Изменение фаз газораспределения: Система изменения фаз газораспределения/ Variable Valve Timing, VVT

Ошибка

• Автомобиль — модели, марки
• Устройство автомобиля
• Ремонт и обслуживание
• Тюнинг

• Аксессуары и оборудование
• Компоненты
• Безопасность
• Физика процесса

• Новичкам в помощь
• Приглашение
• Официоз (компании)
• Пригородные маршруты

• Персоны
• Наши люди
• ТЮВ
• Эмблемы

•  
• А
• Б
• В
• Г
• Д
• Е
• Ё
• Ж
• З
• И
• Й
• К
• Л
• М
• Н
• О
• П
• Р
• С
• Т
• У
• Ф
• Х
• Ц
• Ч
• Ш
• Щ
• Ъ
• Ы
• Ь
• Э
• Ю
• Я

Навигация

• Заглавная страница
• Сообщество
• Текущие события
• Свежие правки
• Случайная статья
• Справка

Личные инструменты

• Представиться системе

Инструменты

• Спецстраницы

Пространства имён

• Служебная страница

Просмотры

Перейти к: навигация, поиск

Запрашиваемое название страницы неправильно, пусто, либо неправильно указано межъязыковое или интервики название. Возможно, в названии используются недопустимые символы.

Возврат к странице Заглавная страница.

Если Вы обнаружили ошибку или хотите дополнить статью, выделите ту часть текста статьи, которая нуждается в редакции, и нажмите Ctrl+Enter. Далее следуйте простой инструкции.

Интеллектуальная система изменения фаз газораспределения

18.10.2004
«Интеллектуальная Система изменения фаз газораспределения»
 
— так можно перевести аббревиатуру VVT-I 
(Variable Valve Timing-intelligent System)
, которую можно часто встретить,открыв капот  японского автомобиля.
На автомобиле PRIUS применяется именно эта система,которая позволяет улучшить технические характеристики двигателя при различных режимах работы.
 
Рассмотрим общее устройство системы:
 
  
   Бортовой компьютер (ECU), для изменения фаз газораспределения, получает информацию о работе двигателя от всех датчиков,в том числе от:
—        датчик положения распределительного вала
—        датчик положения коленчатого вала
,-которые в определенный момент являются для него основными.
Собрав информацию и сравнив ее с «картой работы VVT-system», бортовой компьютер передает команду управления на клапан давления масла ( Camshaft Timing Oil Control Valve):
 
 
  
   Моторное масло из общей масляной системы и через этот клапан поступает вVVT-I controller, общий вид которого приведен ниже:
 
 
  
   В зависимости от того давления масла,которое на данный момент времени перепустил Camshaft Timing Oil Control Valve и происходит поворот впускного распределительного вала на определенный угол:
 
 
  
   Надо сказать,что система VVT-I  не «единственная в своем роде».
Существует еще несколько систем «интеллектуального» изменения фаз газораспределения с другими названиями.
 
   На автомобилях Honda таких систем используется (применяется) несколько : DOHC VTEC, SOHC VTEC, VTEC-E.
Весьма интересная трехступенчатая система изменения фаз газораспределения под названием « 3-stage VTEC» .
При нормальном режиме работы двигателя (невысокая нагрузка), из двух впускных клапанов работает только один:
 
 
  
   При переходе к средним нагрузкам, масло через  перепускной соленоид,расположенный так же,как и на Prius — в «теле» головки блока цилиндров, подается по одному каналу и работать начинают уже два клапана:
 
 
   Как только нагрузка увеличивается до максимальной (или близко к этому), то масло начинает идти по двум каналам и два впускных клапана поднимаются уже на бОльшую высоту,обеспечивая тем самым лУчшие характеристики двигателя:
 
  
   Особенности этой системы заключаются в использовании одного распределительного вала и четырех клапанов на цилиндр,в применении трех кулачков на два впускных клапана.
Кстати, приблизительно такая же система используется и на Nissan под названием 
NEO VVL :
                     
 
                                                                 
 
        

   Кстати,если в аббревиатуре встречается буква «L»,то это означает,что система изменения фаз газораспределения «одна из самых продвинутых»,потому что она не только изменяет время открытия впускных клапанов,но и регулирует высоту их подъема (как в системе 3-stage).
О новой системе под названием : » MV2T», в которой применяется шаговый электродвигатель для изменения фаз газораспределения, будет рассказано в новой статье.
 

