Изменяемая фаза газораспределения — что это такое и как она работает?
Чтобы понять, что это за решение, которое все чаще встречается во всех современных конструкциях двигателей, важно вспомнить, для чего нужна система газораспределения. Его основной задачей является подача топливовоздушной смеси в цилиндр, а затем отвод выхлопных газов в выхлопные каналы.
Какое время?
В современных приводных агрегатах используются три основных типа фаз газораспределения: OHV (Overhead Valve), OHC (Overhead Camshaft — верхняя установка фаз газораспределения с одним валом в головке) и DOHC (Double Overhead Camshaft), т.е. верхний распределительный вал). Кроме того, в традиционном газораспределении может использоваться специальная операционная система для регулирования времени открытия впускного клапана — это называется регулируемым газораспределением. Первая такая система появилась в 1981 году в Alfa Romeo Spider. Восемь лет спустя система изменения фаз газораспределения (как система VTEC) была представлена Honda, а затем появилась в BMW (Doppel-Vanos) и Toyota (VVT-i).
Как это работает?
Механизм изменения фаз газораспределения регулирует время открытия и закрытия клапанов в зависимости от нагрузки двигателя и частоты его вращения. Он приводится в действие давлением масла, а его поступление в механизм контролируется электромагнитным клапаном, управляемым компьютером управления двигателем. Меняется время заполнения и опорожнения цилиндра: при низких оборотах двигателя впускной клапан открывается позже и закрывается раньше, чем при более высоких оборотах двигателя. Следовательно, получается плоская кривая крутящего момента, что на практике означает, что больший крутящий момент доступен уже при более низких оборотах двигателя. Это приводит к увеличению гибкости двигателя при одновременном снижении расхода топлива.
Работа системы изменения фаз газораспределения варьируется от производителя к производителю. В системе Honda VTEC два набора кулачков управления клапанами расположены на валу. Они переключаются после превышения 4500 об/мин, поэтому двигатель динамичный на высоких оборотах. Аналогично работает система изменения фаз газораспределения в автомобилях Mitsubishi (с маркировкой MIVEC) и Nissan (VVL). В свою очередь, в решениях, предложенных Toyota (VVT-i), Ford (Zetec SE), BMW (Double-Vanos) или Alfa Romeo (Super Fire), время открытия и закрытия клапана регулируется гидравлическим фазовращателем (и не наборы кулачков, как в случае с Honda VTEC). Задает угол наклона вала, на котором размещены кулачки: в случае более простых систем программируется несколько фиксированных углов наклона вала, которые меняются в зависимости от оборотов, в более сложных – угол наклона меняется плавно . Наконец, Honda и улучшенная система i-VTEC. Он объединяет кулачки на валу с гидравлической системой, позволяющей изменять любой угол наклона распределительного вала, т.е. плавно подстраивать фазы фаз газораспределения к оборотам двигателя.
Для чего это используется?
Изменяемая фаза газораспределения используется для оптимизации параметров сгорания воздушно-топливной смеси, что приводит к улучшению динамики силового агрегата при одновременном снижении расхода топлива. В настоящее время это решение все чаще используется во всех современных конструкциях двигателей. Механизм изменения фаз газораспределения обеспечивает лучшее наполнение цилиндров топливно-воздушной смесью по сравнению со стандартными решениями, обремененными усредненными значениями частоты вращения и нагрузки двигателя.
Каковы недостатки?
Из-за сложной конструкции систем изменения фаз газораспределения их возможный ремонт связан со значительными затратами, в том числе из-за того, что он производится только в специализированной мастерской или авторизованном сервисе. Минусом также является стоимость покупки автомобиля, как нового, так и неоригинального: они дороже своих собратьев без изменения фаз газораспределения.
Что ломается?
Симптомами неисправности системы могут быть шумы при работе холодного двигателя, а также его нестабильная работа (или отключение) на холостом ходу. Иногда также могут быть проблемы с запуском привода или потеря мощности. В свою очередь, физическими доказательствами повреждения системы изменения фаз газораспределения являются утечки масла из регулятора фаз газораспределения или электромагнитного клапана.
