Что такое Valvetronic, как он работает и зачем нужен? Разбираемся на примере мотора BMW N42B18
58 02.07.2018
Что такое Valvetronic, как он работает и зачем нужен? Разбираемся на примере мотора BMW N42B18
С 2000 годов компания BMW начала активную борьбу за эффективность своих моторов, бензиновых и дизельных. На какие только ухищрения они не шли. Так, в 2001 году были представлены 4-цилиндровые атмосферные бензиновые моторы семейства N42, которые получили всё лучшее, что изобрели инженеры их Мюнхена.
Так, моторы BMW N42B18 и BMW N42B20, стали обладателями «Двойного Ваноса» (Double Vanos) – прежде 4-цилиндровые моторы BMW без этой «топовой» системы изменения фаз газораспределения. Вдобавок в ГБЦ поместили сложных механизм системы Valvetronic – это было ее первое появление на серийных моторах. Казалось бы, все удалось. 1,8-литровый атмосферник N42B18 впечатлил судей конкурса «Лучший двигатель года», за что его признали победителем в номинации «от 1,4 до 1,8 литров».
Особенности мотора N42B18 мы подробно обсуждаем в нашем видеоролике
Проблемы мотора N42
Казалось бы, мотор удался. Он производил впечатление даже несмотря на довольно невысокую мощность – всего 114 л.с. и тягу в 175 Нм. Система Double Vanos, представляющую собой фазовращатели на обоих распредвалах, трудилась ради снижения расхода топлива и улучшения экологических показателей двигателя. Однако надежность системы оказалась невысокой. Так как работой муфт заведует гидравлика, то при появлении протечек через многочисленные резиновые уплотнения на управляющих клапанах система работает некорректно. Вдобавок появляется люфт, а за ним и износ муфт.
Система Valvetronic – это отдельный механизм, расположенный в ГБЦ, который регулирует высоту поднятия впускных клапанов. Такая регулировка необходима для того, чтобы мотор мог обходиться без дроссельной заслонки и отмерять количество попадающего в цилиндры воздуха регулировкой открытия клапанов. Однако баварские инженеры все равно оставили дроссельную заслонку, которая регулирует работу двигателя при холодном пуске, прогреве мотора до рабочей температуры и в аварийном режиме, если Valvetronic выходит из строя.
Собственно механика Valvetronic состоит из электромотора, который через червячную передачу проворачивает эксцентриковый вал. Его эксцентрики воздействуют – нажимают – на промежуточные роликовые рычаги, на нижних концах которых находятся лопатки, давящие уже на рокеры клапанов. Эксцентрики, отклоняя промежуточные рычаги, изменяют плечо, через которое кулачки распредвала давят на клапана и открывают их. Таким образом и регулируется высота открытия впускных клапанов.
Механизм Valvetronic занимает немало места под клапанной крышкой
В системе Valvetronic немало слабых мест. Во-первых, из строя выходит сам электромотор. Его корпус сделан герметичным, чтобы графитовая пыль с его щеток не смешивалась с моторным маслом. Поэтому частички графита собираются в корпусе электродвигателя и через некоторое время «начинают коротить» его. На практике сервопривод Valvetronic ходит не более 150 000 км.
Есть и проблема с износом впускного распредвала, на который постоянно давят мощные возвратные пружины промежуточных рычагов. Они прижимают распредвал к верхним бугелям, в которых отсутствуют каналы смазки. Со временем шейки распредвалов или бугели изнашиваются, появляется критичный зазор.
Вдобавок со временем изнашиваются эксцентрики системы Valvetronic. К тому же возвратные пружины промежуточных рычагов могут попросту отломаться и упасть в полость ГБЦ, при этом отключив впускные клапана, чьи промежуточные рычаги они возвращали в первоначальное положение.
На этом фото запечатлен износ эксцентриков и поломка возвратной пружины механизма Valvetronic.
