются ли показания в зависимости от частоты вращения двигателя?

Если ваш сканер является двунаправленным и программное обеспечение позволяет вам подавать питание на соленоид управления потоком масла или изменять его рабочий цикл во время работы двигателя, это еще одна проверка, которую вы можете сделать, чтобы увидеть, реагируют ли фазовращатели кулачков.

Другие неисправности, которые могут повлиять на работу системы VVT, включают проблемы с сигналами датчиков положения распределительного вала или коленчатого вала, неисправный датчик MAP (который определяет нагрузку на двигатель) или даже проблему в самом PCM.

Если вы подозреваете, что датчик неисправен, следуйте рекомендованным производителями диагностическим процедурам.


Замена фазовращателя кулачка

Если фазовращатель забит шламом или отложениями лака, его можно разобрать и очистить. Однако, если какая-либо из внутренних частей изношена или сломана, вы должны заменить фазер как единое целое, потому что запасные части для восстановления фазера еще не доступны у поставщиков послепродажного обслуживания или у автопроизводителей.Новые фазовращатели доступны в большинстве магазинов автозапчастей. Цены варьируются от 100 до почти 300 долларов и не включают в себя цепь или ремень ГРМ или комплект натяжителя цепи (их необходимо приобретать отдельно).

Процедуры замены могут варьироваться от относительно простых до крупных мероприятий. Доступ к фазовращателям может быть затруднен на двигателях, где впускные коллекторы, генераторы или другие компоненты должны быть сняты, прежде чем вы сможете потянуть крышку распредвала или клапанную крышку, чтобы добраться до фазовращателя(ей).

На многих двигателях DOHC и SOHC цепь привода ГРМ необходимо удерживать или фиксировать в этом положении при снятии фазовращателя, чтобы цепь не проскальзывала во времени и не отрывалась от звездочки коленчатого вала.Для фиксации цепи могут потребоваться специальные инструменты.

Другая проблема заключается в правильной установке нового фазовращателя. Перед заменой фазовращателя может потребоваться повернуть коленчатый вал в определенное положение. Также неплохо пометить цепь ГРМ, чтобы новый фазер можно было установить в то же положение. Вы должны убедиться, что сам фазер находится в правильном положении базовой синхронизации, прежде чем он будет закреплен болтами на кулачке.

Всегда сверяйтесь с процедурами разборки и установки производителя автомобиля, чтобы избежать неожиданностей или ошибок.

Советы по обслуживанию системы изменения фаз газораспределения

В 3-клапанных двигателях Ford объемом 4,6 л и 5,4 л V8 с большим пробегом «стук» фазовращателя является распространенной проблемой. Ford TSB 06-19-8 подробно освещает этот вопрос. В некоторых случаях проблема связана не с износом фазовращателей, а с низким давлением масла из-за износа кулачковых подшипников в головках цилиндров. Для устранения проблемы может потребоваться замена или повторная обработка головок. Альтернативным решением является установка масляного насоса большого объема для увеличения подачи масла к фазовращателям.Другой вариант — «заблокировать» фазеры на их базовых настройках синхронизации, установив специальные заглушки, которые предотвращают движение лопастей. Однако это снижает преимущества VVT и требует перепрограммирования PCM.


Синяя заглушка на этой фотографии была установлена ​​внутри кулачкового фазовращателя, чтобы зафиксировать его в статическом положении.

Всегда проверяйте наличие новых или обновленных Бюллетеней технического обслуживания (TSB) производителя при устранении неполадок с VVT. Для устранения проблемы может быть доступна обновленная часть или перепрошивка PCM.

Если двигатель VVT имеет проблемы с фазовращателем из-за масляного шлама и плохого обслуживания, промойте картер для удаления загрязнений, затем замените масло и фильтр. Это может устранить необходимость замены фазера.

Нажмите здесь, чтобы просмотреть или скачать эту статью как файл PDF







Двигатель, который не прокручивается и не запускается

Диагностика шума двигателя

Поиск и устранение неисправностей низкого давления масла

Диагностика масляного насоса

Масляные насосы: сердце двигателя

Распределительные валы

Ремни ГРМ: ваш двигатель и помехи?

Обновление цепей и ремней ГРМ

Замена цепи ГРМ (Mazda & Ford 3.0L DOHC V6)

Предупреждение о гарантии на ремень ГРМ

Обслуживание ремня ГРМ GM

Ремни и цепи ГРМ Ford

Ремни ГРМ Toyota и Honda

Нажмите здесь, чтобы увидеть больше автомобильных технических статей


9000 большая вещь?

Иногда новая технология врывается на мотоциклетную сцену, сметая все на своем пути и становясь фактором, четко выделяющим мотоциклы, появившиеся до или после этого водораздела.Например, контроль тяги, несколько режимов езды, TFT-дисплеи. Все это вещи, которых не было видно несколько лет назад, но которые быстро становятся стандартной платой за проезд.

Другим технологиям требуется немного больше времени, чтобы достичь переломного момента. Тормоза с АБС ни в коем случае не новы — BMW предлагает эту технологию с восьмидесятых годов — но только сейчас, с помощью совершенствования технологий и законодательства, которые заставят их устанавливать на новые мотоциклы с 2017 года, они становятся повсеместными.

