Изменение фаз газораспределения: Система изменения фаз газораспределения. — Автомастер

Содержание

Что такое система изменения фаз газораспределения

Эффективность работы любого ДВС, КПД двигателя, показатель мощности, моментная характеристика и топливная экономичность напрямую зависят от ряда факторов. Одной из важных составляющих в списке являются фазы газораспределения. Ответить на вопрос, что такое фазы газораспределения двигателя, можно следующим образом. Под такими фазами стоит понимать своевременное открытие и закрытие впускных и выпускных клапанов.

Большинство современных ДВС все более активно получают систему изменения фаз газораспределения, хотя еще около 20 лет назад массово доступный четырехтактный двигатель данной системы не имел. В обычном моторе клапаны открываются благодаря воздействию на них кулачков распределительного вала. Форма профиля кулачка распредвала определяет момент и продолжительность открытия клапана.

Указанные параметры составляют так называемую ширину фазы газораспределения.  Дополнительным параметром также является величина хода клапана (высота его подъема).

 Стоит учитывать, что топливно-воздушная смесь и отработавшие газы во впуске, в цилиндре ДВС и на выпуске ведут себя не одинаково, что зависит от различных режимов его работы. Скорость течения динамично изменяется, появляются колебания газовых сред, которые приводят к резонансам или застою. Все это влияет на эффективность наполнения цилиндров и их продувки на разных режимах работы силового агрегата.

Фиксированные фазы газораспределения заставляют конструкторов ДВС проектировать мотор так, чтобы присутствовала уверенная тяга в диапазоне низких и средних оборотов, но при этом оставался запас мощности для поддержания набранной скорости и дальнейшего ускорения автомобиля при выходе ДВС на режимы около зоны максимальных оборотов. Дополнительно необходимо обеспечить устойчивую работу силового агрегата на холостом ходу, эластичность на переходных режимах, а также экономичность и экологичность силовой установки. Если фазы газораспределения фиксированы, то улучшение одних параметров закономерно повлечет ухудшение других.

Для решения этой задачи была разработана система изменения фаз газораспределения, которая гибко и динамично изменяет основные параметры работы ГРМ зависимо от того режима, в котором работает двигатель в определенный момент.

Система изменения фаз газораспределения VVT (англ. Variable Valve Timing) создана для динамичной корректировки рабочих параметров механизма газораспределения. Данное управление осуществляется с учетом различных режимов работы силового агрегата. Использование указанной системы регулировки фаз газораспределения позволяет добиться повышения мощности мотора и моментной характеристики. Система VVT обеспечивает экономию горючего, а также снижает токсичность выхлопных газов в процессе работы двигателя.

Система изменения фаз газораспределения влияет на основные параметры работы газораспределительного механизма. К таким параметрам относят моменты открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов, длительность времени открытия клапана и высоту его подъема. Указанные параметры представляют собой в итоге фазы газораспределения, так как от них зависит продолжительность такта впуска и выпуска, что выражается тем углом, на который повернут коленчатый вал двигателя по отношению к мертвым точкам (ВМТ и НМТ) во время движения поршня в цилиндре.

 Форма кулачка распределительного вала определяет фазу газораспределения, так как указанный кулачок оказывает прямое воздействие на впускной или выпускной клапан ГРМ.

Содержание статьи

Для чего необходима система изменения фаз газораспределения

Для достижения наибольшей эффективности применительно к динамично изменяющимся режимам работы ДВС необходима различная величина фаз газораспределения. В режиме холостого хода наиболее рациональными становятся «узкие» фазы газораспределения, под которыми понимается позднее открытие и ранее закрытие клапанов. При этом исключается перекрытие фаз, под которым понимается время одновременного открытия впускного и выпускного клапана. Это необходимо для того, чтобы исключить попадание выхлопных газов во впуск и выброс топливно-воздушной смеси в выпускной коллектор.

Выход мотора на режим максимальной мощности означает повышение оборотов, так как распредвал крутится быстрее и время открытия клапанов сокращается. Для того чтобы не терялась мощность и крутящий момент на высоких оборотах сохранялся, в двигатель должно поступать намного больше топливно-воздушной смеси, а выпуск отработавших газов должен быть реализован максимально эффективно.