Другие недостатки мотора BMW N42
Мотор N42 в буквальном смысле слова «горяч»: температура открытия термостата настроена на 95 градусов (на моторах до 12.2001) и на 105 градусов. Это сделано ради повышения тепового КПД мотора. Поэтому мотор BMW N42 легко «кипятит» и залитое в него масло, и «поджаривает» маслосъемные колпачки (сальники) клапанов. Масло в нем может разогреваться до 125°С, что приводит к его быстрой деградации. Следовательно, в него можно заливать только качественное масло с правильным допуском и менять его каждые 10 000 км. Но при пробеге порядка 50 000 – 70 000 км начнется масложор из-за того, что сальники клапанов рассохнутся и перестанут выполнять свои функции. Их придется менять с таким интервалом.
При довольно высокой температуре термостатирования двигатель BMW N42 очень легко перегреть. Тем более что радиаторы имеют свойство быстро и сильно забиваться грязью.
Цепь ГРМ мотора BMW N42 растягивается при пробеге в 100 000 км. Механизм ГРМ начинает «по-дизельному» греметь и шуметь.
Купить контрактный двигатель BMW N42B18 или BMW N42B20 вы можете у компании «Автостронг-М» с гарантией до 30 дней.
autostrong-m.by
Ликбез. Что такое Valvetronic и как это работает?
Как известно, в 2005 году в Европе вступят в силу новые нормы по токсичности Евро-4, и уже сейчас моторостроителей беспокоят способы удовлетворения этим требованиям их серийной продукции. Испытанный прием — очередная перенастройка блока управления — существенно ухудшает мощностные параметры моторов и поэтому больше не приемлема. Переход на непосредственный впрыск бензина в цилиндры увеличивает выбросы окислов азота, и это обстоятельство требует установки на машины более совершенных нейтрализаторов. Эти устройства, чтобы их не вывели из строя примеси серы, содержащейся с избытком в европейском бензине, должны иметь систему регенерации, которая существенно увеличивает их стоимость, а вместе с этим ставит под вопрос саму идею применения системы непосредственного впрыска бензина на моторах.
Компания BMW решила отказаться от впрыска в цилиндры, но вместо этого внедрить на своих моторах новую систему газораспределения, при которой отпадает необходимость в дроссельной заслонке — старом и очень несовершенном узле регулирования подачи поступающей в цилиндры рабочей смеси. Давно было известно, что при неполном открытии заслонки она увеличивала сопротивление проходу воздуха, что приводило к росту расхода топлива и повышению токсичности выхлопных газов, однако это долгое время считалось неизбежным злом.
Повысить экономичности моторов без потерь мощности при удовлетворении норм Евро-4 и сохранении системы впрыска во впускной коллектор инженерам BMW удалось благодаря введению дозирования поступающей в цилиндры рабочей смеси путем изменения высоты подъема впускных клапанов. Сложнейшая задача потребовала разработки специального механизма, который мог бы работать с величайшей точностью, ведь диапазон подъема клапана должен был быть равен 0 — 9,7 мм.
Привычная цепочка «распредвал — коромысло — клапан» была дополнена эксцентриковым валом и промежуточным рычагом. Эксцентриковый вал вращается приводимый от электродвигателя через червячную передачу. В созданной кинематической цепи электромотор, «руководимый» компьютером, поворачивая эксцентриковый вал, увеличивает или уменьшает плечо промежуточного рычага, задавая необходимую свободу перемещения коромыслу, с одной стороны опирающемуся на гидротолкатель, а с другой воздействующему на впускной клапан. Меняется плечо промежуточного рычага — меняется высота подъема клапанов в соответствии с нагрузкой на двигатель.Система Valvetronic — устройство, позволяющее изменять ход клапана в зависимости от числа оборотов коленвала. Благодаря этому, на высоких оборотах достигается наилучшая вентиляция цилиндра, наилучшее его заполнение топливовоздушной смесью. При минимальных оборотах ход клапана минимален. При этом уменьшается эффект перекрытия клапанов, благодаря чему расход топлива минимален. С увеличением числа оборотов величина открытия клапанов увеличивается. При этом уменьшается сопротивление газовым потокам внутри цилиндра, скорость продувки и наполнения цилиндра топливовоздушной смесью возрастает.
Кроме того, увеличивается действие т.н. инерционного эффекта. Топливновоздушная смесь внутри цилиндра запирается клапанами при гораздо большем давлении, ее плотность выше, чем при минимальных оборотах.