Система изменения фаз газораспределения (VVT) прочно относится ко второму лагерю.

Как технология, она существует уже несколько десятилетий, но, хотя автопроизводители уже давно используют ее, производители мотоциклов избегают ее. Но так же, как они были вынуждены взяться за ABS, ужесточение правил выбросов скоро заставит компании снова взглянуть на VVT.

Но ни на минуту не думайте, что это плохо; правильно применяемая система изменения фаз газораспределения на будущих мотоциклетных двигателях обещает существенное улучшение, включая их производительность и экономичность, а также обеспечение более чистых выхлопов.

Так в чем же дело?

Двигатель внутреннего сгорания — это длинная череда компромиссов. Во многом это связано с тем, что мы требуем от них большой гибкости. В один момент мы ожидаем, что они легко заведутся и перейдут на плавный холостой ход, а в следующий момент мы призываем тот же мотор разогнаться до 13 000 об/мин и выкачать такое количество мощности, что вытянет руки.

Более того, мы все ожидаем, что переход от кротости к безумию произойдет плавно, без каких-либо заминок или икоты.И это еще до того, как мы начнем рассматривать выбросы или экономию.

Разработчики двигателей тянутся во всех направлениях, и как клиенты мы уйдем, как только они не оправдают наших высоких ожиданий.

Проблема в том, что каждая из этих целей требует различного набора атрибутов от самого движка. В частности, необходимо скомпрометировать фазы газораспределения.

Клапаны являются неотъемлемым элементом четырехтактного двигателя. Во время этих четырех ходов каждого поршня — всасывание, сжатие, удар, выдувание — для каждого клапана происходит несколько ключевых моментов.Проще говоря, впускные клапаны открываются во время такта впуска («всасывания»), когда поршень опускается и всасывает смесь воздуха и топлива в цилиндр. Они закрываются для такта сжатия («сжатие») и такта зажигания («взрыв»). Затем, для такта выпуска («выдув»), выпускные клапаны открываются, чтобы выпустить отработавшие газы и позволить всему циклу начаться снова.

Чтобы открываться и закрываться, клапаны открываются кулачками на одном или нескольких распределительных валах, которые вращаются со скоростью, равной половине скорости коленчатого вала, поскольку для совершения одного четырехтактного цикла двигателю требуется два полных оборота.

Просто, правда?

К сожалению, в то время как основы просты, детали становятся немного сложнее.

Проблема в том, что для лучшей работы двигателя клапаны не могут просто открываться и закрываться в момент начала соответствующего хода.

Вместо этого выпускные клапаны начинают частично открываться перед концом такта зажигания, прежде чем поршень достигнет нижней мертвой точки. Затем они остаются частично открытыми после окончания такта выпуска и до начала такта впуска.

Точно так же впускной клапан фактически начнет открываться до конца такта выпуска и не закроется до тех пор, пока не начнется такт сжатия.

Этому есть несколько причин, некоторые слишком сложны, чтобы вдаваться в них здесь, но среди них тот факт, что клапаны не открываются мгновенно — им требуется время, чтобы полностью открыться, — и что газы они входят и выходят из цилиндра и не реагируют мгновенно.

Разработчики двигателей часто говорят о движении этих газов с точки зрения волн давления.Если вы представите, что газы, проходящие через двигатель, ведут себя немного как вода, это будет легче представить. Когда клапаны открываются и закрываются, позволяя ему входить и выходить, и поршень движется, он плещется. Точно рассчитывайте клапаны, и эти волны помогут протолкнуть газ через них.

Проблема в том, что синхронизация, которая идеально работает при 13 000 об/мин, вероятно, не будет идеальной при 2000 об/мин, и наоборот.

В частности, абсолютно необходим период, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно.Так называемое перекрытие клапанов, когда впускной клапан начинает открываться до того, как выпускной клапан закрывается, помогает стимулировать всасывание газа в цилиндр. Волна выходящего отработавшего газа создает за собой область низкого давления, которая при открытом впускном клапане всасывает всасываемую смесь.

Проблема в том, что выбранная величина перекрытия клапанов имеет тенденцию работать только при определенной частоте вращения двигателя. На высоких оборотах много перекрытий — это хорошо; волны давления от выхлопа помогают всасывать больше свежего заряда в цилиндр.Работая идеально, он на самом деле помогает всасывать больше воздушно-топливной смеси, чем обычно помещается в цилиндр, поэтому он дает эффект наддува, который в основном приводит к производительности, для достижения которой вам обычно нужен цилиндр большего размера. Поскольку мы говорим о невероятных скоростях — при 15 000 об/мин каждый клапан открывается и закрывается 125 раз в секунду — несгоревшее топливо во впускном коллекторе не успевает выйти через выпускной клапан, даже при значительном перекрытии.

Но на малых оборотах такое же количество перекрытий приведет к ужасным выбросам; при 1200 об/мин на холостом ходу клапаны открываются только 10 раз в секунду, и если есть много перекрытий, это дает достаточно времени для того, чтобы несгоревшее топливо попало в выхлоп.На гоночном двигателе это не проблема, но дорожные двигатели должны соответствовать правилам выбросов, а выброс несгоревших углеводородов очень осуждается.

