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 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 %.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.Фазы газораспределения двигателя. Что это такое? | Авто Лайт
Работа двигателя зависит от фаз газораспределения, то есть от своевременности открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. Объясним, что такое фазы газораспределения и их влияние на работу двигателя.
ЧТО ТАКОЕ ФАЗЫ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ?Фаза газораспределения — это период от момента открытия клапанов до момента их закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого вала и отмечаются по отношению к начальным или конечным моментам соответствующих тактов.
Задача механизма газораспределения — обеспечить наивысшую эффективность наполнения и очистки цилиндра во время работы двигателя. От того, насколько грамотно подобраны фазы газораспределения,зависит экономичность мотора, мощность и развиваемый момент.
ВЛИЯНИЕ ФАЗ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НА РАБОТУ ДВИГАТЕЛЯ.В большинстве двигателей фазы меняться не могут и работа таких двигателей 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 газораспределения с поздним открытием и ранним закрытием клапанов без перекрытия фаз (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.
При работе на максимальной мощности ситуация меняется. С повышением оборотов время открытия клапанов сокращается, но для обеспечения высоких крутящего момента и мощности через цилиндры необходимо прогнать больший объём газов, нежели 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 конструкторам приходится увязывать ряд взаимоисключающих требований и идти на компромиссы. Посудите сами. С одними и теми же фазами двигатель должен обладать неплохой тягой на низких и средних оборотах, приемлемой мощностью — на высоких. И плюс ко всему устойчиво работать на холостом ходу, быть максимально экономичным и экологичным.
ИЗМЕНЯЕМЫЕ ФАЗЫ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ.Если научить газораспределительный механизм подстраиваться под различные режимы работы двигателя?
Один из способов это применение фазовращателя — специальной муфты, 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 и как следствие — лучшее наполнение цилиндров на высоких оборотах.
Инженеры не остановились на этом и разработали ряд систем, способных не только двигать фазы, но и расширять или сужать их. В зависимости от конструкции это может достигаться несколькими способами.
Например, в тойотовской системе VVTL-i после достижении 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, кстати, обеспечивает больший ход. При раскрутке коленчатого вала до максимальных оборотов (около 8500 об/мин) на частоте вращения в 6000—6500 об/мин у двигателя словно открывается второе дыхание, которое способно придать автомобилю резкий и мощный подхват при ускорении.
А если попробовать изменять высоту 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 без дроссельного 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 открытия клапанов. Правда, механический привод заменяется электромагнитным.
В чём плюс электромагнитного привода? Подъёма клапана можно довести до идеала, а продолжительность открытия клапанов позволяется 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. Даже во время работы электромагнитный ГРМ способен превратить обычный четырёхтактный мотор в шеститактный.
Дальнейшее увеличение эффективности работы мотора за счёт ГРМ — невозможно. Выжать больше мощности и момента с того же объёма при меньшем расходе можно будет с применением иных средств. Например, комбинированного наддува или конструкций, изменяющих степень сжатия.
Что такое система изменения фаз газораспределения
Эффективность работы любого ДВС, КПД двигателя, показатель мощности, моментная характеристика и топливная экономичность напрямую зависят от ряда факторов. Одной из важных составляющих в списке являются фазы газораспределения. Ответить на вопрос, что такое фазы газораспределения двигателя, можно следующим образом. Под такими фазами стоит понимать своевременное открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов.
Большинство современных ДВС все более активно получают систему изменения фаз газораспределения, хотя еще около 20 лет назад массово доступный четырехтактный двигатель данной системы не имел. В обычном моторе клапаны открываются благодаря воздействию на них кулачков распределительного вала. Форма профиля кулачка распредвала определяет момент и продолжительность открытия клапана.
Указанные параметры составляют так называемую ширину фазы газораспределения. Дополнительным параметром также является величина хода клапана (высота его подъема). Стоит учитывать, что топливно-воздушная смесь и отработавшие газы во впуске, в цилиндре ДВС и на выпуске ведут себя не одинаково, что зависит от различных режимов его работы. Скорость течения динамично изменяется, появляются колебания газовых сред, которые приводят к резонансам или застою. Все это влияет на эффективность наполнения цилиндров и их продувки на разных режимах работы силового агрегата.
Фиксированные фазы газораспределения заставляют конструкторов ДВС проектировать мотор так, чтобы присутствовала уверенная тяга в диапазоне низких и средних оборотов, но при этом оставался запас мощности для поддержания набранной скорости и дальнейшего ускорения автомобиля при выходе ДВС на режимы около зоны максимальных оборотов. Дополнительно необходимо обеспечить устойчивую работу силового агрегата на холостом ходу, эластичность на переходных режимах, а также экономичность и экологичность силовой установки. Если фазы газораспределения фиксированы, то улучшение одних параметров закономерно повлечет ухудшение других. Для решения этой задачи была разработана система изменения фаз газораспределения, которая гибко и динамично изменяет основные параметры работы ГРМ зависимо от того режима, в котором работает двигатель в определенный момент.
Система изменения фаз газораспределения VVT (англ. Variable Valve Timing) создана для динамичной корректировки рабочих параметров механизма газораспределения. Данное управление осуществляется с учетом различных режимов работы силового агрегата. Использование указанной системы регулировки фаз газораспределения позволяет добиться повышения мощности мотора и моментной характеристики. Система VVT обеспечивает экономию горючего, а также снижает токсичность выхлопных газов в процессе работы двигателя.Содержание статьи
Для чего необходима система изменения фаз газораспределения
Для достижения наибольшей эффективности применительно к динамично изменяющимся режимам работы ДВС необходима различная величина фаз газораспределения. В режиме холостого хода наиболее рациональными становятся «узкие» фазы газораспределения, под которыми понимается позднее открытие и ранее закрытие клапанов. При этом исключается перекрытие фаз, под которым понимается время одновременного открытия впускного и выпускного клапана. Это необходимо для того, чтобы исключить попадание выхлопных газов во впуск и выброс топливно-воздушной смеси в выпускной коллектор.
Выход мотора на режим максимальной мощности означает повышение оборотов, так как распредвал крутится быстрее и время открытия клапанов сокращается. Для того чтобы не терялась мощность и крутящий момент на высоких оборотах сохранялся, в двигатель должно поступать намного больше топливно-воздушной смеси, а выпуск отработавших газов должен быть реализован максимально эффективно. Задача решается путем раннего открытия клапанов и увеличения времени их открытия, делая фазу «широкой». Фаза перекрытия также расширяется до максимума с ростом оборотов, что необходимо для качественной продувки цилиндров.
Если мотор работает на низких оборотах, нужны максимально короткие фазы газораспределения. Это означает, что время открытия клапанов должно быть минимальным по продолжительности, обеспечивая так называемые «узкие» фазы. Высокие обороты двигателя требуют полной противоположности в виде «широких» фаз газораспределения. Время открытия клапана должно быть увеличено до максимума, параллельно обеспечивая такты впуска и выпуска, а также эффективное перекрытие.
Сам кулачок распредвала имеет форму, которая способна обеспечить как реализацию узкой, так и широкой фазы. Проблема заключается в том, что фиксированная форма кулачка не позволяет одновременно добиться узких и широких фаз газораспределения. Получается, форма кулачка подобрана с расчетом на возможный оптимальный баланс между высоким показателем крутящего момента на низких оборотах ДВС и максимальной мощностью агрегата в режиме высокой частоты вращения коленчатого вала. Система изменения фаз газораспределения позволяет намного более гибко изменять эти параметры, буквально «подстраивая» ГРМ под конкретный режим работы двигателя для достижения лучшей отдачи от мотора и топливной экономичности.
Системы изменения фаз газораспределения представлены несколькими видами. Главные отличия заключаются в тех и или иных параметрах регулировки ГРМ в процессе его работы. Сегодня используются следующие решения для управления фазами газораспределения:
- система поворота распредвала;
- кулачки распредвала с различным профилем;
- система изменения высоты подъема клапанов;
Система на основе гидроуправляемой муфты
Широкое распространение получили системы изменения фаз газораспределения, принцип работы которых основан на осуществлении поворота распредвала. К таким схемам управления фазами газораспределения относят: японскую систему VVT-i, Dual VVT-i, решение немецкого концерна BMW под названием VANOS, Double VANOS, схему VVT от Volkswagen, управление фазами газораспределения VTEC от Honda, систему CVVT брендов Hyundai, Kia и концерна GM, регулировку фаз VCP от Renault и т.д.
Работа указанных выше систем основывается на небольшом повороте распредвала по ходу его вращения. Такой способ позволяет добиться раннего открытия клапанов сравнительно с их базовым начальным положением. Данный тип систем изменения фаз газораспределения конструктивно состоит из специальной муфты, которая управляется гидравлическим способом, а также дополнительной системы управления указанной муфтой. Гидроуправляемая муфта среди автомехаников получила название фазовращатель.
Поворот распредвала осуществляется при помощи электроники управления и гидравлики, а сама система чаще всего затрагивает только впускные клапаны. Рост оборотов ДВС приводит к тому, что фазовращатель осуществляет проворот распредвала по ходу его вращения, впускные клапана открываются раньше и цилиндры намного более эффективно наполняются рабочей смесью в режиме высоких оборотов.
Получается, гидроуправляемая муфта реализует поворот распредвала ГРМ. Данная муфта конструктивно включает в себя:
- ротор, который соединен с распредвалом;
- корпус, которым выступает шкив привода распредвала;
В определенные полости, которые расположены между ротором и корпусом-шкивом, попадает моторное масло из системы смазки ДВС. Масло в муфту подается по особым каналам. Когда моторное масло заполняет одну или другую полость муфты, осуществляется поворот ротора по отношению к корпусу. Этот поворот ротора означает, что и распределительный вал будет повернут на необходимый угол.
Чаще всего местом установки гидроуправляемой муфты становится привод того распределительного вала, который отвечает за работу впускных клапанов. Встречаются также конструкции ДВС, когда подобные муфты-фазовращатели стоят как на впускном распредвале, так и на выпускном. Данное решение позволяет шире и эффективнее регулировать параметры работы ГРМ на впуске и выпуске, но усложняет механизм.
Электронное управление автоматически регулирует работу гидроуправляемой муфты. Система такого управления включает в себя:
- группу входных датчиков;
- электронный блок управления;
- список исполнительных устройств;
Система управления получает показания от датчика Холла, который производит оценку положения распредвалов. Дополнительно задействованы и другие датчики, которые используются ЭБУ для управления работой всего двигателя.