Величина открытия клапана = h2
Величина открытия клапана = h3Из рисунков видно, что величина открытия клапана при максимальных оборотах h3 больше, чем при минимальных.
Кулачок, смещающий ось толкателя, имеет электрический привод. Это позволяет задавать угол поворота нелинейным и программировать его индивидуально для каждого двигателя.
Испытания показали, что при 15-процентном повышении себестоимости двигатели с новой системой газораспределения, получившей название Valvetronic, дают 18-процентное снижение расхода топлива при работе на холостом ходу и 10-процентное при работе на частичных нагрузках. Проблема соответствия нормам Евро-4 успешно решена. Улучшилось быстродействие в цепочке «педаль газа — система питания», что благоприятно сказалось на снижении времени реакции автомобиля на действия со стороны водителя. Ну, а как быть с разрежением в коллекторе, необходимом для работы усилителя тормозов? Специально для нужд тормозной системы установили вакуумный насос. Самое интересное, что введя столько нового, старую дроссельную заслонку не убрали из двигателя совсем. Она стала необходима лишь при диагностике системы Valvetronic. На всех режимах работы мотора заслонка всегда «отдыхает», оставаясь полностью открытой.
В ближайшее время система Valvetronic будет внедрена на всех других бензиновых автомобильных двигателях компании BMW. Интересно, чем ответят конкуренты?
www.bmwpower-msk.ru
Что такое Valvetronic, как он работает и зачем нужен? Разбираемся на примере мотора BMW N42B18
1604 02.07.2018
Что такое Valvetronic, как он работает и зачем нужен? Разбираемся на примере мотора BMW N42B18
С 2000 годов компания BMW начала активную борьбу за эффективность своих моторов, бензиновых и дизельных. На какие только ухищрения они не шли. Так, в 2001 году были представлены 4-цилиндровые атмосферные бензиновые моторы семейства N42, которые получили всё лучшее, что изобрели инженеры их Мюнхена.
Так, моторы BMW N42B18 и BMW N42B20, стали обладателями «Двойного Ваноса» (Double Vanos) – прежде 4-цилиндровые моторы BMW без этой «топовой» системы изменения фаз газораспределения. Вдобавок в ГБЦ поместили сложных механизм системы Valvetronic – это было ее первое появление на серийных моторах. Казалось бы, все удалось. 1,8-литровый атмосферник N42B18 впечатлил судей конкурса «Лучший двигатель года», за что его признали победителем в номинации «от 1,4 до 1,8 литров».
Особенности мотора N42B18 мы подробно обсуждаем в нашем видеоролике
Проблемы мотора N42
Казалось бы, мотор удался. Он производил впечатление даже несмотря на довольно невысокую мощность – всего 114 л.с. и тягу в 175 Нм. Система Double Vanos, представляющую собой фазовращатели на обоих распредвалах, трудилась ради снижения расхода топлива и улучшения экологических показателей двигателя. Однако надежность системы оказалась невысокой. Так как работой муфт заведует гидравлика, то при появлении протечек через многочисленные резиновые уплотнения на управляющих клапанах система работает некорректно. Вдобавок появляется люфт, а за ним и износ муфт.
Система Valvetronic – это отдельный механизм, расположенный в ГБЦ, который регулирует высоту поднятия впускных клапанов. Такая регулировка необходима для того, чтобы мотор мог обходиться без дроссельной заслонки и отмерять количество попадающего в цилиндры воздуха регулировкой открытия клапанов. Однако баварские инженеры все равно оставили дроссельную заслонку, которая регулирует работу двигателя при холодном пуске, прогреве мотора до рабочей температуры и в аварийном режиме, если Valvetronic выходит из строя.
Собственно механика Valvetronic состоит из электромотора, который через червячную передачу проворачивает эксцентриковый вал. Его эксцентрики воздействуют – нажимают – на промежуточные роликовые рычаги, на нижних концах которых находятся лопатки, давящие уже на рокеры клапанов. Эксцентрики, отклоняя промежуточные рычаги, изменяют плечо, через которое кулачки распредвала давят на клапана и открывают их. Таким образом и регулируется высота открытия впускных клапанов.