В своей простейшей форме именно здесь вступает в действие система изменения фаз газораспределения. Двигатели с возможностью изменения фаз газораспределения впускных клапанов или впускного и выпускного распределительных валов, вероятно, станут еще более распространенными в течение следующих нескольких лет.

Сузуки GSX-R1000

Хотя это ни в коем случае не первый мотоцикл с VVT, Suzuki GSX-R1000 2017 года — первый полноценный супербайк с регулируемой фазой газораспределения.У него также есть очень умная, чисто механическая система, которая устраняет как необходимость подключения к масляной системе двигателя, так и необходимость в электронных электромагнитных приводах.

Элегантное решение действительно обусловлено тем фактом, что эта система уже используется на фирменном мотоцикле GSX-RR MotoGP, а в MotoGP запрещены как гидравлические, так и электронные системы VVT. Это исключило все существующие системы и заставило Suzuki думать нестандартно, если они хотят получить сочетание мощного низового уровня и максимальной мощности, которое предлагает VVT.

Система GSX-RR и GSX-R1000 очень похожа на гидравлические фазовращатели, используемые Ducati и Kawasaki. Как и они, Suzuki использует кулачковую звездочку, состоящую из двух частей — одна половина несет саму звездочку и приводится в движение кулачковой цепью (см. выше и вверху страницы). Другой прочно прикручен к распределительному валу (впускной кулачок только для GSX-R1000, но нет никаких причин, по которым эту систему нельзя применить и к выпускному).

Вместо лепестков в заполненных маслом камерах две половины фазера Suzuki соединяются с помощью стальных шариков, вращающихся в радиальных канавках, выточенных в обеих половинах.Со стороны звездочки канавки расположены под небольшим углом, а на половине распределительного вала они направлены прямо от центра и становятся более мелкими к внешнему краю. Пружинная пластина прижимает сторону распределительного вала к стороне звездочки, и шарики зажаты между ними в канавках.

Давление пружины прижимает стальные шарики к более глубокой части канавок в центре при низких оборотах. По мере увеличения скорости двигателя центробежная сила стальных шариков выталкивает их наружу, и из-за углового совмещения канавок на звездочке эффект заключается в ускорении синхронизации кулачка.

Умная система означает, что изменение усилия пружины изменит скорость двигателя, при которой происходит фазирование кулачка. Конструкция также означает, что переключение с запаздывания на опережение фаз газораспределения должно быть плавным и постепенным по мере увеличения оборотов.

Suzuki, что неудивительно, сильно запатентовала дизайн.

Доказательство, конечно, будет в пудинге, но система VVT, похоже, хорошо работает на велосипеде GSX-RR GP, поэтому есть все основания полагать, что фазирование кулачков GSX-R будет столь же эффективным.

Что ждет нас в будущем?

В течение последних 12 месяцев никто не умолкал о новых стандартах выбросов Евро-4 и трудностях, с которыми сталкиваются производители при их соблюдении. Теперь они в силе, но у велосипедных фирм мало передышки, поскольку ограничения следующего поколения не за горами.

Ограничения

Euro5, которые будут введены в два этапа в 2020 и 2021 годах, еще труднее выполнить. Вероятно, впервые изменение фаз газораспределения станет вариантом, который фирмы должны будут рассмотреть, чтобы сохранить производительность на ожидаемом уровне при еще большем снижении выбросов.

Вполне вероятно, что многие мотоциклы получат установку с фазировкой распредвала, используемую Ducati и Kawasaki. Это проверенная технология, которую относительно легко добавить. Однако у него есть ограничения, когда дело доходит до экстремальных оборотов, поэтому он может не подойти для четырехцилиндровых супербайков.

Полностью механическая установка

Suzuki выглядит многообещающе, с проверенным опытом в гонках и возможностью дальнейших модификаций. Фирма уже запатентовала версии с электронным управлением для изменения режима переключения, а также версии, которые работают как с выпускным, так и с впускным распределительным валом.Интересно, что в одном наборе патентов показана система, установленная на V-образном двигателе, что, возможно, намекает на будущую серийную модель.

Но на данный момент каждый серийный байк с VVT лишь слегка поцарапал поверхность того, что возможно. Есть и другие идеи, которые продвигают технологию намного дальше.

Со стороны мотоцикла одна из них — 3D-камера Suzuki, которая снова демонстрирует элегантно простое решение. Он основан на идее наличия удлиненных кулачковых лепестков, которые различаются по профилю от одного конца к другому.На одном конце они почти круглые, с минимальным подъемом клапана и небольшим или нулевым перекрытием, но на другом конце тот же лепесток может иметь гоночный профиль с агрессивным подъемом и большим количеством перекрытий. Переход от одного к другому осуществляется за счет скольжения кулачков по распределительному валу. Suzuki продемонстрировала более одного концептуального двигателя с этой идеей, которую она разрабатывала более десяти лет.