Задача решается путем раннего открытия клапанов и увеличения времени их открытия, делая фазу «широкой». Фаза перекрытия также расширяется до максимума с ростом оборотов, что необходимо для качественной продувки цилиндров.

Если мотор работает на низких оборотах, нужны максимально короткие фазы газораспределения. Это означает, что время открытия клапанов должно быть минимальным по продолжительности, обеспечивая так называемые «узкие» фазы. Высокие обороты двигателя требуют полной противоположности в виде «широких» фаз газораспределения. Время открытия клапана должно быть увеличено до максимума, параллельно обеспечивая такты впуска и выпуска, а также эффективное перекрытие.

Сам кулачок распредвала имеет форму, которая способна обеспечить как реализацию узкой, так и широкой фазы. Проблема заключается в том, что фиксированная форма кулачка не позволяет одновременно добиться узких и широких фаз газораспределения. Получается, форма кулачка подобрана с расчетом на возможный оптимальный баланс между высоким показателем крутящего момента на низких оборотах ДВС и максимальной мощностью агрегата в режиме высокой частоты вращения коленчатого вала.

Система изменения фаз газораспределения позволяет намного более гибко изменять эти параметры, буквально «подстраивая» ГРМ  под конкретный режим работы двигателя для достижения лучшей отдачи от мотора и топливной экономичности.

Системы изменения фаз газораспределения представлены несколькими видами. Главные отличия заключаются в тех и или иных параметрах регулировки ГРМ в процессе его работы.  Сегодня используются следующие решения для управления фазами газораспределения:

  • система поворота распредвала;
  • кулачки распредвала с различным профилем;
  • система изменения высоты подъема клапанов;

Система на основе гидроуправляемой муфты

Широкое распространение получили системы изменения фаз газораспределения, принцип работы которых основан на осуществлении поворота распредвала. К таким схемам управления фазами газораспределения относят: японскую систему VVT-i, Dual VVT-i, решение немецкого концерна BMW под названием VANOS, Double VANOS, схему VVT от Volkswagen, управление фазами газораспределения VTEC от Honda, систему CVVT брендов Hyundai, Kia и концерна GM, регулировку фаз VCP от Renault и т. д.

Работа указанных выше систем основывается на небольшом повороте распредвала по ходу его вращения. Такой способ позволяет добиться раннего открытия клапанов сравнительно с их базовым начальным положением. Данный тип систем изменения фаз газораспределения конструктивно состоит из специальной муфты, которая управляется гидравлическим способом, а также дополнительной системы управления указанной муфтой. Гидроуправляемая муфта среди автомехаников получила название фазовращатель.

Поворот распредвала осуществляется при помощи электроники управления и гидравлики, а сама система чаще всего затрагивает только впускные клапаны. Рост оборотов ДВС приводит к тому, что фазовращатель осуществляет проворот распредвала по ходу его вращения, впускные клапана открываются раньше и цилиндры намного более эффективно наполняются рабочей смесью в режиме высоких оборотов.

Получается, гидроуправляемая муфта реализует поворот распредвала ГРМ. Данная муфта конструктивно включает в себя:

  • ротор, который соединен с распредвалом;
  • корпус, которым выступает шкив привода распредвала;

В определенные полости, которые расположены между ротором и корпусом-шкивом, попадает моторное масло из системы смазки ДВС. Масло в муфту подается по особым каналам. Когда моторное масло заполняет одну или другую полость муфты, осуществляется поворот ротора по отношению к корпусу. Этот поворот ротора означает, что и распределительный вал будет повернут на необходимый угол.

Чаще всего местом установки гидроуправляемой муфты становится привод того распределительного вала, который отвечает за работу впускных клапанов. Встречаются также конструкции ДВС, когда подобные муфты-фазовращатели стоят как на впускном распредвале, так и на выпускном. Данное решение позволяет  шире и эффективнее регулировать параметры работы ГРМ на впуске и выпуске, но усложняет механизм.