Механизм Valvetronic занимает немало места под клапанной крышкой
В системе Valvetronic немало слабых мест. Во-первых, из строя выходит сам электромотор. Его корпус сделан герметичным, чтобы графитовая пыль с его щеток не смешивалась с моторным маслом. Поэтому частички графита собираются в корпусе электродвигателя и через некоторое время «начинают коротить» его. На практике сервопривод Valvetronic ходит не более 150 000 км.
Есть и проблема с износом впускного распредвала, на который постоянно давят мощные возвратные пружины промежуточных рычагов. Они прижимают распредвал к верхним бугелям, в которых отсутствуют каналы смазки. Со временем шейки распредвалов или бугели изнашиваются, появляется критичный зазор.
Вдобавок со временем изнашиваются эксцентрики системы Valvetronic. К тому же возвратные пружины промежуточных рычагов могут попросту отломаться и упасть в полость ГБЦ, при этом отключив впускные клапана, чьи промежуточные рычаги они возвращали в первоначальное положение.
На этом фото запечатлен износ эксцентриков и поломка возвратной пружины механизма Valvetronic.
Другие недостатки мотора BMW N42
Мотор N42 в буквальном смысле слова «горяч»: температура открытия термостата настроена на 95 градусов (на моторах до 12.2001) и на 105 градусов. Это сделано ради повышения тепового КПД мотора. Поэтому мотор BMW N42 легко «кипятит» и залитое в него масло, и «поджаривает» маслосъемные колпачки (сальники) клапанов. Масло в нем может разогреваться до 125°С, что приводит к его быстрой деградации. Следовательно, в него можно заливать только качественное масло с правильным допуском и менять его каждые 10 000 км. Но при пробеге порядка 50 000 – 70 000 км начнется масложор из-за того, что сальники клапанов рассохнутся и перестанут выполнять свои функции. Их придется менять с таким интервалом.
При довольно высокой температуре термостатирования двигатель BMW N42 очень легко перегреть. Тем более что радиаторы имеют свойство быстро и сильно забиваться грязью.
Цепь ГРМ мотора BMW N42 растягивается при пробеге в 100 000 км. Механизм ГРМ начинает «по-дизельному» греметь и шуметь.
Купить контрактный двигатель BMW N42B18 или BMW N42B20 вы можете у компании «Автостронг-М» с гарантией до 30 дней.
autostrong-m.ru
Как работает система газораспределения Valvetronic BMW
Разработав систему Valvetronic инженеры БМВ произвели мини революцию в системе газораспределения автомобиля. Первый автомобиль, в двигателе которого был реализован новый подход в системе газораспределения был представлен в 2001 году. Можно сказать, что выход нового BMW 316ti Compact послужил толчком к внедрению в Евросоюзе более жестких требований к уровню выбросов СО2, а концерн БМВ стал первопроходцем в создании экологичных двигателей.
Что было предвестником разработки BMW Valvetronic? Дело в том, что коньком всех автомобилей немецкой марки являются высокопроизводительные двигатели. Технология непосредственного впрыска топлива позволяет значительно увеличить мощность двигателя, но побочным эффектом этого является повышенный уровень вредных выбросов в окружающую среду. Ужесточение эконорм в Европе заставило инженеров БМВ искать возможность уменьшить уровень токсичности без потери мощности. В результате на свет появилась новая технология, на порядок улучшающая процесс нейтрализации отработанных газов, получившая название Valvetronic. Единственный минус этой технологии – существенное повышение стоимости автомобиля, что автоматически удорожает ремонт двигателя БМВ.
Принцип работы Valvetronic
До создания системы Valvetronic на автомобилях БМВ, как и на всех других автомобилях, использовалась дроссельная заслонка, регулирующая поступление топливной смеси. Платой за надежную работу этого узла является не экономный расход топлива и запредельно высокий уровень вредных выбросов. Инженеры БМВ приняли решение отказаться от дроссельной заслонки, а поступление топливной смеси регулировать за счет изменения высоты подъема клапанов. Перед ними стояла задача разработать устройство, обеспечивающее плавную регулировку высоты подъема клапанов.