Книги по ремонту автомобилей


Информация

Новости

1. Обновление MotorData Professional октябрь 2022

   Информация об обновлении MotorData Professional за октябрь 2022 года

2. Легион-Автодата провела премьеру новой программы ‘MotorData Нормы времени’ на выставке MIMS 2022

   22-25 августа 2022 г. компания «Легион-Автодата» приняла участие в выставке..

Статьи

1. Toyota Mark 2 Blit 1JZ-FSE 2002. Плохо заводится, система зажигания

   Плохо заводится система зажигания на примере Toyota Mark 2 Blit 1JZ-FSE 2002

2. Mitsubishi L-300, 4G-64, 1992. После переборки двигателя, высокая частота холостого хода, при движении на ХХ – глохнет Или основы диагностики на практическом примере. Часть 2

   Основы диагностики на практическом примере Mitsubishi L-300 часть 2

Система изменения фаз газораспределения — как работает VVT

Сердце большинства современных автомобилей — двигатель внутреннего сгорания, значительно продвинулся вперед за свою столетнюю историю.

В этой серии статей описываются некоторые ключевые инновации в технологии двигателей, а затем рассматриваются альтернативы двигателю внутреннего сгорания. На этой неделе, как работает система изменения фаз газораспределения.

Ознакомьтесь с другими деталями этой серии:

Технология сквозь время: впрыск топлива
Технология сквозь время: наддув
Технология сквозь время: турбонаддув
Технология сквозь время: водородные топливные элементы

Цель

Чтобы двигатель внутреннего сгорания вырабатывал энергию, воздух должен поступать, а выхлопные газы должны выходить из камеры цилиндра. Открытие и закрытие этих впускных и выпускных каналов контролируются клапанами, известными как впускные и выпускные клапаны соответственно.

Без системы изменения фаз газораспределения эти впускные и выпускные клапаны будут работать одинаково независимо от числа оборотов двигателя (оборотов в минуту) или условий движения. Это не идеально, так как водителю может потребоваться другое поведение двигателя в диапазоне оборотов. Например, при высоких оборотах водитель может желать большей мощности, в то время как экономия топлива может быть приоритетом при низких оборотах и ​​меньшей нагрузке на двигатель.

Простой клапан и поперечное сечение двигателя.

Регулировка фаз газораспределения обеспечивает различные режимы работы за счет изменения работы впускных и выпускных клапанов на разных оборотах двигателя. Таким образом, он помогает оптимизировать производительность двигателя, одновременно улучшая топливную экономичность и выбросы.

История

Alfa Romeo Spider 2000 был первым серийным автомобилем с системой изменения фаз газораспределения.

Необходимость изменения фаз газораспределения была осознана еще в 1924 года, когда американцы запатентовали клапан с изменяемой продолжительностью открытия для двигателя внутреннего сгорания. В 1980 году Alfa Romeo Spider 2000 стал первым серийным автомобилем, оснащенным системой изменения фаз газораспределения.

Как это работает?

Производители автомобилей, как правило, используют собственные названия для технологии изменения фаз газораспределения. Например, Toyota использует систему «VVT-I» (переменная синхронизация клапанов с интеллектом), в то время как Honda, как известно, называет свою систему «VTEC» (переменная синхронизация клапанов и электронное управление подъемом).

Toyota Chaser был одним из первых автомобилей, получивших версию технологии VVT-i.

Несмотря на то, что эти системы могут иметь некоторые различия в реализации, все они основаны на одних и тех же базовых технологиях и инженерных принципах.

Чтобы впускной и выпускной клапаны открывались и закрывались, они соединены с вращающимся распределительным валом, расположенным над клапанами.

Знаменитая технология Honda VTEC используется во всех моделях.

Технология изменения фаз газораспределения управляет тремя ключевыми характеристиками впускных и выпускных клапанов:

• Моменты газораспределения — моменты движения поршня, при которых клапаны открываются и закрываются.
• Длительность клапана — как долго клапаны остаются открытыми.
• Подъем клапана — насколько физически открываются клапаны (отверстие их открытия).