К таковым относят датчик, измеряющий частоту вращения коленвала, температурный датчик охлаждающей жидкости (ОЖ), датчик расхода воздуха и другие. Сигналы от этих датчиков подаются в ЭБУ, который после отправляет соответствующий сигнал на специальное управляющее (исполнительное) устройство.
Таким устройством, на которое воздействует электронный блок управления двигателем, является электромагнитный клапан (электрогидравлический распределитель). Клапан представляет собой распределитель, который при необходимости открывает доступ потоку моторного масла к гидроуправляемой муфте, а также реализует отвод масла от фазовращателя. Это зависит от того, в каком режиме работает силовой агрегат.
Данная схема изменения фаз газораспределения с использованием муфты задействуется в момент работы двигателя на холостом ходу, (мотор работает на самых низких оборотах), в режиме максимальной мощности на высоких оборотах, а также в том режиме, когда осуществлен выход ДВС на максимум крутящего момента.
Система ступенчатого изменения фаз газораспределения
Эволюция систем изменения фаз газораспределения позволила инженерам не только осуществлять сдвиг фаз, но и эффективно выполнять их расширение и сужение. Следующим типом систем изменения фаз газораспределения являются решения, основанные на использовании кулачков распредвала разной формы. Благодаря такому способу удается достичь ступенчатого изменения момента времени, на который открывается клапан, а также изменить саму высоту подъема клапанов. В списке подобных систем находится VVTL-i от автогиганта Toyotа, VTEC японской Honda и MIVEC от Mitsubishi, решение от Audi под названием Valvelift System и другие.
Указанные системы похожи друг на друга как конструктивно, так и по принципу действия. Немного отличается только немецкая Valvelift System. Наибольшую известность получила системаVVTL-i, VTEC и MIVEC. В основе таких систем изменения фаз газораспределения находятся кулачки с различным профилем, а также система управления. Распределительный вал в таких системах управления фазами газораспределения выполнен так, что имеет сразу два кулачка малого размера, а также один кулачок большего размера. Меньшие кулачки при помощи специального рокера (коромысла) соединяются с впускными клапанами. Большой кулачок отвечает за перемещение одного незадействованного коромысла.
Такая система изменения фаз газораспределения позволяет переключаться с малых кулачков на большой зависимо от режима работы ДВС. Переход между режимами достигается благодаря тому, что происходит срабатывание специального механизма блокировки. Указанный блокирующий механизм основан на гидравлическом приводе.
Когда мотор работает на низких оборотах и при незначительной нагрузке, впускные клапаны приводятся в действие малыми кулачками распределительного вала, фазы газораспределения в таком режиме имеют небольшую продолжительность (узкая фаза).
Если двигатель раскручивается до определенных оборотов, система управления активирует механизм блокировки. В результате происходит соединение коромысел малых и большого кулачков, что обеспечивает жесткость конструкции. Соединение происходит при помощи особого стопорного штифта, а усилие на впускные клапаны начинает поступать от единственного большого кулачка. Малые кулачки распредвала на высоких оборотах двигателя становятся неактивными.
Существующие разновидности систем VTEC могут иметь сразу три режима регулирования ГРМ. В данной модификации на низких оборотах ДВС работает один малый кулачок распредвала, который осуществляет открытие только одного впускного клапана. Два маленьких кулачка задействуются в режиме средних нагрузок и оборотов двигателя, обеспечивая открытие двух впускных клапанов. Большой кулачок вступает в действие при выходе силовой установки на режим оборотов, приближенных к максимальным.
Система изменения фаз газораспределения I-VTEC, которая представлена производителем Honda, объединила в себе главные преимущества решений как VTC, так и VTEC. Регулирование по трем ступеням обеспечивает существенную экономию топлива. При низкой частоте вращения половина впускных клапанов практически не имеет активности. Увеличение частоты вращения до уровня средних оборотов подключает дезактивированные клапаны, но высота их подъема не подразумевает полного открытия.
Выход на режим максимальных оборотов заставляет впускные клапаны работать от центрального кулачка большого размера. Указанный кулачок имеет особый профиль, который специально подобран для достижения максимального подъема клапанов, что означает повышение отдачи от ДВС на мощностных режимах работы агрегата. Такой подход значительно расширил возможности управления параметрами ГРМ для эффективного регулирования работы двигателя на различных режимах.
Если рассмотреть пример с системой VVTL-i от Toyota, то после выхода мотора с таким решением на обороты около 6000 об/мин стандартный кулачек распредвала исключается из работы и замещается кулачком с измененным профилем. Указанный кулачек обеспечивает дугой алгоритм работы клапана, сдвигает (расширяет) фазу и увеличивает высоту его подъема. На практике это будет означать, что при выходе мотора на режим высоких оборотов у двигателя появится резкий прирост тяги, необходимый для обеспечения дальнейшего уверенного разгона.
Схема работы системы VVTL-i строится на следующем алгоритме. Время открытия и высота подъема впускных клапанов регулируется аналогично другим решениям. Когда мотор работает в режиме оборотов до 6000 об/мин, тогда воздействие на клапан осуществляет меньший кулачок распредвала, который оказывает нажатие на рокер и таким образом открывает клапана. После набора оборотов выше заданной отметки управлять открытием клапанов начинает высокий кулачок с особым профилем. Для его активации специальный сухарь под давлением масла перемещается.
За своевременную подачу моторного масла по специальной магистрали в точно необходимый момент отвечает система управления. Давление масла и перемещение сухаря позволяет кулачку распредвала через специальный шток, который до этого находился в свободном положении, начать воздействовать на клапан посредством коромысла.
Система регулирования высоты подъема клапана
Дальнейшее развитие систем изменения фаз газораспределения привело к появлению сложных решений, которые основаны на управлении высотой подъема клапанов. Новатором в данной области стала компания BMW, представившая систему под названием Valvetronic на своих моторах в 2001 году.
Регулирование высоты подъема клапана дополнительно позволило исключить из схемы дроссельную заслонку применительно к основным режимам работы ДВС. Наличие заслонки заметно снижает эффективность наполнения цилиндров топливно-воздушной смесью в режиме низких и средних оборотов. Причина кроется в том, что во впускном коллекторе (в области дросселя) в процессе работы ДВС возникает разрежение. Топливно-воздушная смесь в таких условиях разрежения становится инертной, цилиндры наполняются менее эффективно, реакция на нажатие педали газа теряет остроту и становится замедленной.
Лучшим решением данной проблемы становится механическое открытие впускного клапана на такой момент времени, который необходим для эффективного наполнения цилиндра рабочей топливно-воздушной горючей смесью. Продолжительность фазы впуска (впускной фазы) в системах регулирования высоты подъема клапана изменяется зависимо от того, как сильно была нажата педаль газа. Система бездроссельного управления позволяет заметно экономить топливо (до 15% сравнительно с другими решениями), а также повышает мощностную характеристику на 10 % и более.
Конструктивно ГРМ в таких системах способен управлять работой силовой установки на разных режимах. На похожем принципе основываются также решения Valvematic от Toyota, решение VEL компании Nissan, VTI от Peugeot и другие. Что касается системы изменения высоты подъема клапана Valvetronic, возможность управления данным параметром реализована благодаря специальной кинематической схеме. Решение Valvetronic ставится на впускные клапаны. Традиционная конструкция, которая включает в себя кулачок распредвала, рокер (коромысло) и клапан, получила развитие в виде установки дополнительных элементов.
Система имеет эксцентриковый вал, а также промежуточный рычаг. Указанный эксцентриковый вал начинает вращаться при помощи усилия, которое создает электродвигатель посредством червячной передачи.
Такое вращение эксцентрикового вала оказывает воздействие на промежуточный рычаг, в результате чего изменяется его положение (происходит смещение точки опоры). Смена положения заставляет коромысло двигаться так, чтобы переместить (открыть) клапан точно на необходимую величину.
Система изменения высоты подъема клапана работает постоянно, а высота подъема клапанов напрямую зависит от того или иного режима работы силового агрегата. Клапана могут подниматься в переделах от 0,2 до 12 мм. Система VEL от компании Ниссан обеспечивает высоту подъема клапана в рамках от 0,5 до 2 мм.
Электромагнитный привод клапана
Сегодня конструкторы ДВС практически полностью используют потенциал ГРМ. Проектируется максимально возможное количество клапанов на цилиндр, а сами размеры клапана достигли своего предела. Но эволюция двигателя на данном этапе продолжается. Улучшить наполняемость и продувку цилиндров двигателя можно также за счет скорости, с которой возможно реализовать открытие и закрытие клапанов. Речь идет о ГРМ, в котором клапана имеют электромагнитный (электромеханический) привод, который заменяет механический с электронным управлением. Более того, распределительный вал в таком ГРМ полностью отсутствует.
Электромагнитный привод ГРМ получил название EVA (англ. Electromagnetic Valve Actuator) и позволяет изменять фазы газораспределения максимально широко. Система с электромагнитным приводом может открывать только нужные клапана (что аналогично управляемому отключению цилиндров), причем делать это в точно определенный момент зависимо от режима работы ДВС. Решение способно экономить топливо на холостом ходу, в момент торможения двигателем и т.п. Количество попадающего в цилиндр двигателя воздуха регулируется временем открытия впускного клапана.
Сама длина хода клапана не является регулируемым параметром. Клапан крепится за счет пружины, а также имеет якорь. Такой якорь электромагнитного клапана размещен между двумя электромагнитами определенной мощности. Задачей таких электромагнитов становится удержание клапана в том или ином крайнем положении.
Точность положения, в котором необходимо осуществить фиксацию клапана, определяется предназначенным для этого отдельным датчиком. Снижение разрушительных нагрузок на электромагнитный ГРМ в момент приближения клапана к его крайней точке (особенно в момент посадки клапана в седло) осуществляется благодаря «торможению» клапана.
Читайте также
Регулировка фаз газораспределения (N40 / N45)
Регулировка фаз газораспределения (N40 / N45)
Необходимые приспособления для настройки фаз ГРМ:
- 00 9 250
- 11 7 251
- 11 7 252
- 11 7 253
- 11 7 260
- 11 9 190
- 11 9 340
Необходимые подготовительные операции:
- Проверить фазы газораспределения распредвалов.