Эта задача была решена за счет внедрения эксцентрикового вала, соединенного с электродвигателем. При вращении вала менялось плечо промежуточного рычага, который опирался одной стороной на толкатель клапана. Благодаря этому удалось добиться изменения высоты подъема клапана от 0 до 9 миллиметров. Остается добавить, что система Valvetronic управляется компьютером, а величина подъема клапанов зависит от частоты вращения коленчатого вала: чем она выше, тем выше поднимается клапан и тем интенсивнее подается топливная смесь. На холостом ходу впускной клапан поднимается на минимальную величину, благодаря чему сокращается величина подачи смеси.
На практике применение системы Валветроник БМВ привело к экономии топлива и уменьшению уровня выброса отработанных газов. Испытания системы показали 18-процетную экономию топлива, причем под нагрузкой экономия достигла 10 процентов и 8 процентов на холостом ходу. К тому же система привела к увеличению мощности за счет инерционного эффекта, возникающего при запирании топливной смеси в цилиндрах под большим давлением.
bmw-e.ru
Как известно, в 2005 году в Европе вступят в силу новые нормы по токсичности Евро-4, и уже сейчас моторостроителей беспокоят способы удовлетворения этим требованиям их серийной продукции. Испытанный прием — очередная перенастройка блока управления — существенно ухудшает мощностные параметры моторов и поэтому больше не приемлема. Переход на непосредственный впрыск бензина в цилиндры увеличивает выбросы окислов азота, и это обстоятельство требует установки на машины более совершенных нейтрализаторов. Эти устройства, чтобы их не вывели из строя примеси серы, содержащейся с избытком в европейском бензине, должны иметь систему регенерации, которая существенно увеличивает их стоимость, а вместе с этим ставит под вопрос саму идею применения системы непосредственного впрыска бензина на моторах. Компания BMW решила отказаться от впрыска в цилиндры, но вместо этого внедрить на своих моторах новую систему газораспределения, при которой отпадает необходимость в дроссельной заслонке — старом и очень несовершенном узле регулирования подачи поступающей в цилиндры рабочей смеси. Давно было известно, что при неполном открытии заслонки она увеличивала сопротивление проходу воздуха, что приводило к росту расхода топлива и повышению токсичности выхлопных газов, однако это долгое время считалось неизбежным злом. Повысить экономичности моторов без потерь мощности при удовлетворении норм Евро-4 и сохранении системы впрыска во впускной коллектор инженерам BMW удалось благодаря введению дозирования поступающей в цилиндры рабочей смеси путем изменения высоты подъема впускных клапанов. Сложнейшая задача потребовала разработки специального механизма, который мог бы работать с величайшей точностью, ведь диапазон подъема клапана должен был быть равен 0 — 9,7 мм. Привычная цепочка «распредвал — коромысло — клапан» была дополнена эксцентриковым валом и промежуточным рычагом. Эксцентриковый вал вращается приводимый от электродвигателя через червячную п |
bmwdrug.ru
Система Valvetronic
Дебютировавший на Женевском автосалоне 2001 года легковой автомобиль BMW 316ti Compact вызвал большой интерес своим новым 1,6-литровым двигателем с системой газораспределения Valvetronic, которую специалисты тут же окрестили революционной. Действительно, новинка, уже находящаяся в производстве, способна одновременно решить множество важных проблем.
Как известно, в 2005 году в Европе вступят в силу новые нормы по токсичности Евро-4, и уже сейчас моторостроителей беспокоят способы удовлетворения этим требованиям их серийной продукции. Испытанный прием — очередная перенастройка блока управления — существенно ухудшает мощностные параметры моторов и поэтому больше не приемлема. Переход на непосредственный впрыск бензина в цилиндры увеличивает выбросы окислов азота, и это обстоятельство требует установки на машины более совершенных нейтрализаторов. Эти устройства, чтобы их не вывели из строя примеси серы, содержащейся с избытком в европейском бензине, должны иметь систему регенерации, которая существенно увеличивает их стоимость, а вместе с этим ставит под вопрос саму идею применения системы непосредственного впрыска бензина на моторах.
Компания BMW решила отказаться от впрыска в цилиндры, но вместо этого внедрить на своих моторах новую систему газораспределения, при которой отпадает необходимость в дроссельной заслонке — старом и очень несовершенном узле регулирования подачи поступающей в цилиндры рабочей смеси. Давно было известно, что при неполном открытии заслонки она увеличивала сопротивление проходу воздуха, что приводило к росту расхода топлива и повышению токсичности выхлопных газов, однако это долгое время считалось неизбежным злом.