В своей окончательной форме трехмерный лепесток кулачка позволяет устранить необходимость в отдельной дроссельной заслонке.Вместо этого для регулирования частоты вращения двигателя можно использовать только подъем клапана. Это предлагает потенциальные улучшения в производительности, выбросах и экономичности.

Это не новая идея, и в автомобильном мире уже много лет можно купить бездроссельные двигатели. BMW является ведущим представителем со своей системой Valvetronic. При этом используется система, которая изменяет точку опоры коромысла, так что, хотя профили кулачков фиксированы, можно изменить влияние, которое они оказывают на подъем клапана. Используемый вместе с фазовращателями гидравлических клапанов на обоих распределительных валах для изменения их синхронизации, в результате получается полностью регулируемая система клапанов, которую можно использовать без обычной дроссельной заслонки.

Раскрывая тайны изменения фаз газораспределения

Автомобили, которые сегодня прибывают в ваш сервисный отсек, имеют другую конфигурацию двигателя и рабочие характеристики и значительно отличаются от автомобилей, о которых мы заботились даже 10 лет назад. Я уверен, вы знаете, что в этой отрасли технологии меняются в мгновение ока. Проблемы, с которыми сталкиваются OEM-производители при соблюдении постоянно строгих стандартов CAFE, означают все более эффективные (а иногда и сложные) новые конструкции двигателей.

В этой статье мы расскажем о некоторых механических характеристиках работы двигателя с регулируемой фазой газораспределения (VVT), на что следует обращать внимание и как облегчить диагностику этих двигателей.

Время?
В двигателе время решает все. Все элементы (сжатие, зажигание, топливо) должны происходить в нужном количестве и в нужное время, чтобы двигатель работал хотя бы близко к правильному. Проблема в том, что на время этих событий влияет скорость двигателя.То, что правильно на холостом ходу, не будет работать на крейсерских скоростях. В течение многих лет момент воспламенения был единственным фактором, который инженеры могли изменить — сначала механически, а затем с помощью компьютера. Это идея «времени», на которой многие из нас выросли.

Компьютер был изящным дополнением к управлению двигателем. Это не только позволило инженерам более точно контролировать зажигание, но и открыло двери для контроля времени подачи топлива. Тем не менее, были успехи, которые нужно было сделать.

Чтобы действительно повысить эффективность двигателя, также необходимо изменить синхронизацию событий клапана.

Изменение фаз газораспределения — это процесс изменения времени подъема клапана, который используется для повышения производительности, экономии топлива и выбросов. В обычных конструкциях используется система изменения фаз газораспределения, которая регулирует синхронизацию распределительного вала в соответствии с синхронизацией коленчатого вала, которая опережает при более низких оборотах и ​​замедляется при более высоких оборотах, и эффективно изменяется, когда клапаны открываются и закрываются. Время регулируется маслом, поступающим в канал и в компонент, называемый приводом распределительного вала. Клапан, расположенный на блоке, управляет приводом.При увеличении оборотов двигателя увеличивается и давление масла. По мере увеличения давления масла масло попадает в привод распределительного вала и заставляет привод немного сместиться со своего положения. Когда это происходит, синхронизация распределительного вала изменяется.

Вот снимок топливных регулировок, сделанный сканером. Обратите внимание на разницу между банком 1 и банком 2 LTFT. Банк 1 LTFT показывает богатое состояние.

На этом снимке прицела ясно видно, что время сбилось. Канал 1 — датчик распредвала, канал 2 — датчик коленвала.

Вот шестерня распределительного вала на ряду 2. Установочные метки совмещены правильно.

Вот снимок экрана сканера с историей пропусков зажигания в нескольких цилиндрах. Вот почему PCM пометил код P0300.

Когда двигатель находится в ВМТ или верхней мертвой точке, это означает, что цилиндр № 1 находится в верхней точке такта сжатия, а впускной и выпускной клапаны находятся в закрытом положении.Это для всех двигателей внутреннего сгорания. Это также ваша отправная точка в диагностике.

Масло

является ключевым компонентом для правильной работы и долговечности системы VVT. Многие из этих конструкций управляются давлением масла. Использование неподходящего масла может привести к неисправности этих систем. Отсутствие технического обслуживания может привести к накоплению шлама в компонентах VVT (соленоиды и исполнительные механизмы), что помешает им выполнять свою работу. Неисправности, связанные с надлежащей смазкой и вязкостью, являются наиболее распространенными, с которыми вы столкнетесь.

Поиск и устранение неисправностей VVT — пример
При начале диагностики одного из этих двигателей важно определить, связана ли эта проблема с VVT с внутренней или внешней неисправностью. Я имею в виду, что при внутренней неисправности вы должны определить, заедает ли привод, не работают ли подъемники или какая-то другая механическая или даже электрическая неисправность вызывает проблему. При внешней неисправности у вас может быть зуб зуба ремня ГРМ из-за неправильной установки ремня, или ремень просто изношен.Возможно, шпонка распределительного или коленчатого вала ослаблена, изношена или сломана. Большинство современных двигателей сегодня устанавливают код или коды в модуле управления двигателем (ECM), которые укажут вам правильное направление. Подключите свой сканирующий инструмент и посмотрите на данные вашего двигателя, особенно данные о распределительном валу или идентификаторы параметров синхронизации (PID). Вы можете получить много знаний о том, что двигатель делает или не делает.

