Что представляет собой система управления фазами газораспределения

27.10.2020 Советы автомобилисту

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?

Что представляет собой система управления фазами газораспределения

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?

Что представляет собой система управления фазами газораспределения

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

Что представляет собой система управления фазами 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.

Логотип сайта Мои дороги

Увы, комментариев пока нет. Станьте первым!

Добавить комментарий

Данные не разглашаются