Повысить экономичности моторов без потерь мощности при удовлетворении норм Евро-4 и сохранении системы впрыска во впускной коллектор инженерам BMW удалось благодаря введению дозирования поступающей в цилиндры рабочей смеси путем изменения высоты подъема впускных клапанов. Сложнейшая задача потребовала разработки специального механизма, который мог бы работать с величайшей точностью, ведь диапазон подъема клапана должен был быть равен 0 — 9,7 мм.
Привычная цепочка «распредвал — коромысло — клапан» была дополнена эксцентриковым валом и промежуточным рычагом. Эксцентриковый вал вращается приводимый от электродвигателя через червячную передачу. В созданной кинематической цепи электромотор, «руководимый» компьютером, поворачивая эксцентриковый вал, увеличивает или уменьшает плечо промежуточного рычага, задавая необходимую свободу перемещения коромыслу, с одной стороны опирающемуся на гидротолкатель, а с другой воздействующему на впускной клапан. Меняется плечо промежуточного рычага — меняется высота подъема клапанов в соответствии с нагрузкой на двигатель.
Система Valvetronic — устройство, позволяющее изменять ход клапана в зависимости от числа оборотов коленвала. Благодаря этому, на высоких оборотах достигается наилучшая вентиляция цилиндра, наилучшее его заполнение топливовоздушной смесью. При минимальных оборотах ход клапана минимален. При этом уменьшается эффект перекрытия клапанов, благодаря чему расход топлива минимален. С увеличением числа оборотов величина открытия клапанов увеличивается. При этом уменьшается сопротивление газовым потокам внутри цилиндра, скорость продувки и наполнения цилиндра топливовоздушной смесью возрастает.
Кроме того, увеличивается действие т.н. инерционного эффекта. Топливновоздушная смесь внутри цилиндра запирается клапанами при гораздо большем давлении, ее плотность выше, чем при минимальных оборотах.
[img]https://www.bmwstyle.ru/new/index.php?service=show_image&id=823[/thumb]
Величина открытия клапана = h2
Величина открытия клапана = h3
Из рисунков видно, что величина открытия клапана при максимальных оборотах h3 больше, чем при минимальных.
Кулачок, смещающий ось толкателя, имеет электрический привод. Это позволяет задавать угол поворота нелинейным и программировать его индивидуально для каждого двигателя.
Испытания показали, что при 15-процентном повышении себестоимости двигатели с новой системой газораспределения, получившей название Valvetronic, дают 18-процентное снижение расхода топлива при работе на холостом ходу и 10-процентное при работе на частичных нагрузках. Проблема соответствия нормам Евро-4 успешно решена. Улучшилось быстродействие в цепочке «педаль газа — система питания», что благоприятно сказалось на снижении времени реакции автомобиля на действия со стороны водителя. Ну, а как быть с разрежением в коллекторе, необходимом для работы усилителя тормозов? Специально для нужд тормозной системы установили вакуумный насос. Самое интересное, что введя столько нового, старую дроссельную заслонку не убрали из двигателя совсем. Она стала необходима лишь при диагностике системы Valvetronic. На всех режимах работы мотора заслонка всегда «отдыхает», оставаясь полностью открытой.
BMW Valvetronic — новый подход к газораспределению
www.bmwstyle.ru
BMW Valvetronic: новый подход к газораспределению | Социально
Дебютировавший на Женевском автосалоне 2001 года легковой автомобиль BMW 316ti Compact вызвал большой интерес своим новым 1,6-литровым двигателем с системой газораспределения Valvetronic, которую специалисты тут же окрестили революционной. Действительно, новинка, уже находящаяся в производстве, способна одновременно решить множество важных проблем.