Давайте посмотрим на очень простой двигатель, у которого есть проблема с VVT — Saturn Vue 2007 года с 3.двигатель 5л. Единственным сохраненным кодом в этом двигателе был P0300 (обнаружены случайные пропуски зажигания). Этот двигатель имеет четыре клапана на цилиндр, но включает в себя использование пяти коромыслов. Он использует три впускных коромысла и два выпускных коромысла. Дополнительный впускной коромысло является частью системы управления впускным коромыслом. Система управления коромыслами впускных клапанов предназначена для изменения фаз газораспределения и подъема , в зависимости от частоты вращения двигателя, скорости автомобиля, нагрузки двигателя и других входных данных датчиков. Он работает, контролируя срабатывание коромысла впускного клапана.Система управления впускными коромыслами обеспечивает низкий крутящий момент и низкий расход топлива при работе в диапазоне низких оборотов двигателя, сохраняя при этом высокую выходную мощность при работе в диапазоне высоких оборотов двигателя. Двигатель имеет обычное четырехклапанное расположение цилиндров. При низких оборотах двигателя коромысла первичного и вторичного впускных клапанов работают с нормальным подъемом. На высоких оборотах двигателя первичный и вторичный впускные коромысла механически соединены со средним впускным коромыслом, что обеспечивает высокий подъем клапана.Синхронизирующие поршни соединяют и разъединяют три впускных коромысла. Гидравлическое давление или давление масла на синхронизирующий поршень перемещает синхронизирующий поршень наружу. Стопорный поршень и возвратная пружина перемещают синхронизирующий поршень назад или внутрь при снижении гидравлического давления. Изучение того, как работает система, имеет большое значение для постановки диагноза. Помните, что эта конкретная система не похожа на вашу обычную систему VVT. Нет никаких приводов распределительных валов или соленоидов, с которыми можно было бы бороться. Так как же код пропусков зажигания становится проблемой фаз газораспределения?

При подключенном сканирующем приборе и просмотре некоторых данных PID мы видим, что в истории есть пропуски зажигания в двигателе.Глядя на снимок экрана нашего сканера, мы видим, что во всех цилиндрах наблюдаются многочисленные пропуски зажигания. На этом двигателе цилиндры работают один, три и пять для первого и второго ряда; четыре и шесть для второго банка. Похоже, что цилиндр № 2 кажется самым большим виновником. Давайте пока не будем сосредотачиваться на конкретном цилиндре или цилиндрах для проблемы пропусков зажигания. Давайте посмотрим на некоторые другие данные, которые мы собрали. Я хочу отметить здесь, что этот автомобиль работает относительно хорошо, без каких-либо серьезных проблем с двигателем. Что бросилось в глаза, так это цифры долгосрочной топливной коррекции.Посмотрите на снимок экрана сканера, который был сделан здесь. Вы замечаете разницу между рядами цилиндров? В ряду цилиндров № 1 поправка на топливо составляет -14% по сравнению с рядом цилиндров № 2. Помните, что единственным кодом был P0300. Никаких кодов, связанных с воздухом/топливом, не сохраняется, так как коррекция подачи топлива недостаточно велика для установки этих кодов.

Давайте проанализируем, что у нас есть. У нас есть несколько пропусков зажигания в цилиндрах и неверные показания корректировки топлива от банка к банку. Конечно, мы могли бы получить дополнительные данные например, датчики кислорода или некоторые другие входные датчики, но давайте сначала посмотрим, что у нас есть.Датчик коленчатого вала (CKP) сообщает ECM, в каком положении находится коленчатый вал. Входной сигнал датчика положения распределительного вала (CMP) используется для обнаружения пропусков зажигания в двигателе. ECM также использует сигнал датчика CMP в качестве входных данных для изменения момента впрыска топлива и момента зажигания. Основываясь на том факте, что датчик распредвала отслеживает пропуски зажигания, и у нас есть несколько пропусков зажигания в цилиндрах, давайте посмотрим, что видит датчик распредвала.

Вот снимок экрана диагностического прибора с историей пропусков зажигания в нескольких цилиндрах.Вот почему PCM пометил код P0300.

Вот шестерня распределительного вала на ряду 1. Не совмещены установочные метки. Это отрицательное значение корректировки топливоподачи на банке 1.

Вот шестерня распределительного вала на ряду 1 после регулировки ремня ГРМ.

Для этого я подключил свой прицел и установил первый канал на сигнальную цепь датчика распредвала, расположенную на левом ряду цилиндров. Я настроил второй канал своего прицела на сигнальную цепь датчика положения коленчатого вала.После запуска автомобиля и правильной настройки прицела я сразу увидел, что синхронизация кулачка на этом двигателе была проблемой. Что хорошо в использовании лабораторного прицела, так это то, что мне даже не пришлось ничего разбирать, чтобы увидеть это! Снятие крышек ремня показало то, что зафиксировал прицел, и заставил меня ожидать — ремень ГРМ вышел из строя.