Распредвал впускных клапанов:
Примечание:
Лыска для фиксирования распределительного вала на верхней стороне имеет закругление, а
на нижней стороне — прямая.
При положении поршня 1-го цилиндра в ВМТ конца такта сжатия лыска с закруглением
показывает вверх по направлению оси цилиндра.
Распредвал выпускных клапанов:
Примечание:
Лыска для фиксирования распределительного вала на верхней стороне имеет закругление, а
на нижней стороне — прямая.
При положении поршня 1-го цилиндра в ВМТ конца такта сжатия лыска с закруглением
показывает вверх по направлению оси цилиндра.
Дополнительное отличие:
При положении поршня 1-го цилиндра в ВМТ конца такта сжатия пазы (1) показывают в
сторону выпуска.
Примечание:
Отверстие для фиксирования в положении в ВМТ находится на стороне впуска ниже стартера.
Для облегчения доступа: Освободить провод в районе отверстия для фиксирования из
зажимов и оттянуть в сторону.
Зафиксировать двигатель с помощью приспособления 11 9 190 при положении
поршня 1-го цилиндра в ВМТ конца такта сжатия.
Только АКПП
На рисунке показано без АКПП.
Предупреждение!
У двигателей с АКПП рядом с отверстием (1) для фиксирования в положении в ВМТ имеется
большое отверстие (2), которое можно перепутать с отверстием для фиксирования.
Если маховик зафиксирован в правильном отверстии (1) с помощью приспособления
11 9 190, двигатель больше не проворачивается за центральный болт
Ослабить болты крепления исполнительных узлов выпуска и впуска и затем снова завернуть
до прилегания.
Установить приспособление 11 7 252 на распредвал впускных клапанов и выставить
распредвал впускных клапанов так, чтобы приспособление 11 7 252 без зазоров легло
на головку блока цилиндров.
Установить приспособление 11 7 251 на распредвал выпускных клапанов.
Вывернуть приспособление 11 7 253.
Удерживать распредвал впускных клапанов с помощью приспособления 11 7 251 так, чтобы
оно без зазоров легло на головку блока цилиндров.
Вставить болты крепления приспособления 11 7 251 и затянуть на головке блока
цилиндров.
Затянуть от руки приспособление 11 7 253 так, чтобы оно оперлось на приспособление
11 7 252.
Вставить болт крепления приспособления 11 7 252 и затянуть на головке блока
цилиндров.
Снять плунжер натяжителя цепи.
Вставить приспособление 11 9 340 в отверстие в головке блока цилиндров и от руки
ввернуть регулировочный болт до прилегания, не натягивая при этом приводную цепь.
Примечание:
Заменить болты крепления исполнительных узлов впуска и выпуска.
Вставить новые болты крепления исполнительных узлов впуска и выпуска и
завернуть до прилегания.
Установить приспособление 11 7 260, как показано на рисунке.
Выставить фиксирующие отверстия колес датчиков относительно центрирующих штифтов
на приспособлении 11 7 260.
Зафиксировать колеса датчиков с помощью приспособления 11 7 260.
Закрепить болтами приспособление 11 7 260 на головке блока цилиндров.
Ослабить болт (1) исполнительного узла выпуска на пол-оборота.
Ослабить болт (2) исполнительного узла впуска на пол-оборота.
Надеть торцевую головку на болты (1 и 2) и от руки завернуть их до прилегания.
Создать предварительный натяг планки натяжителя вращением регулировочного болта
с помощью приспособления 00 9 250 или обычным динамометрическим ключом с
моментом 0,6 Нм.
Затянуть болт (1) крепления исполнительного узла выпуска.
Момент затяжки 11 36 16AZ.
Затянуть болт (2) крепления исполнительного узла впуска.
Момент затяжки 11 36 16AZ.
Снять приспособление 11 7 260.
Ослабить и снять приспособление 11 9 340.
Примечание:
Для описанной далее проверки фаз газораспределения должен быть установлен
фирменный натяжитель цепи.
Установить плунжер натяжителя цепи.
Примечание:
Фазы газораспределения отрегулированы
правильно, если приспособление 11 7 252
прилегает к головке блока цилиндров без
зазоров, или приподнято относительно
стороны выпуска максимум на 0,5 мм.
Примечание:
Фазы газораспределения отрегулированы
правильно, если приспособление 11 7 251
прилегает к головке блока цилиндров без
зазоров, или приподнято относительно
стороны выпуска максимум на 1,0 мм.
Снять все приспособления.
Собрать двигатель.
Проверка и корректировка фаз ГРМ двигателей ЗМЗ • CHIPTUNER.RU
ПРОВЕРКА И КОРРЕКТИРОВКА ФАЗ
ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ ЗМЗ
Статья подготовлена к публикации М.Ухановым (aka miha, СТТeam, Ростов)
В процессе эксплуатации, а также из-за погрешности при изготовлении деталей привода газораспределительного механизма (ГРМ) или вследствие неквалифицированно проведенного ремонта привода ГРМ возможно значительное отклонение фаз газораспределения от заданных значений. В то же время известно, что правильность фаз газораспределения является одним из важнейших факторов, влияющих на мощность, крутящий момент и экономические показатели двигателя. Поэтому при снижении тяговых свойств двигателя, повышении эксплуатационного расхода топлива и неустойчивой работе двигателя возникает необходимость проверить и, при необходимости, правильно установить фазы газораспределения.
Для этой цели используется комплект оснастки, разработанный на заводе. В комплект входит: транспортир «А», два шаблона «В» и «С» с профилем кулачка и стрелкой (один – фаза 240° – для двигателя ЗМЗ-4063.10, другой – фаза 252° – для двигателя ЗМЗ-4062.10 и двигателей ЗМЗ-405.10, ЗМЗ-409.10 и их модификаций) и кондуктор для сверления дополнительных отверстий под штифт в звездочках распределительных валов.
Проверку и корректировку фаз газораспределения можно провести на двигателе, установленном на автомобиле. Для контроля фаз газораспределения необходимо:
1. Отсоединить шланги вентиляции картера от штуцеров на крышке клапанов, ослабив хомуты их крепления.
2. Отсоединить разъемы проводов от катушек зажигания.
3. Снять наконечники со свечей зажигания с уплотнителями и проводами высокого напряжения.
4. Освободить из скоб и отвести жгут проводов от крышки клапанов.
5. Снять крышку клапанов с прокладкой, уплотнителями свечных колодцев, катушками зажигания и высоковольтными проводами в сборе, вывинтив восемь болтов (головка «12», удлинитель и вороток). Болты, шайбы и скобы для жгута проводов оставить в отверстиях крышки.
6. Установить поршень 1‑го цилиндра в ВМТ такта сжатия, повернув коленчатый вал по ходу вращения (по часовой стрелке) до совпадения метки на шкиве-демпфере коленчатого вала с ребром-указателем (в виде прилива) на крышке цепи.
Внимание! Вращение коленчатого вала против часовой стрелки недопустимо.
При этом кулачки распределительных валов 1‑го цилиндра и метки на звездочках распределительных валов должны располагаться согласно схемы:
1 – метка на звездочке. 2 – верхняя плоскость головки цилиндров
В случае, если вершины кулачков и метки расположены внутрь, то необходимо повернуть коленчатый вал еще на один оборот. Точную установку поршня 1 го цилиндра в ВМТ можно провести с помощью индикатора часового типа, который устанавливается и закрепляется в свечном отверстии 1‑го цилиндра.
7. Установить транспортир 3 (рис 7) за первым кулачком распределительного вала впускных клапанов – вид «А», расположив его между кулачком и крышкой опоры распределительного вала. Прижимая транспортир 3 к верхней ПЛОСКОСТИ головки цилиндров 5, приложить и плотно прижать шаблон 2 к поверхности первого кулачка При этом стрелка шаблона должна располагаться на метке транспортира 20°± 2°. При измерении ведущая ветвь цепи в районе верхнего успокоителя (между звездочками распределительных валов) должна быть натянута, и удерживаться в этом состоянии поворотом против часовой стрелки распределительного вала впускных клапанов ключом на «27» за четырехгранник на теле вала. При этом проворачивание распределительного вала выпускных клапанов не допускается.
А – проверка углового положения распределительного вала впускных клапанов.
В – проверка углового положения распределительного вала выпускных клапанов.
1 – кулачок впускного клапана первого цилиндра.
2 – шаблон кулачка.
3 – транспортир.
4 – кулачок выпускного клапана первого цилиндра.
5 – головка цилиндров.
6 – гидротолкатель.
Аналогично провести проверку углового положения первого кулачка распределительного вала выпускных клапанов – вид «В».
Стрелка шаблона должна указывать на метку транспортира 19°± 2°, при измерении ведущая ветвь цепи в районе среднего успокоителя (между звездочкой распределительного вала и ведущей звездочкой промежуточного вала) должна быть натянута и удерживаться в этом состоянии поворотом против часовой стрелки распределительного вала выпускных клапанов ключом на «27» за четырехгранник на теле вала. При этом проворачивание промежуточного и коленчатого валов не допускается. При этих значениях углового положения первых кулачков распределительных валов достигаются наилучшие технико-экономические показатели двигателя.
В случае, если отклонения углового положения кулачков распределительных валов превышают допустимые ± 2°, требуется корректировка фаз газораспределения.
Для этого на двигателе нужно выполнить следующие работы:
1. Снять переднюю крышку головки цилиндров, вывинтив четыре болта (ключ «12»). На двигателе мод.4063 переднюю крышку снять в сборе с топливным насосом, предварительно отведя рычаг ручной подкачки топлива вверх.
2. Снять верхний гидронатяжитель (в головке цилиндров), отвернув два болта (головка «12», удлинитель и вороток) крепления крышки гидронатяжителя, снять крышку с шумоизоляционной шайбой.
3. Снять верхний и средний успокоители цепи, вывинтив по два болта их крепления (ключ «6» для болтов с шестигранным углублением под ключ).
4. Снять звездочки распределительных валов, поочередно отвинтив болты их крепления (ключ «12»), удерживая при этом валы ключом «27» за квадрат на теле распредвала. На дв.4063.10 звездочку распредвала впускных клапанов снять совместно с эксцентриком привода топливного насоса. Цепь, снятую со звездочек распредвалов, удержать от соскакивания со звездочки промежуточного вала.