Как известно, в 2005 году в Европе вступят в силу новые нормы по токсичности Евро-4, и уже сейчас моторостроителей беспокоят способы удовлетворения этим требованиям их серийной продукции. Испытанный прием — очередная перенастройка блока управления — существенно ухудшает мощностные параметры моторов и поэтому больше не приемлема. Переход на непосредственный впрыск бензина в цилиндры увеличивает выбросы окислов азота, и это обстоятельство требует установки на машины более совершенных нейтрализаторов. Эти устройства, чтобы их не вывели из строя примеси серы, содержащейся с избытком в европейском бензине, должны иметь систему регенерации, которая существенно увеличивает их стоимость, а вместе с этим ставит под вопрос саму идею применения системы непосредственного впрыска бензина на моторах.
Компания BMW решила отказаться от впрыска в цилиндры, но вместо этого внедрить на своих моторах новую систему газораспределения, при которой отпадает необходимость в дроссельной заслонке — старом и очень несовершенном узле регулирования подачи поступающей в цилиндры рабочей смеси. Давно было известно, что при неполном открытии заслонки она увеличивала сопротивление проходу воздуха, что приводило к росту расхода топлива и повышению токсичности выхлопных газов, однако это долгое время считалось неизбежным злом.
Повысить экономичности моторов без потерь мощности при удовлетворении норм Евро-4 и сохранении системы впрыска во впускной коллектор инженерам BMW удалось благодаря введению дозирования поступающей в цилиндры рабочей смеси путем изменения высоты подъема впускных клапанов. Сложнейшая задача потребовала разработки специального механизма, который мог бы работать с величайшей точностью, ведь диапазон подъема клапана должен был быть равен 0 — 9,7 мм.
Привычная цепочка «распредвал — коромысло — клапан» была дополнена эксцентриковым валом и промежуточным рычагом. Эксцентриковый вал вращается приводимый от электродвигателя через червячную передачу. В созданной кинематической цепи электромотор, «руководимый» компьютером, поворачивая эксцентриковый вал, увеличивает или уменьшает плечо промежуточного рычага, задавая необходимую свободу перемещения коромыслу, с одной стороны опирающемуся на гидротолкатель, а с другой воздействующему на впускной клапан. Меняется плечо промежуточного рычага — меняется высота подъема клапанов в соответствии с нагрузкой на двигатель.
Система Valvetronic — устройство, позволяющее изменять ход клапана в зависимости от числа оборотов коленвала. Благодаря этому, на высоких оборотах достигается наилучшая вентиляция цилиндра, наилучшее его заполнение топливовоздушной смесью. При минимальных оборотах ход клапана минимален. При этом уменьшается эффект перекрытия клапанов, благодаря чему расход топлива минимален. С увеличением числа оборотов величина открытия клапанов увеличивается. При этом уменьшается сопротивление газовым потокам внутри цилиндра, скорость продувки и наполнения цилиндра топливовоздушной смесью возрастает.
Кроме того, увеличивается действие т.н. инерционного эффекта. Топливновоздушная смесь внутри цилиндра запирается клапанами при гораздо большем давлении, ее плотность выше, чем при минимальных оборотах.
Величина открытия клапана = h2Величина открытия клапана = h3
Из рисунков видно, что величина открытия клапана при максимальных оборотах h3 больше, чем при минимальных.
Кулачок, смещающий ось толкателя, имеет электрический привод. Это позволяет задавать угол поворота нелинейным и программировать его индивидуально для каждого двигателя.
Испытания показали, что при 15-процентном повышении себестоимости двигатели с новой системой газораспределения, получившей название Valvetronic, дают 18-процентное снижение расхода топлива при работе на холостом ходу и 10-процентное при работе на частичных нагрузках. Проблема соответствия нормам Евро-4 успешно решена. Улучшилось быстродействие в цепочке «педаль газа — система питания», что благоприятно сказалось на снижении времени реакции автомобиля на действия со стороны водителя. Ну, а как быть с разрежением в коллекторе, необходимом для работы усилителя тормозов? Специально для нужд тормозной системы установили вакуумный насос. Самое интересное, что введя столько нового, старую дроссельную заслонку не убрали из двигателя совсем. Она стала необходима лишь при диагностике системы Valvetronic. На всех режимах работы мотора заслонка всегда «отдыхает», оставаясь полностью открытой.
В ближайшее время система Valvetronic будет внедрена на всех других бензиновых автомобильных двигателях компании BMW. Интересно, чем ответят конкуренты?
carclub.ru