Соленоид привода распредвала на Шевроле Круз 2013

Это привод распределительного вала, который вышел из строя.Обратите внимание на пружину, которая разошлась. Недостаток давления масла является причиной этой неисправности. Это не наш Chevrolet Cruze, но основные характеристики те же.

Другой пример
На нашем следующем автомобиле давайте посмотрим на систему VVT на гораздо более новом автомобиле с большим количеством используемых деталей. Этот конкретный автомобиль — Chevrolet Cruze 2013 года выпуска с двигателем 1,4 л. Этот автомобиль имеет четыре распределительных вала, которые управляются системой VVT. Он пришел с P0010 (цепь управления электромагнитным клапаном привода положения впускного распредвала).Этот конкретный двигатель имеет датчик CKP, датчик CMP, соленоид привода впускного распредвала и соленоид привода выпускного распредвала. Эти распределительные валы приводятся в движение цепью ГРМ, а не ремнем ГРМ. На двигателях VVT происходит перекрытие фаз газораспределения или клапанов. Перекрытие клапанов — это период в течение фазы газораспределения, когда впускной и выпускной клапаны открыты. Ближе к концу такта выпуска впускные клапаны открываются непосредственно перед выпуском всех выхлопных газов, что дает больше времени для поступления всасываемого воздуха в двигатель.На этом двигателе, когда он работает на холостом ходу, нет перекрытия клапанов или изменения фаз газораспределения. По мере увеличения оборотов меняются фазы газораспределения и перекрытие клапанов. Перекрытие клапанов будет меняться в зависимости от того, что видит ECM, и того, что требуют текущие условия вождения, что зависит от нажатия водителем дроссельной заслонки. Движение впускных распределительных валов будет опережать фазы газораспределения, а движение выпускных распределительных валов замедлять фазы газораспределения. Как и в случае с нашим последним автомобилем, качество и количество масла являются важными факторами для работы VVT.На этом двигателе привод распределительного вала приводится в действие давлением масла. Давление масла направляется через электромагнитный клапан привода распредвала. Он управляется блоком управления двигателем, который активирует плунжер электромагнитных приводов распредвала и золотниковый клапан, и масло поступает к приводу распредвала в сборе. Узел привода изменяет положение распределительного вала в зависимости от давления и расхода масла. Поскольку этот автомобиль поступил с кодом P0010, модуль ECM определил, что заданное состояние водителя по сравнению с фактическим состоянием цепи управления не совпадает в течение пяти или более секунд.Другими словами, соленоид привода впускного распредвала неисправен. Либо заедает золотниковый клапан, либо засорен экран , (который расположен в основании соленоида и действует как фильтр для защиты от мусора), либо электрическая неисправность привода соленоида. Электромагнит привода впуска на этом автомобиле был снят и проверен. На сетке фильтра было небольшое количество мусора, а внутри самого клапана был мусор. Этот мусор также может препятствовать работе соленоидного клапана, застревая внутри плунжера и замедляя или останавливая движение клапана.Когда обнаруживается мусор, это обычно означает отсутствие технического обслуживания или в двигателе были выполнены некоторые внутренние работы, и частицы осадка или шлама были нарушены. Очистка каналов с помощью хозяйственного полотенца, а также замена электромагнитного привода и замена свежего масла устранили проблему этого автомобиля. Я не могу не подчеркнуть этого в двигателях VVT: техническое обслуживание, техническое обслуживание, техническое обслуживание! !

На нашем первом автомобиле я объяснил важность фаз газораспределения и влияние, которое они могут оказать на ваш диагноз.Второе транспортное средство объяснило последствия, которые нехватка масла хорошего качества, количества и технического обслуживания может иметь для современного двигателя сегодня.

При работе с двигателем с системой VVT очень важно уделить время и собрать все факты. Разберитесь , как работает система s , кто в ней участвует, и постарайтесь, если сможете, узнать, как обслуживался движок. Потратив немного времени и предварительно проведя некоторую детективную работу, вы сможете прийти к успешному выводу о том, что может быть трудным диагнозом.

Что такое двигатель VVT-i? | News

VVT-i расшифровывается как Variable Valve Timing-Intelligence, так Toyota называет технологию регулируемых клапанов, которую она использует в большинстве своих автомобилей.

Большинство производителей используют технологию изменения фаз газораспределения, и хотя детали различаются, все системы вносят небольшие коррективы в то, когда впускные клапаны двигателя открываются и закрываются, чтобы подавать воздушно-топливную смесь в двигатель в зависимости от того, как движется автомобиль. Это сделано, чтобы максимизировать производительность и уменьшить выбросы.Некоторые системы с регулируемым клапаном также воздействуют на выпускные клапаны, которые открываются, чтобы выпустить топливно-воздушную смесь из двигателя.

Связанный: Горит ли индикатор Check-Engine? 5 наиболее распространенных причин 

При изменении фаз газораспределения клапаны открываются на более короткое время при небольшом ускорении или на холостом ходу, поэтому в двигатель поступает меньше воздушно-топливной смеси, что помогает снизить выбросы. При резком ускорении клапаны открыты дольше, поэтому в двигатель поступает больше топливовоздушной смеси и увеличивается мощность.