Для этого различные датчики, такие как датчики расхода воздуха и положения распредвала, подают информацию в ЭБУ автомобиля (блок управления двигателем), который затем использует различные механизмы для управления вышеупомянутыми характеристиками клапанов. Например, система Honda VTEC физически перемещает распределительный вал, чтобы увеличить подъем клапана.

Очень простой обзор того, как работает VTEC.

Будущее

В настоящее время системы изменения фаз газораспределения основаны на манипулировании распределительным валом для косвенного изменения трех ключевых характеристик клапана, описанных выше. Это, в свою очередь, ограничивает изменчивость клапана. Вместо этого будущие системы изменения фаз газораспределения могут обеспечить прямое управление каждым клапаном (иногда называемое «двигателем без кулачков» или «двигателем со свободным клапаном»), что обеспечит бесконечную вариативность и, следовательно, лучшую производительность двигателя.

Считаете ли вы, что система изменения фаз газораспределения может еще больше увеличить срок службы двигателя внутреннего сгорания, или электродвигатель остановит его как вкопанный? Расскажите нам, что вы думаете в комментариях.

Регулировка фаз газораспределения — UnderhoodService

Блок фазовращателя на конце кулачка использует давление масла для опережения или замедления фаз газораспределения для изменения фаз газораспределения, длительности и перекрытия.

Один из способов, с помощью которого автопроизводители выжимают из двигателя больше лошадиных сил и крутящего момента, заключается в добавлении системы регулирования фаз газораспределения (VVT) к клапанному механизму. Обычный распределительный вал имеет фиксированный подъем клапана, продолжительность и синхронизацию; Таким образом, шлифовка — это всегда компромисс между экономией топлива, производительностью и выбросами. Но с помощью VVT продолжительность, перекрытие клапанов и фазы газораспределения можно изменять на ходу, чтобы оптимизировать работу двигателя при различных оборотах, нагрузках и условиях эксплуатации.

Фаза газораспределения может быть увеличена на низких оборотах для лучшего отклика дроссельной заслонки и крутящего момента. Продолжительность клапана можно увеличить на более высоких оборотах двигателя, чтобы улучшить дыхание и мощность. Время газораспределения также можно отставать, когда двигатель находится под нагрузкой, чтобы уменьшить выбросы NOx (и устранить необходимость в клапане EGR).

На двигателях DOHC с отдельными фазовращателями для впускных и выпускных кулачков модуль управления трансмиссией может независимо опережать или замедлять впускные и выпускные кулачки. Это изменяет центральную линию между кулачками и угол разделения лепестков, что, в свою очередь, изменяет перекрытие клапана и продолжительность. На двигателях с SOHC и толкателями, таких как двигатели GM GEN IV 5,3 л и 6,0 л, один и тот же кулачок управляет как впускными, так и выпускными клапанами. Это означает, что перемещение кулачка вперед или назад одновременно изменяет синхронизацию впуска и выпуска.

Новые фазовращатели в настоящее время являются единственным доступным вариантом ремонта, если вам нужно заменить изношенный или неисправный фазовращатель.

ФАЗЕРЫ КУЛАЧКОВ

Большинство систем VVT, с которыми вы, вероятно, столкнетесь, будут с гидравлическими фазовращателями, хотя некоторые (например, системы Lexus VVT) используют электрический привод для опережения или замедления фаз газораспределения. Фазер кулачка изменяет распределительный вал и фазы газораспределения, слегка поворачивая относительное положение распределительного вала вперед или назад по сравнению с его нормальной базовой настройкой фаз газораспределения. Фазер является частью системы кулачкового привода и установлен на шестерне кулачкового привода или звездочке. Существует несколько основных конструкций:

• Фазеры с косозубыми шестернями: они используются во многих старых приложениях и по существу являются исполнительными механизмами «включено» или «выключено». Когда давление масла воздействует на зубчатый механизм внутри фазера, оно заставляет винтовую шестерню двигаться. Обычно это замедляет синхронизацию кулачка на 20–30 градусов. Затем пружина возвращает кулачок в нормальное положение после сброса давления масла.

