V-tec, vanos і vvt-i як же вони всі працюють
Системи зміни фаз газорозподілу стали революцією для двигунів внутрішнього згоряння, а популярними вони стали завдяки японським моделям 90-их. Але як же найвідоміші системи відрізняються в роботі один від одного?
Двигуни внутрішнього згоряння з самого свого створення були максимально ефективними. Середній ККД таких моторів дорівнює 33 відсоткам - вся інша енергія, створена згоряє паливо-повітряною сумішшю, марнується. Тому будь-який спосіб зробити ДВС більш енергоефективним був затребуваний, а система зміни фаз газорозподілу стала одним з найбільш вдалих рішень.
Ціна: 1138 руб.
Купити на aliexpress.com
Система змінює фази газорозподілу (момент, в який кожен клапан відкривається і закривається під час робочого циклу), їх тривалість (момент, коли клапан відкритий) і підйом (наскільки клапан може відкритися).
Як ви знаєте, впускний клапан в двигуні запускає в циліндр паливо-повітряну суміш, яка потім стискається, спалюється і виштовхується в відкривається випускний клапан. Ці клапана наводяться в рух штовхачами, якими управляє распредвал, використовуючи набір кулачків для ідеального співвідношення закриття і відкриття.
На жаль, звичайні розподілвали робляться таким чином, що можна управляти тільки відкриттям клапанів. В цьому і полягає проблема, так як для максимальної ефективності клапана повинні закриватися і відкриватися по-різному на різних оборотах двигуна.
Наприклад, на великій швидкості роботи мотора впускний клапан потрібно відкривати дещо раніше через те, що поршень рухається настільки швидко, що не дає потрапити всередину достатній кількості повітря. Якщо клапан відкрити трохи раніше, то в циліндр потрапить більше повітря, що збільшить ефективність згоряння.
Тому замість компромісу між розподільними для великих і малих оборотів з'явилася система зміни фаз газорозподілу, визнана однією з найбільш ефективних у цій галузі. Різні компанії по-різному інтерпретували цю технологію, тому давайте розберемося з найпопулярнішими з них.
Рішення від Honda полягало в формі распредвала, так як кожен распредвал мав два набору кулачків, зміна між якими відбувалася в залежності від оборотів двигуна. VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control) за допомогою гідравліки вибирає між одним набором кулачків, коли мотор працює на низьких оборотах, і іншим, коли він наближається до червоної зони. Така система в свою чергу дозволила одночасно і знизити витрату палива, і підвищити показники потужності при використанні одного распредвала, зробивши мотори Honda дуже різнобічними.
Гідравлічне перемикання контролюється блоком управління, який використовує інформацію про тиск масла, температурі двигуна, швидкості автомобіля і оборотів двигуна. Після цього програма вирішує, який із двох варіантів кулачків використовувати, використовуючи соленоїд, який відправляє масляне тиск за допомогою специфічного клапана, а потім замикає механізм штифтом, закріплюючи вибір за одним з варіантів.
Така зміна варіантів кулачків мала на увазі, що двигуни Honda з VTEC в найвищому діапазоні оборотів видають максимальну потужність, якраз після того, як система "спрацьовує". І нехай ефект від неї не такий, як від турбіни, але багато фанатів все одно залишаться вірні VTEC-моторам, розповідаючи про те, як вони їдуть на найвищих обертах.
Система зміни фаз газорозподілу від Toyota створена шляхом використання шестерень распредвала для зміни відносин між ременем або ланцюгом ГРМ і розподілвалом. Спеціальний ротор всередині шківа распредвала може обертатися під навантаженням від пружини, повертаючи распредвал на додаткові кілька градусів, затримуючи або випереджаючи взаємодія між зубами шківа і обертається ланцюга.
Така система зсуву фаз газорозподілу, при якій внутрішній ротор в шківі распредвала може впливати на стан распредвала, тим самим змінюючи час взаємодії кулачків і штовхачів, застосовується на багатьох моторах Toyota. Вперше технологія була представлена на двигуні 2JZ-GE, що встановлюється на знамениту Toyota Supra в кузові A80.
Vanos (або Variable Nockenwellensteuerung) - спроба компанії BMW створити систему зміни фаз газораспрделенія, і вперше вона була застосована на моторі M50, що встановлюється на 5-серію в 90-их роках минулого століття. Він також використовує принцип затримування або випередження взаємодії механізмів ГРМ, але з використанням зубчастої передачі всередині шківа распредвала, яка рухається разом або проти распредвала, змінюючи фази роботи. Цей процес контролюється електронним блоком управління, який використовує тиск масла для руху зубчастої передачі вперед або назад.
Як і у випадку з іншими системами, левередж рухається вперед для того, щоб відкривати клапана трохи раніше, збільшуючи кількість повітря, що надходить в циліндри і збільшуючи вихідну потужність двигуна. Насправді, спочатку BMW представили одиночний Vanos, який працював тільки на впускному распредвали в певних режимах на різних оборотах двигуна. Німецька компанія пізніше розробила систему з двома Vanos, яка вважається більш просунутою, так як впливає на обидва распредвала, а також регулює положення дросельної заслінки. Подвійний Vanos був створений для S50B32, який ставили на BMW M3 в кузові E36, а також Z3 M.
Зараз практично у кожного великого виробника є власною назву для системи фаз газорозподілу - у Rover це VVC, у Nissan - VVL, а Ford розробили VCT. І в цьому немає нічого дивного, враховуючи, що це одна з найбільш вдалих знахідок для двигунів внутрішнього згоряння. Завдяки їй виробники змогли і зменшити витрату, і збільшити потужність своїх моторів.
Але з приходом пневматичного управління клапанами ці системи підуть на спокій. Однак зараз - якраз їх час.