В Toyota VVT-i электронный блок управления — «мозг», который управляет работой двигателя, — постоянно рассчитывает лучшее время для открытия и закрытия клапанов и активирует клапан давления масла, чтобы изменить синхронизацию, изменяя скорость распределительного вала.

Некоторые двигатели Toyota, такие как 3,5-литровый V-6 внедорожника Highlander, используют электродвигатели для изменения фаз газораспределения, и Toyota маркирует их как VVT-iE (от Electric). На таких двигателях, как 3,5-литровый и 2,5-литровый, используемые в седане Camry, выпускные клапаны также имеют переменную синхронизацию, и они называются Dual VVT-i.Toyota говорит, что за счет оптимизации фаз газораспределения в зависимости от условий движения VVT-i увеличивает мощность, улучшает экономию топлива и снижает выбросы.

Alfa Romeo была первым производителем, предложившим регулируемую синхронизацию в 1980 году, за ней последовали другие, включая Honda в 1989 году с ее системой VTEC. Toyota анонсировала VVT-i в 1995 году, и он был представлен в США на модернизированном Lexus LS 400 1998 года. Celica 2000 модельного года была первой моделью Toyota в США с ним.

Все актуальные модели Toyota в США.S. использовать двигатели VVT-i, за исключением автомобиля на топливных элементах Mirai, купе 86 и спортивного автомобиля Supra. В модели 86 используется двигатель Subaru, а в модели Supra — двигатель BMW, и оба они имеют регулируемые фазы газораспределения.

Еще от Cars.com:

Редакционный отдел Cars.com — ваш источник автомобильных новостей и обзоров. В соответствии с давней этической политикой Cars.com, редакторы и обозреватели не принимают подарки или бесплатные поездки от автопроизводителей. Редакционный отдел независим от Cars.com отделы рекламы, продаж и спонсируемого контента.  

что такое система изменения фаз газораспределения?

ИЗМЕНЕНИЕ ФАЗ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КЛАПАНОВ — для краткости VVT — имеет долгую и несколько ухабистую историю, когда дело доходит до велосипедов. Самые ранние итерации этой идеи восходят к 1980-м годам, но в 2019 году мы наблюдаем наиболее значительное внедрение этой идеи, когда BMW представила свою настройку ShiftCam на моделях R1200 GS, RT, RS и R. а также совершенно новый супербайк S1000RR.

Почему мы в восторге от системы BMW? В конце концов, GTR1400 от Kawasaki, который уже ушел, имел VVT еще в 2006 году, несколько Ducati имеют аналогичную схему, а Suzuki GSX-R1000 также имеет VVT. Более того, у Honda был свой собственный подход к работе с регулируемым клапаном, впервые появившийся как система «REV» CBR400 1983 года, а затем эволюционировавшая в «Hyper VTEC».

Причина в том, что система BMW ShiftCam — это больше, чем просто система изменения фаз газораспределения. На самом деле это система переключения кулачков, которая изменяет не только открытие и закрытие клапанов, но и весь профиль кулачка.Это означает, что подъем клапана, продолжительность и перекрытие изменяются.

Давайте сначала разберемся с терминологией. Работа клапанов определяется формой кулачков, которые заставляют клапаны открываться при вращении распределительного вала. Здесь необходимо учитывать четыре ключевых элемента: время, продолжительность, перекрытие и подъем.

Синхронизация — это именно то, на что это похоже, определяющая, когда клапан открыт. Продолжительность — это время, в течение которого клапан остается открытым. Перекрытие описывает период, когда выпускной и впускной клапаны открыты одновременно.Наконец, подъем описывает, насколько далеко открывается клапан; большая подъемная сила означает больший поток воздуха.

Ранние дни

До сих пор в мотоциклах использовались три разных типа регулируемых клапанов. Первой была установка Honda REV (выше) еще в 1983 году. В отличие от настоящей системы изменения фаз газораспределения, REV включала в себя преобразование двигателя с четырьмя клапанами на цилиндр в двигатель с двумя клапанами на цилиндр на низких оборотах. В системе REV каждый клапан приводился в действие с помощью толкателя, который находился сверху штока клапана и ниже распределительного вала, но кулачки кулачка воздействовали непосредственно только на половину из них — один выпускной и один впускной для каждого цилиндра.На высоких оборотах давление масла заставляло металлический штифт соединять активный толкатель с его неактивным соседом, приводя в действие все клапаны.

Позже система Honda Hyper VTEC, которая использовалась в VFR800, исключила из системы толкатели пальцев, систему ковша и прокладки, чтобы кулачки кулачка воздействовали непосредственно на клапаны. Тем не менее, он по-прежнему использовал давление масла, чтобы вставить металлические штифты на место на высоких оборотах, чтобы открыть половину клапанов в двигателе.

Системы Honda принципиально не похожи ни на какие другие системы с регулируемыми клапанами.Они не изменяют подъемную силу, продолжительность, перекрытие или синхронизацию, а просто вдвое уменьшают площадь клапана двигателя на низких оборотах. Это изменяет поведение двигателя, повышая крутящий момент на низких оборотах, но не обладает таким же изяществом, как технология действительно регулируемого клапана.