• Фазеры с лепестковым ротором: в этой конструкции корпус фазера обычно имеет четыре камеры с подвижным четырехлопастным ротором внутри. Когда давление масла направляется в камеры, оно толкает лопастной ротор в одну или другую сторону, чтобы опережать или замедлять синхронизацию кулачка. Многие из этих устройств обеспечивают постепенные изменения синхронизации, которые могут варьироваться от нуля градусов опережения или замедления до полного опережения или замедления. Изменения синхронизации могут варьироваться от 20 градусов до 60 градусов в некоторых приложениях.

Износ между лопастями и корпусом фазовращателя допускает внутреннюю утечку масла, которая может помешать фазовращателю двигаться вперед или задерживать синхронизацию кулачка должным образом. поскольку давление масла подается на камеры по обе стороны от лопаток. Фазер обычно имеет пять лопастей, которые выступают наружу из ротора, причем каждая лопасть расположена в собственной масляной полости.

В лопастных и лопастных фазерах имеется внутренний штифт, который удерживает ротор в положении базовой синхронизации, когда давление масла не подается. Это предотвращает движение ротора и шум при запуске двигателя и на холостом ходу. Когда на фазер подается давление масла, он выталкивает установочный штифт из установочного отверстия и позволяет ротору двигаться.

КАК РАБОТАЕТ VVT

Большинство систем VVT не задействованы, когда двигатель работает на холостом ходу, и остаются в заблокированном или базовом режиме синхронизации. Кроме того, в фазорегуляторах с гидравлическим приводом система VVT обычно не активна до тех пор, пока двигатель не достигнет нормальной рабочей температуры. По мере изменения частоты вращения двигателя и/или нагрузки PCM анализирует входные данные различных датчиков и дает команду соленоидам клапана управления потоком масла открыться. Соленоиды клапана управления потоком масла расположены рядом с фазовращателями на крышке ГРМ или крышках клапанов.

Когда электромагнитный клапан открывается, давление масла направляется на фазовращатель, а синхронизация кулачка смещается вперед или назад в зависимости от  того, как давление масла направляется в камеры внутри фазовращателя, а также от конструкции фазовращателя и клапана управления маслом. В приложениях, которые предлагают постепенное изменение фаз газораспределения, клапан управления потоком масла имеет широтно-импульсную модуляцию. Изменение рабочего цикла соленоида регулирует поток масла через фазовращатель и определяет, насколько опережает или отстает синхронизация кулачка.

Замена «плохого» фазовращателя фаз газораспределения может не решить проблему с VVT, если реальная проблема связана с засорением, залипанием или неисправностью соленоида клапана управления потоком масла.

ПРОБЛЕМЫ VVT

Как бы просто это ни звучало, код неисправности, связанный с VVT, может быть вызван множеством вещей:

• Электрические проблемы с датчиком положения кулачка (CMP): PCM должен получить точный сигнал положения кулачка для контроля работы системы VVT. Если датчик вышел из строя или показывает неточные показания, он может установить код неисправности ошибки положения распределительного вала.

Датчики положения кулачка могут быть магнитными или датчиками Холла. Вы можете проверить сопротивление магнитного датчика омметром (обычно от 500 до 900 Ом). Магнитный датчик также должен генерировать выходное напряжение переменного тока не менее 20 мВ на холостом ходу, что можно увидеть на осциллографе или сканирующем приборе, который может отображать сигналы напряжения.

Датчики Холла выдают цифровой сигнал, который можно проверить на осциллографе или сканирующем приборе, который может отображать данные датчиков. На выходе должен быть прямоугольный сигнал вкл/выкл. Если транспортное средство также предоставляет PID положения кулачка, и ваш диагностический прибор может его прочитать, проверьте значение, чтобы увидеть, имеет ли оно смысл и изменяется ли оно с оборотами и/или нагрузкой.

• Электрические проблемы с подачей напряжения, заземлением или жгутом проводов к соленоиду(ам) управления потоком масла : Если соленоид не открывается и не закрывается по команде, это предотвратит попадание давления масла на кулачок фазер. Это также установит код неисправности ошибки положения распределительного вала.