5. По установленному на звездочку кондуктору в каждой звездочке просверлить шесть дополнительных отверстий 3 (рис. 8) О 6,1 мм с угловыми смещениями 2° 30°, 5° 00° и 7° 30° от номинального положения заводского отверстия 2, расположенного по оси симметрии одной из впадин зубьев звездочки. При этом три дополнительных отверстия, смещенные от оси симметрии впадины зубьев по часовой стрелке, плюсовые, три других, смещенные против часовой стрелки, – минусовые, если смотреть на звездочку со стороны метки 1.
| ЗВЕЗДОЧКА РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ВАЛА С ДОПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ОТВЕРСТИЯМИ: 1 – метка. |
Если при корректировке фаз газораспределения требуется повернуть распределительный вал (валы) по ходу его (их) вращения (по часовой стрелке), то звездочку (звездочки) необходимо устанавливать на одно из дополнительных отверстий с плюсовым смещением, расположенное справа от заводского отверстия, если – против часовой стрелки, то звездочку (звездочки) устанавливать на одно из отверстий с минусовым смещением, расположенное слева от заводского отверстия. Выбор отверстия на звездочке, с необходимой величиной смещения, производится в зависимости от величины отклонения углового положения кулачка от номинального значения. При установке звездочки на дополнительное отверстие заводская установочная метка 1 на звездочке не будет совпадать с верхней плоскостью головки цилиндров.
| . | ||
Фото транспортиров и настройки | ||
В качестве примера рассмотрим корректировку фаз газораспределения при показаниях стрелки шаблона 23° для кулачка впускного клапана и 16° для кулачка выпускного клапана. Данные значения углов превышают номинальные значения для впускного и выпускного кулачков на 3°, что больше допустимого отклонения ± 2°. При данных показаниях углового положения кулачков и, учитывая, что при работе двигателя распределительные валы вращаются по часовой стрелке, наблюдая со стороны шкива коленчатого вала, начало открытия впускных и выпускных клапанов будет происходить с некоторым опережением от заводских значений фаз газораспределения. Для корректировки фаз, в этом случае, необходимо повернуть распределительные валы против часовой стрелки и при установке звездочек использовать дополнительное отверстие с минусовым угловым смещением, с величиной смещения 2° 30° (первое отверстие, расположенное слева от заводского отверстия). Далее работу продолжить а следующей последовательности:
1. Провернуть ключом на «27» и установить распределительный вал выпускных клапанов так, чтобы стрелка шаблона находилась напротив метки транспортира 19°.
2. Накинуть цепь на звездочку и сориентировать ее первое дополнительное отверстие, расположенное слева от заводского отверстия, так, чтобы оно находилось перед штифтом распределительного вала, а ведущая ветвь цели (в районе среднего успокоителя) была натянута. Для установки звездочки на фланец и штифт распределительного вала слегка повернуть распределительный вал ключом за четырехгранник по часовой стрелке. После установки звездочки поворотом распределительного вала против часовой стрелки натянуть ведущую ветвь цепи, при этом стрелка шаблона, установленного на кулачок, должна показывать 19°± 2°.
3. Установить распределительный вал впускных клапанов так, что бы стрелка шаблона находилась напротив метки транспортира 20°.
4. Установить звездочку на распределительный вал впускных клапанов также, как звездочку распределительного зала выпускных клапанов, использую то же дополнительное отверстие. При этом при натянутой ведущей ветви цепи (в районе верхнего успокоителя) стрелка шаблона, установленного на кулачок, должна показывать 20± 2°.
5. Завинтить болты крепления звездочек (ключ «12») предварительно, установив в гнездо звездочки распределительного вала впускных клапанов эксцентрик привода топливного насоса (мод.4063).
6. Разобрать и собрать («зарядить») гидронатяжитель, установить его в отверстие головки цилиндров, закрыть крышкой.
7. Нажав отверткой на плунжер гидронатяжителя со стороны пяты башмака, привести гидронатяжитель в рабочее состояние («разрядить»).
8. Провесить правильность установки фаз газораспределения, повернув коленчатый вал по ходу вращения на два оборота и совместив метки на шкиве-демпфере и крышке цепи.
Проверку произвести с помощью транспортира и шаблона кулачка, как описано выше. Стрелка шаблона, установленного на впускном кулачке, должна показывать 20±2°, а на выпускном кулачке ‑19′±2′. Если это условие не выдерживается, необходимо повторить установку фаз газораспределения.
9. Завинтить и затянуть болты крепления звездочек распредвалов окончательно моментом 5,6 – 6,2 кгс.м.
10. Установить верхний и средний успокоители цепи, ввинтив и затянув болты крепления моментом 2,0 – 2,5 кгс.м (ключ «6» для болтов с шестигранным углублением под ключ, ключ динамометрический с головкой «6»).
11. Произвести дальнейшую сборку двигателя в обратном порядке.
Открытый урок на тему «Фазы газораспределения»
Утверждаю.Зам. директора
Майсурадзе Г.Ш.
___ ______2016
_______________
План открытого урока
теоретического обучения.
(методическая разработка открытого урока)
Тема урока: Понятие о фазах газораспределения двигателя внутреннего сгорания.
Задачи урока:
Образовательная: сформировать понятия у обучающихся о фазах газораспределения двигателя внутреннего сгорания.
Развивающая: способствовать развитию у обучающихся навыков по выставлению фаз газораспределения самостоятельно, внимание и координации движений, логическое мышления.
Воспитательная: воспитать аккуратность, трудолюбие, любовь к выбранной профессии и бережное отношение к оборудованию и приспособлениям.
Цель занятия: сформировать у обучающихся основные понятия о фазах газораспределения и порядке работы двигателя.
Тип занятия: урок изложения нового материала.
1. Организационный момент.
Цель – подготовка обучающихся к работе на уроке – 3 мин.
2. Проверка домашнего задания — 5 мин.
Цель – установить уровень выполнения домашнего задания.
механизмы двигателя внутреннего сгорания,
системы двигателя внутреннего сгорания,
такты двигателя внутреннего сгорания.
3. Обобщение ответов.
4. Изложение новой темы — 20 мин.
Ход урока.
Работа двигателя зависит от фаз газораспределения, то есть от своевременности открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов.
Что такое фазы газораспределения спросите вы? Фаза газораспределения — это период от момента открытия клапанов до момента их закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого вала и отмечаются по отношению к начальным или конечным моментам соответствующих тактов. Задача механизма газораспределения — обеспечить наивысшую эффективность наполнения и очистки цилиндра во время работы двигателя. От того, насколько грамотно подобраны фазы газораспределения, зависит экономичность мотора, мощность и развиваемый момент тяги. В большинстве двигателей фазы меняться не могут, и работа таких двигателей не отличается высокой эффективностью. Из-за этого скорость и эффективность наполнения цилиндров при различных режимах работы двигателя неодинаковы.
Перед рассмотрением фаз газораспределения мы должны вспомнить геометрию, и то-что круг имеет 360 градусов, пол круга 180 градусов и четверть круга 90 градусов, а два круга 720 градусов. При рассмотрении рабочих циклов двигателей условно было принято, что открытие и закрытие клапанов происходит в момент нахождения поршня соответственно в ВМТ или в НМТ (показать на макете).
В действительности моменты открытия и закрытия клапанов не совпадают с положением поршней в мертвых точках. Клапаны открываются и закрываются с некоторым, иногда очень значительным, опережением или запаздыванием, что необходимо для улучшения наполнения цилиндров чистым воздухом (дизели) или горючей смесью (карбюраторные двигатели) и лучшей очистки их от отработавших газов.
Рассмотрим общую диаграмму фаз газораспределения четырехтактного двигателя. Впускной клапан открывается с опережением, т. е. до прихода кривошипа коленчатого вала и поршня в ВМТ. Вследствие этого в начале движения поршня вниз впускной клапан будет уже открыт на значительную величину, и наполнение цилиндра воздухом или горючей смесью улучшается. Закрывается впускной клапан с запаздыванием, т. е. поршень проходят НМТ, поднимаются вверх, совершая такт сжатия, а клапан в это время еще открыт, и горючая смесь или воздух по инерции заполняют цилиндр.
Выпускной клапан открывается до прихода поршня в НМТ, т. е. с опережением. Поршень движется вниз, а отработавшие газы уже начинают выходить из цилиндра, так как давление в нем больше атмосферного. Поэтому при движении поршня вверх, во время такта выпуска, меньше затрачивается работы на удаление отработавших газов из цилиндра двигателя. Закрытие выпускного клапана происходит с запаздыванием — после перехода поршнем ВМТ. В этом случае используется отсасывающее действие потока газов в выпускном трубопроводе.
Таким образом, в результате открытия выпускного клапана с опережением и закрытия его с запаздыванием улучшается очистка цилиндра от отработавших газов. Анализируя диаграмму, видим, что в течение некоторого времени, за которое коленчатый вал поворачивается на угол, равный сумме углов запаздывания и опережения, открыты оба клапана — впускной и выпускной — этот период называют перекрытием клапанов.
Для правильной установки фаз газораспределения распределительные зубчатые колеса двигателя необходимо точно соединять по меткам.
С увеличением частоты вращения коленчатого вала (быстроходные двигатели) фазы газораспределения расширяются, так как поршни перемещаются быстрее и остается меньше времени на наполнение цилиндров чистым воздухом или горючей смесью.
4. Изложение видеоматериала – «Газораспределение» — 3 мин.
Последовательность чередования одноименных тактов в различных цилиндрах многоцилиндрового двигателя называется порядком работы цилиндров двигателя, который зависит от расположения цилиндров и конструктивного исполнения коленчатого и распределительного валов. У четырехцилиндровых однорядных двигателей такты чередуются через 180° и порядок работы цилиндров может быть следующим (пишем) порядок работы рядного четырех цилиндрового двигателя 1-3-4-2 (ВАЗ) или 1 — 2 — 4 — 3 (ГАЗ).
В V-образных восьмицилиндровых четырехтактных двигателях шатунные шейки коленчатого вала располагаются под углом 90°, и при угле развала двигателя 90° одноименные такты будут перекрываться в левом ряду цилиндров по отношению к правому ряду на 90° или 1/4 оборота коленчатого вала. Эти двигатели имеют следующий порядок работы цилиндров: 1 – 5 – 3 – 6 – 2 – 4, и 1—5—4—2—6—3— 7 —8.
