Эта опция сбросит домашнюю страницу этого сайта. Восстановление любых закрытых виджетов или категорий.

Сбросить

От Valvematic до Variocam Plus: системы регулировки подъема клапанов и их ремонт

От Valvematic до Variocam Plus: системы регулировки подъема клапанов и их ремонтВВЕДЕНИЕСоздать материал о назначении и принципиальных отличиях систем регулировки подъема клапанов разных автопроизводителей меня побудил конкретный случай в моей практике. Он как нельзя лучше характеризует некоторое недопонимание автовладельцев важности правильной работы этой системы. Вкупе с моделью автомобиля (Porsche Cayenne) и степени обсуждаемости типичных проблем его мотора можно представить, сколько «кругов ада» довелось пройти его владельцу, прежде чем открылась простая истина. При этом хотелось бы не просто обсудить данный случай, но и коснуться истории системы регулировки подъема клапанов в целом.ПРЕДПОСЫЛКИ ПОЯВЛЕНИЯ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЫСОТЫ ПОДЪЕМА КЛАПАНОВ Со дня появления первого серийного автомобиля основная борьба конструкторов, наряду со снижением веса, разворачивалась именно за ту часть мотора, где находился привод клапанного механизма. Дилемма была очень проста: эффективная работа мотора (работа с высоким коэффициентом полезного действия и малым расходом топлива) в режиме холостого хода и при средних/высоких нагрузках существенно отличались. Эксперименты с разрезными шестернями (они хорошо знакомы владельцам отечественных автомобилей) и попыткой найти «среднее арифметическое» положение впускного и выпускного клапанов, удовлетворяющее (от слова по смыслу оценки «удовлетворительно») более-менее комфортным условиям движения в разных режимах, закончились довольно давно. В серийных автомобилях вплоть до начала 1980-х не предпринимались активные попытки решения этого вопроса. Но проходило время, и ужесточение требований к выбросу отработавших газов при значительной конкуренции между автопроизводителями все-таки сдвинуло дело с мертвой точки.В качестве первого из возможных вариантов ответа на удачный «симбиоз» режимов появилась система изменения фаз ГРМ. Из часто обсуждаемых можно вспомнить систему VCP (Renault), VANOS/DoubleVANOS (BMW), VVT-i (Toyota), VTC (Honda) и т.д. Несмотря на кажущуюся сложность, ее назначение простое – обеспечить такое смещение фаз газораспределения, чтобы газообмен во время работы ДВС был оптимальным при любых частотах вращения коленчатого вала. Сначала эта система была внедрена на впускной вал, а потом и на выпускной. Углы регулировки в современных моторах достигали очень приличного диапазона в 50 градусов, и тем не менее добиться нужной эластичности в работе ДВС не удавалось. А дело в том, что значительное влияние на процессы газообмена оказывает не столько смещение самих фаз, сколько их длительность. Можно сказать, что за счет «раннего» или «позднего» открытия клапанов конструкторы хотели сделать цикл максимально эффективным. Но для выполнения такой задачи всегда не хватало самой малости, а дело было всего лишь в «незыблемости» профиля кулачка распределительного вала. Он остался последним «бастионом» усреднения характеристик. Форма кулачка подобрана с расчетом на оптимальный баланс между высоким показателем крутящего момента на низких оборотах и максимальной мощностью агрегата в режиме высокой частоты вращения коленчатого вала.И этому «бастиону» тоже пришлось пасть. Конструкторы сделали изменяемыми не только сами фазы газораспределения, но и их длительность. Этот процесс оказался настолько важным, что позволил в буквальном смысле заглянуть в будущее: насколько эластичным и «легким» в интеграции различных режимов работы (согласно все более жестким экологическим стандартам) и одновременно экономичным и приемистым стал двигатель. Если говорить проще, то из-за оптимизации состава смеси в цилиндрах улучшилась разгонная динамика. Одновременно с увеличением крутящего момента на низких частотах вращения коленчатого вала практически перестало существовать такое хорошо известное явление, как «турбояма», открылись новые горизонты «бездроссельного» регулирования, менее требовательным стал монтаж выхлопной системы, значительно возросла приемистость мотора при резком ускорении автомобиля, упал расход топлива и т.д.Разумеется, такой «пряник» упускать никто не собирался, и буквально все известные автопроизводители «засучили рукава». На данный момент известно порядка 15 конструкций регулирования высоты подъема клапанов. Описывать все не буду, тем более что производителями используется в основном 5–6 конструкций этого механизма. Но о некоторых  расскажу подробнее.НАИБОЛЕЕ ИЗВЕСТНЫЕ КОНСТРУКЦИИ МЕХАНИЗМА РЕГУЛИРОВКИ ВЫСОТЫ ПОДЪЕМА КЛАПАНОВНачнем с системы BMW Valvematiс и часто задаваемого вопроса: чем, собственно, отличается М-серия баварских моторов, где такой системы нет, от серии N. Если говорить практически, с точки зрения обслуживания, то отличия несущественные, но поменять, например, уплотнение клапанной крышки стало сложнее. А вообще, BMW Valvematiс – это довольно незамысловатая рычажная система, приводимая централизованно с помощью вала и электромотора. С точки зрения механики вполне надежный вариант (поэтому такая конструкция перекочевала и на другие моторы этого производителя). Кроме разъема датчиков, который постоянно страдает от снятия/установки клапанной крышки, других проблем здесь не замечено. Однако при ремонте такого мотора потребуются специальные приспособления для демонтажа головки блока цилиндра.Следующим интересным вариантом является система MultiAir, впервые появившаяся на моторе FIAT, ставшем «Двигателем года» в 2010 году. В этом случае реализован принцип электрогидравлического управления.Самой старой конструкцией, можно сказать предтечей данной системы, обладали двигатели Honda, в которых сам вал привода клапанов двигался в осевом направлении, а его кулачки имели конусную поверхность. В свое время это была просто революционная система, но, учитывая характер движения кулачков, невозможно было обеспечить хорошие показатели подъема клапанов по амплитуде (высота подъема клапана), поэтому эффективность такой системы, по сравнению с вышеописанными двухступенчатыми, была невысокой. Хотя за ресурс и плавность работы привода VTEC в карму инженерам Honda несомненно добавился плюс.Практически любая электромеханическая или электрогидравлическая рычажная система предполагала много подвижных деталей с наличием возможных проблем по зазорам, шумам, условиям смазки и т.д. Этих недостатков лишена новая система с электромагнитным управлением, созданная VW Group. У такой системы фантастическая скорость срабатывания (6–8 мс), что не может не сказаться на приемистости автомобиля. При этом отказов у подвижных муфт или механизмов фиксации (проворот, неравномерный износ кулачков) не наблюдается. Теперь, после теоретической подготовки, можно приступить к практическому изучению конкретного мотора. На примере 4,8-литрового V8 от Porsche Cayenne мы разберем еще одну конструкцию регулировки высоты подъема клапанов и сделаем это более подробно, поскольку 

Полный текст  →

Категория: Авто

От Valvematic до Variocam Plus: системы регулировки подъема клапанов и их ремонт