• Низкое давление масла из-за низкого уровня масла в картере, изношенного масляного насоса, изношенных коренных подшипников или изношенных кулачковых подшипников: Гидравлические фазовращатели требуют хорошего давления масла для изменения их положения. Если они этого не получат, синхронизация камеры не изменится. Проверьте уровень масла в картере, и если он низкий, долейте масло и проверьте, нет ли утечек масла. Если добавление масла не исправит ситуацию, возможно, фазеры не получают достаточного давления масла из-за других только что упомянутых условий. Подсоедините манометр к порту блока подачи масла и проверьте, соответствует ли давление масла техническим характеристикам. Если это не так, двигатель имеет внутренние проблемы, которые необходимо исправить.

• Использование моторного масла неправильной вязкости: В большинстве двигателей последних моделей используются масла с низкой вязкостью, такие как 5W-20 или 0W-20. Использование более тяжелого масла с различной вязкостью, такого как 10W-30, может замедлить реакцию фазовращателя и установить код неисправности.

• Отсутствие замены масла : Несвоевременная замена масла может привести к накоплению осадка внутри фазеров. Из-за этого фазеры могут медленно реагировать на команды изменения синхронизации или даже застревать в фиксированном положении.

• Запорные клапаны и экраны: Мусор, шлам или лак могут блокировать или блокировать клапан управления потоком масла или входные экраны кулачкового фазовращателя, препятствуя правильной работе фазовращателей.

Комплекты ограничителей фазовращателя кулачка могут ограничивать величину движения опережения/замедления фазовращателя. Это позволяет устанавливать кулачки с большей подъемной силой и более длительным сроком службы в двигателях с узкими зазорами между клапанами и поршнями. вызывает установку кода неисправности положения распределительного вала.

• Физический износ или повреждение: Физический износ или повреждение внутри корпуса кулачкового фазовращателя может препятствовать его вращению, прилипать или вызывать шум в устройстве. Сломанная возвратная пружина может помешать возврату в исходное положение.

Думайте о лопастном или лопастном кулачковом фазере как о масляном насосе героторного типа с задним ходом. Героторный масляный насос создает давление масла при вращении насоса. Для сравнения, кулачковый фазовращатель вращается, когда на ротор подается давление масла. Из-за этого зазоры между корпусом и ротором должны быть достаточно плотными, иначе внутренние потери давления отрицательно скажутся на работе агрегата.

В кулачковых фазовращателях с лопастным ротором и лопастями износ корпуса фазовращателя, лопастей или лепестков снижает способность устройства выдерживать давление и нормально функционировать. Установочный штифт, который удерживает ротор в нейтральном положении, также может изнашиваться или срезаться, или отверстие, в которое вставляется штифт, может стать удлиненным или изношенным, что не позволит ему удерживать базовую синхронизацию. Это может сделать фазовращатель шумным на холостом ходу, а также привести к неустойчивому фазе газораспределения.

Некоторые последние модели двигателей Ford объемом 4,6 л, 5,4 л и 6,8 л имеют серьезные проблемы с шумом на холостом ходу из-за износа внутри фазовращателей VVT. Двигатель часто гремит, как дизель, на холостом ходу из-за фазовращателей. Часто правый фазер более шумный, чем левый.

Ford TSB 06-19-8 описывает проблему стука фазовращателя и рекомендует заменить фазовращатели, чтобы устранить шум холостого хода. Но на многих двигателях с большим пробегом фазовращатели могут работать неправильно из-за изношенных отверстий под подшипники кулачков в головках цилиндров. На этих двигателях нет сменных кулачковых подшипников, поэтому при износе посадочных отверстий головки блока цилиндров подлежат замене. Однако головки можно снять и обработать для установки подшипников. Отверстия кулачков также могут быть заварены и восстановлены до их первоначальных размеров, чтобы восстановить нормальное давление масла в шейках кулачков и фазовращателях. Замена переднего масляного насоса оригинального оборудования насосом большего объема также может помочь исправить эту ситуацию.

ЗАМЕНА ФАЗЕРОВ КУЛАЧКОВ

Фазеры кулачков являются дорогостоящими узлами для замены, стоимость каждого из которых составляет от 100 до 300 долларов США в зависимости от области применения. Различные поставщики вторичного рынка имеют сменные фазовращатели в своих продуктовых линейках, но большинство фазеров, которые доступны в настоящее время, предназначены для отечественных двигателей (Ford, GM и Chrysler).