Знание порядка работы цилиндров необходимо для правильного подсоединения проводов к свечам зажигания бензиновых двигателей или трубопроводов высокого давления дизельных двигателей, а также при регулировке тепловых зазоров клапанного механизма.
6. Тесты по теме – «Газораспределительный механизм двигателя внутреннего сгорания» — 3 мин.
1. Какое явление используется для работы ДВС?
а. нагревание при сгорании рабочей смеси.
б. химическая реакция при сгорании рабочей смеси.
в. расширение при сгорании рабочей смеси.
г. сужение при сгорании рабочей смеси.
2. Головки впускных клапанов имеют … диаметр, чем у выпускных.
а. больший.
б. меньший.
в. одинаковые.
3. Каким термином называют совокупность процессов, периодически повторяющихся в определенной последовательности в цилиндре двигателя?
а. тактом.
б. рабочим циклом.
в. рабочим процессом
4. Как называются точки, в которых скорость поршня равна нулю и он достигает крайних положений при своем движении?
а. мертвые точки.
б. крайние точки.
в. крайние положения.
5. За сколько оборотов коленчатого вала совершается рабочий цикл в четырехтактном двигателе:
а. За 1 оборот (360o).
б. За 2 оборота (720°).
в. За 4 оборота (1440°).
г. Среди ответов нет правильного.
6. Укажите правильную последовательность тактов ДВС:
а. рабочий ход, впуск, сжатие, выпуск.
б. впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.
в. сжатие, выпуск, рабочий ход, впуск.
г. выпуск, рабочий ход, впуск.
7. Поршень движется от НМТ к ВМТ, открыт выпускной клапан. Какой такт происходит в цилиндре двигателя?
а. Впуск.
б. Сжатие.
в. Рабочий ход.
г. Выпуск.
8. При движении поршня от НМТ к ВМТ в процессе такта «сжатие» в каком положении должны находиться клапана?
а. Оба клапана открыты.
б. Впускной открыт, выпускной закрыт.
в. Впускной закрыт, выпускной открыт.
г. Оба клапана закрыты.
9. Как отличить впускной клапан от выпускного одного двигателя?
а. по длине стержня клапана.
б. по диаметру тарелки клапана.
в. по маркировке.
10 Какова частота вращения распределительного вала по сравнению с коленчатым валом на четырехтактном двигателе?
а. вращается в 2 раза быстрее коленвала.
б. вращается с такой же скоростью как коленвал.
в. вращается в 2 раза медленнее коленвала.
г. вращается независимо от коленвала.
7. Закрепление новой темы
Контрольные вопросы:
1. Показать и рассказать фазы газораспределения на макете ДВС.
2. Как изображаются фазы газораспределения.
3. Разъясните диаграмму фаз газораспределения ДВС.
4. Дать определение порядка работы двигателя.
5. Какой порядок работы четырех, шести и восьми цилиндровых двигателей.
8. Выставление оценок.
9. Задание на дом: Фазы газораспределения. кн.-Устройство автомобилей
%d1%84%d0%b0%d0%b7%d1%8b%20%d0%b3%d0%b0%d0%b7%d0%be%d1%80%d0%b0%d1%81%d0%bf%d1%80%d0%b5%d0%b4%d0%b5%d0%bb%d0%b5%d0%bd%d0%b8%d1%8f — со всех языков на все языки
Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────Айнский языкАканАлбанскийАлтайскийАрабскийАрагонскийАрмянскийАрумынскийАстурийскийАфрикаансБагобоБаскскийБашкирскийБелорусскийБолгарскийБурятскийВаллийскийВарайскийВенгерскийВепсскийВерхнелужицкийВьетнамскийГаитянскийГреческийГрузинскийГуараниГэльскийДатскийДолганскийДревнерусский языкИвритИдишИнгушскийИндонезийскийИнупиакИрландскийИсландскийИтальянскийЙорубаКазахскийКарачаевскийКаталанскийКвеньяКечуаКиргизскийКитайскийКлингонскийКомиКомиКорейскийКриКрымскотатарскийКумыкскийКурдскийКхмерскийЛатинскийЛатышскийЛингалаЛитовскийЛюксембургскийМайяМакедонскийМалайскийМаньчжурскийМаориМарийскийМикенскийМокшанскийМонгольскийНауатльНемецкийНидерландскийНогайскийНорвежскийОрокскийОсетинскийОсманскийПалиПапьяментоПенджабскийПерсидскийПольскийПортугальскийРумынский, МолдавскийСанскритСеверносаамскийСербскийСефардскийСилезскийСловацкийСловенскийСуахилиТагальскийТаджикскийТайскийТатарскийТвиТибетскийТофаларскийТувинскийТурецкийТуркменскийУдмурдскийУзбекскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийФарерскийФинскийФранцузскийХиндиХорватскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧеркесскийЧерокиЧеченскийЧешскийЧувашскийШайенскогоШведскийШорскийШумерскийЭвенкийскийЭльзасскийЭрзянскийЭсперантоЭстонскийЮпийскийЯкутскийЯпонский
Все языкиРусскийАнглийскийИспанский────────АймараАйнский языкАлбанскийАлтайскийАрабскийАрмянскийАфрикаансБаскскийБашкирскийБелорусскийБолгарскийВенгерскийВепсскийВодскийВьетнамскийГаитянскийГалисийскийГреческийГрузинскийДатскийДревнерусский языкИвритИдишИжорскийИнгушскийИндонезийскийИрландскийИсландскийИтальянскийЙорубаКазахскийКарачаевскийКаталанскийКвеньяКечуаКитайскийКлингонскийКорейскийКрымскотатарскийКумыкскийКурдскийКхмерскийЛатинскийЛатышскийЛингалаЛитовскийЛожбанМайяМакедонскийМалайскийМальтийскийМаориМарийскийМокшанскийМонгольскийНемецкийНидерландскийНорвежскийОсетинскийПалиПапьяментоПенджабскийПерсидскийПольскийПортугальскийПуштуРумынский, МолдавскийСербскийСловацкийСловенскийСуахилиТагальскийТаджикскийТайскийТамильскийТатарскийТурецкийТуркменскийУдмурдскийУзбекскийУйгурскийУкраинскийУрдуУрумскийФарерскийФинскийФранцузскийХиндиХорватскийЦерковнославянский (Старославянский)ЧаморроЧерокиЧеченскийЧешскийЧувашскийШведскийШорскийЭвенкийскийЭльзасскийЭрзянскийЭсперантоЭстонскийЯкутскийЯпонский
О фазах газораспределения
О фазах газораспределенияО фазах газораспределения
Регулировка и / или проверка фаз газораспределения незаменимы в процессе производства двигателя.
На этот раз мы попытались обобщить основы фаз газораспределения.
Время клапана регулируется шкивом скользящего кулачка, оригинальным шкивом и т.д. Но что это значит на самом деле?
Шкив скользящего кулачка Марухи.
Обычно для регулировки фаз газораспределения используется такой скользящий шкив.
1. Открытие и закрытие клапана
Двигатели B6 и BP на Miata / MX-5 относятся к типу DOHC (двойной распредвал).
Коленчатый вал и распределительный вал (IN ・ EX) соединены ремнем газораспределительного механизма.
4-тактный двигатель повторяет впуск — сжатие — сгорание — выпуск. Это означает, что кривошип поворачивается 2 раза. Кулачок с 1 оборотом отвечает за впуск и выпуск.
Значит, коленчатый вал с двумя оборотами и распределительный вал с одним оборотом дает передаточное число.
Мы рекомендуем замену ремня ГРМ после 100 000 км пробега. Причина этого в том, что ремень может оборваться, положение коленчатого и распределительного валов изменится, а двигатель остановится. В некоторых других случаях поршень может ударить по клапанам и вызвать серьезные повреждения.
2. Что такое фаза газораспределения?
Если мы хотим легко объяснить фазы газораспределения, мы можем сказать, что это время открытия и закрытия клапана.
Устанавливаем транспортир на кривошип и определяем положение поршня.
Если угол кулачка такой же, то даже если мы изменим фазу газораспределения, открытие клапана произойдет одновременно.
Используя скользящий шкив, мы можем отрегулировать это время.
Когда мы поворачиваем центральный диск вправо, мы говорим о «продвижении».
Значение фаз газораспределения на стороне IN становится меньше.
Значение фаз газораспределения на стороне EX увеличивается.
Когда мы поворачиваем центральный диск влево, мы говорим о «ретарде».
Значение фаз газораспределения на стороне IN становится больше.
Значение фаз газораспределения на стороне EX становится меньше.
В основе лежит положение поршня.
(например, кулачок 252 °)
Поршень начинает толкать кулачок из ВМТ (0 °), поршень запускает процесс впуска, и даже если он уже проходит через НМТ, клапан все еще открыт. Клапан закрывается при 72 ° после НМТ. За это время поршень поворачивается на угол поворота коленчатого вала 252 °.
С помощью шкива скользящего кулачка меняем кулачок. Предположим, он продвинулся на 10 °.На этот раз клапан начнет открываться при 10 ° до ВМТ. Клапан закрывается при 62 ° после НМТ.
Клапан начинает открываться в точке A — перед ВМТ поршня (угол поворота коленчатого вала 10 °).
В обоих случаях кулачок равен 252 °, поэтому продолжительность одинакова. Однако фазы газораспределения меняются.
Другими словами, мы определяем положение кулачка в соответствии с положением поршня. Для этого мы используем центральный угол.
Центральный угол и самый высокий угол подъема показывают, как распредвал устанавливается в двигателе.
3. Центральный угол и наибольший угол подъема
Оба они выражают числовым значением, как установлено положение кулачка, но оба немного отличаются.
Центральный угол:
Взяв за основу ВМТ выхлопа (0 °) на стороне IN, показывает, сколько градусов нужно, чтобы добраться до центра продолжительности кулачка.
Кулачок 252 °, который начинает открываться при 10 ° перед ВМТ, закрывается при 62 °. Половина 252 ° составляет 126 °. Однако если отсчитать 126-ю градус справа, получится 116 °.Другими словами, центральный угол в этом случае составляет 116 °.
Если мы используем кулачок 252 ° на стороне EX и установим выпускной клапан на открытие при 62 ° НМТ во время падения сгорания, то он закроется при 10 ° ВМТ выпуска.
То же, что и в случае со стороны IN, если отсчитывать от 0 ° ВМТ (левый поворот), то получается центральный угол 116 °.
