Клапаны на… клапаны?
Название этой статьи только на первый взгляд кажется бессмысленным. На самом же деле речь идет о самых реальных проблемах, т.е. о системах изменения фаз впускных или выпускных клапанов, или обоих, в которых в большинстве случаев используются… переключающие клапаны. Благодаря их работе можно снизить расход топлива и увеличить мощность силового агрегата, подстраивая газообмен в цилиндрах к текущим условиям работы двигателя. В большинстве решений коррекция угла составляет от 20 до 30 градусов на распредвале и от 40 до 60 градусов на коленвале.
Куда крепить…
Системы, в которых используются системы изменения фаз впускных или выпускных клапанов (а также совместно), применяются в различных типах привода ГРМ, т.е. реализуются зубчатым ремнем и цепью. Распределительные клапаны установлены непосредственно в головке блока цилиндров, а также интегрированы в масляный контур. Они используются для управления переключаемыми элементами двигателя (обычно двухступенчатые, хотя доступны и полностью жидкостные системы). Клапаны переключения управляются блоком управления двигателем, который анализирует широкий спектр параметров. Среди последних наиболее важными являются, в частности, частота вращения двигателя, нагрузка и рабочая температура. Также анализируется скорость, с которой движется автомобиль.
… И как это работает?
Конструкция переключающих клапанов не сложна. Они состоят из двух основных компонентов: электромагнита и гидравлической части. По мере прохождения тока через клапан масло подается от масляного насоса к механизмам переключения. В результате их разблокировки открывается маслопровод от насоса. Однако, когда ток не течет, последний закрыт, и масло стекает в масляный поддон под небольшим давлением. Что касается сроков внесения отдельных изменений, то они в основном зависят от механики самого клапана, а также характеристик гидравлического контура. Также важно иметь возможность быстро повторять операции переключения в соответствии с рабочими характеристиками данного привода.
Важная точность
К отдельным компонентам, устанавливаемым в каждом автомобиле, предъявляются определенные требования. То же самое и с переключающими клапанами. Здесь главным требованием является значительная точность и, прежде всего, быстрота действий. По идее, переключающие вентили должны срабатывать с кратчайшей задержкой и, кроме того, с минимально возможным током. В самых современных конструкциях – с т.н. бесступенчатая, электрогидравлическая система управления, применяется специальная двухступенчатая процедура активации. О чем это? Вначале через вентиль протекает слаботочный ток (так называемый ток поляризации), задачей которого является предварительное намагничивание вентиля, но — что немаловажно — без его срабатывания. Только когда клапан переключается, на него подается большой ток. Благодаря такому решению он может работать быстро и точно заданным образом, читай: плавно. Разумеется, сам момент переключения клапана контролируется контроллером двигателя, который собирает информацию о его временных режимах работы. После срабатывания переключающего клапана ток снижается до исходного состояния, а при отключении переключающего клапана клапан открывается.