Системы фаз газораспределения

Самый распространенный тип изменения фаз газораспределения в автомобилях, где эта технология существует уже несколько десятилетий, также используется Ducati и Kawasaki GTR1400. Это также тип, который используется — несколько по-другому — в последней модели Suzuki GSX-R1000.

Эти настройки, называемые «фазировкой кулачка», добавляют дополнительный компонент между распределительным валом и его звездочкой. Этот компонент, фазовращатель кулачка, может изменить положение вращения распределительного вала относительно этой звездочки, возможно, на целых 30 °. Эти фазовращатели обычно работают за счет давления масла, а электронное управление отводит масло в камеры внутри них, чтобы вращать распределительный вал относительно звездочки.

Эти фазовращатели помогают, потому что невозможно добиться идеальной синхронизации фаз газораспределения во всем диапазоне оборотов двигателя.

На высоких оборотах требуется большое перекрытие клапанов. Впускные клапаны должны открываться рано, пока двигатель еще находится в такте выпуска, чтобы дать достаточно времени для эффективного заполнения цилиндров. А выпускные клапаны должны оставаться открытыми поздно, после начала такта впуска, чтобы дать отработавшим газам достаточно времени для выхода из цилиндра.

Но на низких оборотах — когда все клапаны остаются открытыми дольше просто потому, что двигатель работает медленнее — такое большое перекрытие дает несгоревшей топливно-воздушной смеси время выйти через все еще открытые выпускные клапаны, что ужасно сказывается на экономичности. и выбросы.

Фазировка кулачка означает, что вы можете изменить перекрытие в зависимости от оборотов. В самых простых системах только впускной кулачок имеет фазер, и он просто переключается между двумя вариантами синхронизации в фиксированной точке диапазона оборотов. Более сложные версии могут синхронизировать как впускной, так и выпускной распределительные валы и работать постепенно в диапазоне оборотов, чтобы медленно увеличивать перекрытие по мере увеличения оборотов.

В настоящее время мотоциклы, как правило, используют простые системы.

Настройка Suzuki немного отличается.Хотя у GSX-R есть кулачковый фазовращатель, он не управляется давлением масла или электронным управлением. Вместо этого он использует центробежную силу для механического смещения распределительного вала относительно звездочки — система, разработанная фирмой для MotoGP, чтобы обойти правила, запрещающие электронные или масляные системы изменения фаз газораспределения.

Почему ShiftCam лучше?

Хотя фазировка кулачков помогает, она только изменяет фазы газораспределения и перекрытие. Два других ключевых компонента — длительность клапана и подъем — остаются неизменными во всем диапазоне оборотов.

Новая система ShiftCam от BMW изменяет их оба, а также синхронизацию кулачка, что дает огромное преимущество по сравнению с более простыми настройками.

Это умная система и удивительно простая концепция. Устанавливается только на впускной распредвал (по крайней мере, на данный момент — нетрудно было бы использовать его и на выпуске, хотя преимущества были бы не столь значительны), это по сути два распредвала в одном.

Для каждого впускного клапана имеется два набора кулачков. Один набор является «мягким» — с низким подъемом, короткой продолжительностью и небольшим перекрытием, рассчитанным на относительно позднее открытие, обеспечивающим большой крутящий момент на низких оборотах, хорошую экономичность и выбросы.Другой набор лепестков является «диким» — высокая подъемная сила, большая продолжительность и много перекрытий, с опережающим синхронизацией, чтобы хорошо работать на высоких оборотах.

Лепестки расположены рядом друг с другом, поэтому, сдвинув весь распределительный вал на несколько миллиметров — во время двух тактов двигателя, когда клапаны закрыты, а лепестки не зацеплены — вы можете переключаться с одного набора на другой. .

На рядной четверке S1000RR система немного сложнее. Поскольку по крайней мере один набор впускных клапанов всегда открывается или закрывается, BMW разделила впускной распределительный вал на две половины, каждая из которых имеет дело с двумя цилиндрами, которые могут перемещаться независимо друг от друга на долю секунды, когда наступает момент, когда они не заняты открытием набора клапанов.

Хотя в некоторых системах VVT с фазировкой фаз газораспределения отсутствует элемент с плавной регулировкой, преимущество возможности изменения подъема клапана и продолжительности перевешивает это. Теоретически к ShiftCam всегда можно добавить фазер кулачка, что дает дополнительные возможности регулировки для будущих двигателей. Некоторые автомобильные двигатели, такие как VTL-i от Toyota и Variocam Plus от Porsche, уже сочетают в себе фазировку кулачка с переменным подъемом и продолжительностью, хотя и с совершенно другими системами, чем ShiftCam от BMW.

Будущее – бескулачковые двигатели

В течение многих лет – даже десятилетий – инженеры боролись за совершенный четырехтактный двигатель, в котором полностью отсутствовали бы распределительные валы и полагались бы на пневматические, гидравлические или электрические клапаны, которые можно было бы открывать и закрывается по команде компьютера, а не кулачка механического кулачка.

Хотя такие системы теоретически идеальны, до сих пор, как правило, не удавалось выйти далеко за пределы стадии прототипа.

Автор: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.