Перекрытие на этот раз составляет 10 ° + 10 ° = 20 °.
Перекрытие означает состояние, когда и впускной, и выпускной клапаны открыты.
Метод измерения:
Обычно мы используем метод подъема на 1 мм.
В верхней части подъемника мы помещаем клемму индикатора с круговой шкалой, мы вращаем кривошип и используем время, когда он опускается на 1 мм, чтобы зарегистрировать начало и конец счета угла поворота кривошипа.
Этот 1 мм становится точкой измерения, поэтому угол поворота коленчатого вала меньше, чем продолжительность кулачка.
Самый высокий лифт
Самый высокий подъем — это точка, когда распределительный вал максимально открывает (прижимает) клапан. Это положение выражается положением поршня (углом поворота коленчатого вала).
Если распределительный вал симметричен, то числовое значение такое же, как и в случае центрального угла, но, как ни странно, есть много случаев, когда это не так.
Причина этого в том, что бывают случаи, когда профиль распределительного вала не симметричен, а выступ кулачка не острый, поэтому трудно достичь максимального положения подъема.
Если мы измерим открытие и закрытие при подъеме на 1 мм и установим середину как центральный угол, мы получим 116 °. В тех же условиях, если мы измерим его во время максимального подъема кулачка, мы получим 120 °.
Числовое значение сдвигается на 4 °, что может означать, что, например, профиль кулачка должен что-то делать с этим.
Давайте посмотрим на график выше. В случае симметричного кулачка черная линия обозначает угол поворота кривошипа и соотношение подъема кулачка.
Если это асимметричный кулачок, то угол поворота коленчатого вала и соотношение подъема кулачка выражаются зеленой линией.
Мы помещаем клемму индикатора часового типа в верхнюю часть подъемника и измеряем точку, в которой выступ кулачка прижимает подъемник вниз сильнее всего.
Лепесток кулачка не острый, а угол поворота коленчатого вала наивысшего подъемника находится в диапазоне 6-8 градусов.
По этой причине обычно самый высокий подъем — 3/100 мм — устанавливается в качестве стандарта, и оттуда мы рассчитываем наивысшую точку подъема.
Даже если существует множество видов методов измерения, самое важное — продолжать работу тем же методом.
Многие двигатели профессионалы собирают своим методом и собирают данные по-своему.
Повторяя тот же метод, они сравнивают данные и переходят к следующему шагу.
Регулируемая синхронизация клапана
Как выставить распредвал?
Лучше всего увеличивать крутящий момент, обеспечивая холостой ход и получая максимальную мощность.Однако все это не так просто.
Метод Марухи — изменение фаз газораспределения.
Устанавливается шкив гидравлического кулачка скольжения (в случае Mazda он называется «приводом»), который регулирует давление масла электронным способом.
Мы строго разделяем холостой ход, низкие обороты, средние обороты, высокие обороты и т. Д. И, повторяя опережение и замедление фаз газораспределения, мы планируем наиболее подходящую настройку.
Пускатель в разобранном виде.
При наступлении
На внутреннюю камеру замедления привода влияет давление масла, и ротор, соединенный с кулачком, вращается в направлении движения вперед.
Задержка
Давление масла влияет на запаздывающую камеру внутри привода, и ротор, соединенный с кулачком, вращается в замедленном направлении.
Среднее техническое обслуживание
Давление масла влияет как на камеру опережения, так и на камеру замедления, и положение ротора, соединенного с кулачком, сохраняется.
Работа в различных условиях движения
Зона холостого хода и зона малой нагрузки
Уменьшение зоны перекрытия и уменьшение количества дымовых газов, попадающих на входную сторону.Благодаря этому мы можем стабилизировать обороты на холостом ходу и улучшить расход топлива. Кроме того, мы можем обеспечить стабильную работу двигателя в условиях малой нагрузки.
Средняя зона загрузки
Увеличение перекрытия, снижение температуры сгорания, снижение NOX в выхлопных газах. Кроме того, мы позволяем еще не сгоревшим газам максимально сгореть и понижаем содержание углеводородов.
Высокая нагрузка при средних оборотах
Ускоряет закрытие впускного клапана, улучшая крутящий момент на средних оборотах.
При низкой температуре
Установите минимальное перекрытие, чтобы не допустить попадания продуктов сгорания на сторону IN. Этим мы можем улучшить расход топлива и обеспечить высокие обороты холостого хода.
Во время запуска или остановки двигателя
Минимизация перекрытия, предотвращая попадание газов сгорания во входную сторону. Этим мы можем улучшить запуск.
Регулировка фаз газораспределения имеет очень сложную функцию, и ее очень сложно настроить.Но мы надеемся, что благодаря этому короткому отчету вы получили более полное представление об этом.
Кулачок незаменим при настройке двигателя. Maruha заботится о качестве и старается предоставить все необходимые детали по разумной цене. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас есть какие-либо вопросы.
[дом]
Маруха Моторс Ко., Лтд.Ушизума 2095-6, Аой-Вард
421-2106 г. Сидзуока, префектура Сидзуока
Япония
ТЕЛ: 0081-54-294-0076
ФАКС: 0081-54-294-1312
Эл. Почта: info @ maruhamotors.co.jp
Что такое переменная синхронизация клапана?
Сегодняшние автомобили оснащены всевозможными техническими приспособлениями и волшебством, позволяющими максимально увеличить мощность и пробег. Одна из таких технических систем называется «регулируемые фазы газораспределения», в которой блок управления двигателем автомобиля или компьютер открывает клапаны двигателя в разное время и на разное время, чтобы получить максимальную мощность и эффективность. Давайте посмотрим, как это работает.
Основные компоненты
Для того, чтобы двигатель работал, ему нужны воздух, топливо и искра.Клапаны расположены в головке блока цилиндров, и они открываются и закрываются при каждом такте двигателя, позволяя воздуху и топливу входить или выходить из камеры сгорания, где поршни выполняют работу по сжатию воздушно-топливной смеси и перемещению ее из двигателя. Большинство двигателей работают с четырьмя тактами:
- Первый ход — такт впуска: Поршень движется вниз и втягивает воздух и топливо
- Второй ход — такт сжатия: поршень движется вверх и сжимает топливно-воздушную смесь
- Третий ход — это силовой сток: искра пробка воспламеняет топливно-воздушную смесь и толкает поршень вниз
- Четвертый ход — такт выпуска: поршень движется вверх и выталкивает отработанные газы в выхлоп
Распределительные валы, расположенные в верхней части головки блока цилиндров, являются что открывать и закрывать клапаны.Каждый распределительный вал имеет открывающийся лепесток. клапан. Изменяя, когда клапаны открываются и закрываются, воздушно-топливная смесь могут быть оптимизированы для достижения максимальной мощности и эффективности двигателя.
VTEC
Самый простой способ описать изменение фаз газораспределения — это объяснить всегда популярную систему VTEC от Honda. VTEC — это аббревиатура от «Variable Valve Timing and Lift Electronic Control» в том смысле, что система изменяет фазу газораспределения и подъем, которые контролируются электроникой.Чем выше и дольше открывается клапан, тем больше воздуха поступает в камеру сгорания. Если в двигатель попадает больше воздуха, в двигатель может поступать больше топлива, что приравнивается к большей мощности.
Итак, где в игру вступает VTEC? Когда двигатель работает на более низких оборотах, тогда требуется меньше воздуха и топлива, а когда он работает при более высоких оборотах в камеру сгорания может подаваться больше воздуха и топлива.
В двигателе VTEC на распределительных валах есть три кулачка; два меньшего размера и один побольше.В более низком диапазоне оборотов два меньших лепестка открывают и закрывают клапаны и пропускают меньше воздуха, но с большей скоростью, что приводит к более эффективному сгоранию.
Когда вы нажимаете педаль акселератора сильнее и переходите к более высокому диапазону оборотов (обычно выше 5500 об / мин), больший лепесток вступает во владение и больше открывает клапаны, позволяя поступать большему количеству воздуха и увеличивая мощность. Таким образом, VTEC (или любая другая система изменения фаз газораспределения) объединяет два двигателя в одном: он более экономичен в более низком диапазоне оборотов и более мощный в более высоком диапазоне оборотов.
В других машинах тоже есть
Другие производители, такие как Ferrari, BMW, Toyota и Nissan, имеют свои собственные версии регулируемых фаз газораспределения, и все они спроектированы для работы в сочетании с двигателями разных размеров и конфигураций, которые они используют.
В настоящее время, благодаря широкому использованию турбонаддува, автопроизводители могут экспериментировать с регулируемыми фазами газораспределения и наполнять двигатель ровным воздухом, что делает его более мощным и эффективным.Что они придумают дальше? Нам просто нужно подождать и посмотреть.
Электронное управление синхронизацией клапана
|
Как работает система изменения фаз газораспределения
Новые автомобили сбивают с толку. Со всеми компьютерами, датчиками и гаджетами может показаться, что под капотом происходит какое-то волшебное колдовство. Мы здесь, чтобы показать вам, как работают современные автомобильные компьютерные системы управления. В прошлый раз мы рассмотрели электронную систему управления дроссельной заслонкой. Сегодняшняя тема: Регулируемый выбор фаз газораспределения.
Раньше впускные и выпускные клапаны автомобиля открывались на определенную величину в определенный момент четырехтактного цикла и на определенное время. Это было так просто. Однако в настоящее время многие двигатели могут изменять не только время открытия клапанов, но и то, насколько они открываются и как долго, то есть новые автомобили могут изменять фазы газораспределения, подъем клапана и продолжительность работы клапана. Давайте посмотрим, как все это работает. Для многих из вас это обзор, но если мы хотим, чтобы новое поколение автолюбителей заботилось об автомобилях, не помешает объяснить, как они на самом деле работают.
ГРАФИК ПЕРЕМЕННОГО КЛАПАНА
G / O Media может получить комиссию
Диаграмма из Wikimedia Commons
Типичный впускной и выпускной клапаны двигателя открываются через выступы на распределительном валу. В двигателях с двумя верхними распредвалами есть отдельные распределительные валы для выпускных и впускных клапанов. Эти распределительные валы изготовлены из закаленного железа или стали и соединены с коленчатым валом с помощью зубчатых ремней, цепей или шестерен. Поскольку современные бензиновые двигатели включают четырехтактный цикл, это означает, что распределительные валы поворачиваются один раз на каждые два оборота коленчатого вала.Чтобы усилить этот момент, рассмотрим такт впуска двигателя. Впускной клапан открыт, то есть выступ распределительного вала прижимается к толкателю кулачка и открывает клапан. Давайте проследим движение кулачка и сравним его с движением коленчатого вала.