Хотя некоторые люди пытались восстановить изношенные или поврежденные фазовращатели, OEM-производители относятся к ним как к герметичным узлам, поэтому нет доступных внутренних запасных частей или ремонтных комплектов. Следовательно, если вы обнаружите неисправный фазовращатель на автомобиле клиента, вы должны заменить его.

МОДЫ ФАЗЕРА КУЛАЧКА

Фазеры кулачка обычно опережают или замедляют синхронизацию кулачка на 20-30 градусов, а в некоторых приложениях даже на 60 градусов. При таком сильном перемещении кулачка зазоры между клапаном и поршнем могут быть плотными, особенно если кто-то хочет модифицировать двигатель с помощью кулачка с большей подъемной силой и увеличенным сроком службы. Чтобы решить эту проблему, несколько поставщиков вторичного рынка разработали ограничитель фазы кулачка или комплекты блокировки, которые либо ограничивают опережение/замедление VVT, либо полностью исключают его. Эти комплекты НЕ должны использоваться в качестве «исправления» для шумного или неисправного кулачкового фазовращателя. Они предназначены только для приложений производительности.

Разборка кулачковых фазовращателей и установка стопорной пластины или блокировочных заглушек сводит на нет цель системы VVT и превращает фазовращатель в надежную зубчатую передачу. Это сводит на нет положительные преимущества изменения фаз газораспределения и может рассматриваться как вмешательство в выбросы уличного транспортного средства. PCM также необходимо перепрограммировать, если был установлен комплект блокировки VVT, чтобы PCM не пытался изменить синхронизацию кулачка и установить коды неисправности, связанные с VVT, потому что кулачки не меняют время.

Меньшая задержка с двигателями с турбонаддувом с регулируемым клапаном

Турбо-задержка и плохая реакция дроссельной заслонки на низких оборотах двигателя когда-то делали двигатели с турбонаддувом с регулируемым клапаном подходящим только для гонок и высокопроизводительных приложений.

При более низких оборотах меньше выхлопных газов вращает турбину турбонагнетателя. Кроме того, когда водитель закрывает дроссельную заслонку, возникающий вакуум и перепады давления могут еще больше замедлить работу турбины. Это было одним из недостатков небольших двигателей с турбонаддувом, где управляемость важнее, чем пиковая мощность.

VVT помогает поддерживать поток выхлопных газов, улучшая реакцию дроссельной заслонки. Традиционные двигатели с турбонаддувом имеют другие требования к распределительному валу, чем двигатели без наддува. Обычные двигатели с форсированным двигателем не требуют большой продолжительности или перекрытия клапанов, чтобы заполнить цилиндры, потому что турбокомпрессор (или нагнетатель) выполняет толчок. Меньшее перекрытие клапанов также помогает турбонагнетателю быстрее раскручиваться, уменьшая турболаг, когда вы его опускаете.

С перекрытием клапана VVT можно поддерживать вращение выхлопной турбины. Поддерживая вращение турбонаддува, улучшается отклик крутящего момента на низких оборотах. Это может помочь двигателю малого рабочего объема чувствовать себя более отзывчивым и мощным. В сочетании с перепускным клапаном с электронным управлением почти все турбо лаги могут быть устранены.

Текущие автопроизводители, использующие эту стратегию, включают:

• Ford
• ГМ
• Субару
• БМВ
• Фиат/Крайслер
• Лексус
Удаление EGR с регулируемыми клапанами

Одним из элементов, который уступает место насосу для сбора дыма, является клапан рециркуляции отработавших газов (EGR). Устранение клапана EGR является результатом способности VVT контролировать газы, входящие и выходящие из камеры сгорания.

Системы рециркуляции отработавших газов предназначены для снижения содержания оксидов азота (NOx), вызывающих смог, путем рециркуляции части выхлопных газов из каждого цилиндра двигателя обратно во впускной коллектор. Этот процесс снижает температуру сгорания до уровня ниже 2500 ° F, выше которого образуются газы NOx, наносящие вред как окружающей среде, так и производительности автомобиля.