При открытом впускном клапане поршень движется вниз к нижней мертвой точке. Когда двигатель достигает нижней мертвой точки, коленчатый вал поворачивается на 180 градусов. Затем поршень перемещается вверх, чтобы сжать топливную смесь.Когда поршень достигает верхней мертвой точки, коленчатый вал совершает полный оборот. Затем свеча зажигания воспламеняет топливную смесь, отправляя поршень обратно в нижнюю мертвую точку. К этому моменту коленчатый вал совершил полтора полных оборота. Теперь выпускной клапан открывается, и поршень возвращается в верхнюю мертвую точку. Коленчатый вал совершил два полных оборота. Теперь, когда поршень находится примерно в верхней мертвой точке, выступ распределительного вала, который мы отслеживаем, возвращается и открывает впускной клапан, и поршень движется обратно вниз.Таким образом, после двух оборотов коленчатого вала распредвал повернулся один раз. Посмотрите этот гиф, чтобы увидеть все это в движении.
В 1960-х годах автопроизводители начали разработку систем изменения фаз газораспределения, которые позволяли впускным и выпускным клапанам открываться раньше или позже в 4-тактном цикле. Целью было повысить объемный КПД, снизить выбросы NOx и уменьшить насосные потери. Сегодня существует два основных типа изменения фаз газораспределения: фазировка кулачка и смена кулачка. При изменении кулачка ЭБУ выбирает другой профиль кулачка в зависимости от нагрузки и скорости двигателя, тогда как при фазировке кулачка исполнительный механизм вращает распредвал, изменяя фазовый угол.Есть десятки способов изменения фаз газораспределения, подъема и продолжительности, поэтому мы просто рассмотрим VVT-i Toyota и VTEC Honda.
Прежде чем мы посмотрим на VVT-i, поговорим о датчиках. В системах VVT используются всевозможные датчики, но наиболее важными из них являются датчики положения распредвала и коленчатого вала (которые часто являются датчиками Холла). ЭБУ использует эти датчики для отслеживания взаимосвязи между положением поршня и положениями клапанов. Коленчатый вал соединен со штоком и поршнем, а выступы распределительного вала запускают события подъема клапана.Таким образом, с помощью информации от датчиков положения коленчатого и распределительного валов, ЭБУ может узнать, насколько быстро двигатель вращается, а также относительное положение поршня и впускных и выпускных клапанов.
Фазирование кулачка
Фазирование кулачка ускоряет или замедляет подъем клапана за счет поворота распределительного вала, обычно в диапазоне около 60 градусов относительно угла поворота коленчатого вала. Допустим, наш впускной клапан обычно открывается на 5 градусов коленчатого вала перед верхней мертвой точкой и закрывает на 185 градусов коленчатого вала после верхней мертвой точки (5 градусов после нижней мертвой точки).«Задержка» фаз газораспределения на 10 градусов означает, что клапан открывается и закрывается на 10 градусов позже, то есть он открывается на 5 градусов после верхней мертвой точки и закрывается на 195 градусов после верхней мертвой точки. Задерживая синхронизацию распределительного вала, двигатель обеспечивает лучший крутящий момент на высоких оборотах, тогда как опережение фаз газораспределения впускного распредвала обеспечивает лучшую мощность при низких оборотах.
Для изменения фаз газораспределения используется множество различных методик. У каждого производителя есть собственное название для собственной системы VVT. Toyota использует VVT-i®, Honda использует VTEC®, Mitsubishi использует MIVEC®, и этот список можно продолжить.Давайте посмотрим, как работает система Toyota VVT-i.
Система VVT, показанная на видео выше, является вариацией Toyota VVT-i, хотя у Honda есть аналогичная система под названием VTC. В этой системе ЭБУ получает сигналы от датчика положения распределительного вала, датчика коленчатого вала, датчика температуры масла, датчика массового расхода воздуха (MAF) и датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя и использует эту информацию для настройки своего выходного сигнала на масляный регулирующий клапан. Этот клапан действует как гидравлический привод, вращая ротор (который соединен с распределительным валом) внутри корпуса, который соединен с коленчатым валом через цепь привода ГРМ.После того, как ЭБУ изменил фазовый угол кулачка, ЭБУ продолжает получать входные данные от всех датчиков и постоянно регулирует подачу масла к ротору. Как и электронное управление дроссельной заслонкой, это замкнутая система, что означает, что разница между текущим фазовым углом распределительного вала и оптимальным углом распределительного вала является «сигналом ошибки», который отправляется в ЭБУ. Компьютер использует сигнал ошибки для настройки своего выхода на привод, чтобы получить угол сдвига фаз распределительного вала там, где он должен быть.
Замена кулачка
Другие системы VVT изменяют форму выступов распредвала, а не только фазовый угол распредвала относительно коленчатого вала.Изменение профиля кулачка влияет не только на высоту подъема клапана (насколько далеко открывается клапан), но и на продолжительность клапана (как долго клапан остается открытым). Изображение выше демонстрирует особенности выступа распределительного вала, которые влияют на подъем клапана и продолжительность.
При более высоких оборотах двигателя многие системы VVT меняют профиль кулачка на более агрессивный (т. Е. Высокий подъем и длительный срок службы). Некоторые системы переменного подъема клапана смещают распределительный вал в осевом направлении, так что выступ с более высоким профилем входит в зацепление с толкателем кулачка, обеспечивая больший подъем клапана.Другие, такие как Honda VTEC (yo), фиксируют коромысло высокого профиля на коромысле низкой скорости с помощью штифта с гидравлическим приводом. Более агрессивный выступ кулачка активирует этот высокий коромысел и обеспечивает больший подъем впускного клапана, позволяя большему количеству воздуха попасть в цилиндр.
Видео ниже, рассказчик которого странным образом во многом напоминает Ричарда Хаммонда, является отличным источником для понимания двух различных типов систем VVT и показывает, как работает гидравлический привод системы VTEC компании Honda.
Верхнее фото Кредит: Timitrius
Что такое регулируемое время клапана и VANOS? —
Что такое регулируемое время клапана и VANOS?
Самые современные автомобильные двигатели немецких производителей, включая BMW, Mercedes Benz, Audi, Porsche и Volkswagen, используют систему изменения фаз газораспределения. Это позволяет настраивать двигатель транспортного средства и балансировать между его производительностью и экономичностью (расход топлива). Ваш BMW, Mercedes Benz, Audi, Porsche или Volkswagen имеет программу, встроенную в модуль управления двигателем (ECU / DME), которая изменяет фазы газораспределения двигателя (когда клапаны открываются и закрываются) в зависимости от условий движения.Эта оптимизация автоматически и непрерывно регулирует фазы газораспределения в соответствии с условиями эксплуатации (об / мин / нагрузка) и может повысить топливную экономичность или производительность двигателя в зависимости от того, как запрограммирован электронный блок управления двигателем / DME автомобиля.
Конкретная реализация зависит от двигателя и производителя. Сегодняшние передовые системы используют бесступенчатое управление кулачком — обычно масляный электромагнитный клапан управляется от ECU / DME, а положение кулачка определяется и регулируется с помощью датчиков положения кулачка и исполнительных механизмов.Более ранние реализации системы изменения фаз газораспределения управляли только положением впускного (ых) распредвала (ов), в то время как современные системы управляют положением как впускного, так и выпускного распредвалов, контролируя, когда воздух входит в камеру сгорания и когда выпускается выпуск независимо.
Одной из наиболее сложных систем, поддерживаемых в настоящее время, является система BMW VANOS (сокр. От немецкой переменной Nockenwellensteuerung) для управления синхронизацией впускных и выпускных распределительных валов. В 1999 году BMW впервые представила единую систему VANOS, управляющую впускными клапанами.Современные технологии используют двойную систему VANOS, управляющую как впускными, так и выпускными клапанами.
Хотя все производители используют технологию изменения фаз газораспределения и фаз газораспределения, чтобы добиться лучших и более эффективных характеристик, она имеет свою цену. Очень важно поддерживать указанное моторное масло и регулярно менять масло. Масляные и грязевые отложения будут скапливаться в приводах регулятора газораспределения, что приведет к проверке освещения двигателя и ухудшению рабочих характеристик. В системе BMW VANOS это также обычно сопровождается «дребезжащим» шумом в передней части двигателя.При поиске ремонта или обслуживания BMW в Остине важно, чтобы выбранные вами автомобильные эксперты разбирались в системе VANOS. Выбирая German Auto Center, вы можете быть уверены, что наша автомобильная команда разбирается в системах регулирования фаз газораспределения и VANOS.
Неважно, водите ли вы Porsche, Mercedes Benz, BMW, Volkswagen или Audi, помните, что современные немецкие высокопроизводительные автомобили могут соответствовать своим оптимальным характеристикам только в том случае, если они правильно обслуживаются и обслуживаются. Не забывайте обслуживать ваш двигатель и через каждые 7500 миль (5000 для двигателей с турбонаддувом и наддувом) менять специалиста по маслу у специалистов Немецкого Автоцентра.
Обратитесь в регулярный сервисный центр Porsche, Mercedes Benz, BMW, Volkswagen и Audi в Остине, который обеспечит правильную работу вашей системы управления двигателем. Если у вас есть какие-либо вопросы, просто приходите к немецким специалистам по ремонту автомобилей Austin в Немецкий автоцентр, и мы будем рады помочь вам.
Регулируемая синхронизация клапана становится реальностью
Система изменения фаз газораспределения — не новая идея.Идея увеличения крутящего момента двигателя на низких и высоких оборотах за счет автоматического опережения и замедления существует довольно давно.
В 1960-х годах вы могли получить механизм изменения фаз газораспределения с торсионным пружинным устройством, которое замедляет фазу газораспределения в ответ на увеличенный крутящий момент, необходимый для поворота распределительного вала на более высоких оборотах двигателя. Теоретически вы могли бы пользоваться преимуществами крутящего момента на низких оборотах и лошадиных сил на высоких скоростях, но на практике это не сработало из-за зависимости от крутящего момента.
В настоящее время историческое обсуждение различных инженерных подходов к изменению фаз газораспределения может заполнить энциклопедию. Но компьютеризированные системы управления двигателем сделали изменение фаз газораспределения практической реальностью для большинства автомобилей.
Я оставлю более уникальные конструкции VVT на страницах истории, а электронные системы фаз газораспределения — на страницы 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 в подозрительных системах VVT.
Клапан против распредвала
Переменная фаза газораспределения, которую большинство из нас видит в наших магазинах, на самом деле является изменяемой фазой фаз газораспределения, которая улучшает крутящий момент на низких и высоких скоростях за счет опережения или замедления фаз газораспределения на одном верхнем распредвале ( SOHC) приложений двигателя.
Напротив, некоторые системы с двойным верхним распределительным валом (DOHC) выполняют те же функции, раздельно продвигая или замедляя впускной и выпускной распредвалы.
Полностью регулируемые фазы газораспределения могут быть достигнуты только с помощью управляемых компьютером соленоидов для точного управления открытием и закрытием впускных и выпускных клапанов.Хотя различные комбинации событий изменения фаз газораспределения теоретически бесконечны в системе с электронным управлением, ее применение ограничено из-за проблем со стоимостью и, в некоторых случаях, надежностью.
Теоретически….
Эффективная синхронизация клапанов очень зависит от скорости всасываемого воздуха, проходящего через впускные отверстия двигателя, и выхлопных газов, выходящих из выхлопных отверстий двигателя.
Когда всасываемый воздух движется медленно на более низких оборотах двигателя, впускной клапан должен закрываться раньше, чтобы поршень не выталкивал всасываемый воздух обратно во впускной канал и коллектор.
Но когда скорость всасываемого воздуха увеличивается вместе с частотой вращения двигателя, впускной клапан должен закрыться позже, чтобы помочь набрать больше воздуха в цилиндр. Теоретически, большинство конструкций VVT начинают изменять фазы впускных клапанов, когда скорость всасываемого воздуха начинает резко возрастать при 2500-3500 об / мин. Конечно, реальная стратегия работы PCM во многом зависит от конструкции двигателя и ограничений скорости двигателя.
Хотя синхронизация выпускных клапанов не так важна для характеристик двигателя, как фаза впускных клапанов, теоретически ее можно усовершенствовать в приложениях с DOHC для увеличения перекрытия фаз газораспределения на более высоких оборотах двигателя и замедлить, чтобы уменьшить перекрытие клапанов на более низких оборотах двигателя.
Перекрытие фаз газораспределения желательно при более высоких оборотах двигателя. Одновременное удерживание впускных и выпускных клапанов открытыми, когда двигатель переходит от выпуска к такту впуска, позволяет двигателю использовать небольшое отрицательное давление, создаваемое выхлопными газами, выходящими из выпускного отверстия, чтобы помочь втягивать всасываемый заряд в цилиндр.
Но при более низких оборотах двигателя и скоростях газа высокое перекрытие клапанов приводит к скачкообразному холостому ходу из-за того, что выхлопные газы возвращаются во впускной коллектор, а также снижает компрессию при работающем двигателе.Имейте в виду также, что изменение фаз газораспределения выпускных клапанов может создать эффект «EGR», который помогает снизить выбросы оксида азота (NO) в некоторых областях применения.
Конструкция кулачка
Попутно полезно понять основы конструкции кулачка распредвала. Чтобы предотвратить чрезмерную нагрузку на клапанный механизм, кулачок должен быть спроектирован так, чтобы постепенно увеличивать массу подъемника, толкателя, коромысла и клапана. Конструкция верхнего распределительного вала снижает нагрузку на клапанный механизм за счет замены этих компонентов на простой толкатель кулачка.
К сожалению, для механических распределительных валов, изменение зазора клапана приведет к незначительным изменениям фаз газораспределения. Поскольку распределительные валы с гидравлической регулировкой не требуют люфта, фазы газораспределения остаются стабильными.
В любом случае выступ кулачка должен быть спроектирован так, чтобы постепенно замедлять работу клапанного механизма, чтобы предотвратить отскакивание клапанов от седел клапанов при пиковых оборотах двигателя. Хотя кулачки распределительного вала можно шлифовать для увеличения потока воздуха за счет увеличения подъема клапана, увеличение подъема клапана увеличивает нагрузку на клапанный механизм, а также увеличивает вероятность столкновения поршня с клапаном.
Phasers Ready
Изменение фаз газораспределения на ранних двигателях с одним верхним распределительным валом (SOHC) было достигнуто за счет использования «фазера» распредвала, состоящего из подпружиненного гидравлического поршня, заставляющего скошенную ведущую шестерню противодействовать аналогичной скошенной ведущей шестерне, установленной на двигателе. распредвал.
Точная установка фаз газораспределения может быть достигнута за счет использования модуля управления трансмиссией (PCM) для подачи давления масла на поршень путем подачи импульсов на масляный регулирующий клапан. Поскольку поршень имеет отверстие для сброса давления масла, синхронизацию кулачка можно изменить, увеличив ширину импульса, подаваемого на масляный регулирующий клапан.
Если электроника выйдет из строя, возвратная пружина фазера толкнет 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 позиции не соответствуют запрограммированным данным, PCM должен установить код неисправности серии P0010 или P0340.
Некоторые конструкции VVT также включают отдельный датчик фаз газораспределения (VTS), чтобы обеспечить более точную обратную связь по фазе газораспределения с PCM.В то время как большинство современных конструкций VVT используют более компактные фазовращатели лопастного типа для регулировки фаз газораспределения, они по-прежнему используют ту же базовую компоновку датчиков и механизмов контроля давления масла, чтобы обеспечить компьютерное управление.
Неисправности VVT
Как вы уже могли догадаться, диагностика VVT очень зависит от приложения, поскольку она зависит не только от того, является ли двигатель рядным или V-образным блоком, конфигурацией SOHC или DOHC, но и от конфигурация фазера и системной электроники.
Кроме того, существуют буквально десятки «глобальных» кодов неисправностей серий P0010 и P0340, не говоря уже о кодах серии P1000, зависящих от производителя, которые могут быть сохранены из-за проблемы с синхронизацией клапана.
Но, применяя основные принципы работы, можно диагностировать большинство отказов VVT, независимо от конфигурации.
Очевидно, что большинство отказов VVT приведет к потере крутящего момента двигателя на низких или высоких оборотах и повлияет на вакуум во впускном коллекторе. Когда распределительный вал не реагирует на положения, заданные PCM, PCM должен сохранить связанный с распределительным валом код ошибки синхронизации серии P0340.На двигателях с V-образным блоком ошибка синхронизации распредвала на одном ряду также может привести к кодам пропусков зажигания серии P0300 для всех цилиндров этого ряда.
Кроме того, помните, что фазы газораспределения и перекрытие клапанов влияют на компрессию цилиндра. При отказе одного банка двигателя с V-образным блоком компрессия при проворачивании от банка к банку должна отличаться, как и числа балансировки топлива между банками.
Кроме того, имейте в виду, что с повторным введением стальных цепей ГРМ одиночная свободная цепь или изношенное натяжное устройство или направляющая цепи на одном ряду могут замедлить синхронизацию кулачков и, возможно, повлиять на характеристики холодного пуска и управляемости.
Вязкость моторного масла, а также пропускная способность масляного фильтра могут определенно повлиять на способность фазовращателя кулачка управлять фазами газораспределения, равно как и на срок службы масла.
Во многих случаях масло, не одобренное производителем оригинального оборудования, в сочетании с масляным фильтром малой емкости может вызвать образование отложений или лаков, что приводит к залипанию фазовращателей в продвинутых или замедленных положениях.
Это также может привести к засорению масляных каналов в головке блока цилиндров, масляному регулирующему клапану и фазовращателям шламом или загрязнению металлической стружкой.Помните, что даже при использовании масел, одобренных оригинальными или одобренными оригинальными производителями, моторное масло необходимо менять через рекомендуемые интервалы.
И последнее, но не менее важное: многие продвинутые специалисты по диагностике обычно собирают лабораторные образцы сигналов заведомо исправных датчиков CMP и CKP для будущего сравнения с аналогичными моделями, у которых есть подозрения на проблемы с синхронизацией клапана.
Объяснение изменения фаз газораспределения
Выбор фаз газораспределения — важная часть процесса внутреннего сгорания, поскольку она регулирует поток топлива и воздуха в камеру сгорания и выхлоп из нее — это часть двигателя, в которой поршни сжимают топливо и воздух. для горения.
Традиционные двигатели имеют впускные и выпускные клапаны, которые управляются распределительным валом, чтобы открываться и закрываться синхронно с поршнями. Проблема заключается в том, что количество топлива и воздуха, поступающего в двигатель и выходящего из него, является постоянным для данной скорости двигателя, что может ограничивать мощность, когда это необходимо, или потреблять слишком много топлива, когда это не так.
Таким образом, большинство современных двигателей по-разному открывают и закрывают клапаны, чтобы позволить большему или меньшему количеству газов поступать и выходить для повышения производительности и экономии, а также для снижения выбросов в зависимости от условий движения.
Как показано на приведенном выше видео CNET, изменение фаз газораспределения и подъема может изменить точку, когда клапаны открываются и закрываются (время), как долго клапаны остаются открытыми (продолжительность) и насколько широко они открываются (поднимаются).
3
Управляется центральным электронным процессором, который постоянно меняет время для обеспечения наилучшей производительности и минимальных выбросов в зависимости от того, насколько сильно двигатель работает.
На низких оборотах двигателя клапаны открываются и закрываются в заданных точках, чтобы обеспечить плавный холостой ход и низкие выбросы, однако на более высоких оборотах поток газов изменяется, и время может быть изменено соответствующим образом.
Путем изменения точки, в которой клапаны открываются и закрываются, эффект потока воздуха, поступающего в цилиндр, и выхлопа, выходящего на высокой скорости, можно использовать для нагнетания большего количества воздуха и топлива аналогично турбонаддуву.
Это называется опережением клапана, запаздыванием и перекрытием, и в результате достигается большая мощность, когда двигатель работает на высоких оборотах, без ущерба для плавности и эффективности на низких оборотах.
Существует множество различных способов физического управления фазами газораспределения, включая несколько смещенных от центра выступов распределительного вала, распределительные валы, которые частично вращаются независимо от поршней, или шестерни на концах распределительных валов для опережения или замедления синхронизации кулачков.