Электронное управление автоматически регулирует работу гидроуправляемой муфты. Система такого управления включает в себя:

  • группу входных датчиков;
  • электронный блок управления;
  • список исполнительных устройств;

Система управления получает показания от датчика Холла, который производит оценку положения распредвалов. Дополнительно задействованы  и другие датчики, которые используются ЭБУ для управления работой всего двигателя.

К таковым относят датчик, измеряющий частоту вращения коленвала, температурный датчик охлаждающей жидкости (ОЖ), датчик расхода воздуха и другие. Сигналы от этих датчиков подаются в ЭБУ, который после отправляет соответствующий сигнал на  специальное управляющее (исполнительное) устройство.

Таким устройством, на которое воздействует электронный блок управления двигателем, является электромагнитный клапан (электрогидравлический распределитель). Клапан представляет собой распределитель, который при необходимости открывает доступ потоку моторного масла к гидроуправляемой муфте, а также реализует отвод масла от фазовращателя. Это зависит от того, в каком режиме работает силовой агрегат.

Данная схема изменения фаз газораспределения с использованием муфты задействуется в момент работы двигателя на холостом ходу, (мотор работает на самых низких оборотах), в режиме максимальной мощности на высоких оборотах, а также в том режиме, когда осуществлен выход ДВС на максимум крутящего момента.

Система ступенчатого изменения фаз газораспределения

Эволюция систем изменения фаз газораспределения позволила инженерам не только осуществлять сдвиг фаз, но и эффективно выполнять их расширение и сужение. Следующим типом систем изменения фаз газораспределения являются решения, основанные на использовании кулачков  распредвала разной формы. Благодаря такому способу удается достичь ступенчатого изменения момента времени, на который открывается клапан, а также изменить саму высоту подъема клапанов. В списке подобных систем находится VVTL-i от автогиганта Toyotа, VTEC японской Honda и MIVEC от Mitsubishi, решение от Audi под названием Valvelift System и другие.

Указанные системы похожи друг на друга как конструктивно, так и по принципу действия. Немного отличается только немецкая Valvelift System. Наибольшую известность получила системаVVTL-i, VTEC и MIVEC. В основе таких систем изменения фаз газораспределения находятся кулачки с различным профилем, а также система управления.  Распределительный вал в таких системах управления фазами газораспределения выполнен так, что имеет сразу два кулачка малого размера, а также один кулачок большего размера. Меньшие кулачки при помощи специального рокера (коромысла) соединяются с впускными клапанами. Большой кулачок отвечает за перемещение одного незадействованного коромысла.

Такая система изменения фаз газораспределения позволяет переключаться с малых кулачков на большой зависимо от режима работы ДВС. Переход между режимами достигается благодаря тому, что происходит срабатывание специального механизма блокировки. Указанный блокирующий механизм основан на гидравлическом приводе.

Когда мотор работает на низких оборотах и при незначительной нагрузке, впускные клапаны приводятся в действие малыми кулачками распределительного вала, фазы газораспределения  в таком режиме имеют небольшую продолжительность (узкая фаза).

Если двигатель раскручивается до определенных оборотов, система управления активирует механизм блокировки. В результате происходит соединение коромысел малых и большого кулачков, что обеспечивает жесткость конструкции. Соединение происходит при помощи особого стопорного штифта, а усилие на впускные клапаны начинает поступать от единственного большого кулачка. Малые кулачки распредвала на высоких оборотах двигателя становятся неактивными.

Существующие разновидности систем VTEC могут иметь сразу три режима регулирования ГРМ. В данной модификации на низких оборотах ДВС работает один малый кулачок распредвала, который осуществляет открытие только одного впускного клапана. Два маленьких кулачка задействуются в режиме средних нагрузок и оборотов двигателя, обеспечивая открытие двух впускных клапанов. Большой кулачок вступает в действие при выходе силовой установки на режим оборотов, приближенных к максимальным.

Система изменения фаз газораспределения I-VTEC, которая представлена производителем Honda, объединила в себе главные преимущества решений как VTC, так и VTEC. Регулирование по трем ступеням обеспечивает существенную экономию топлива. При низкой частоте вращения половина впускных клапанов практически не имеет активности. Увеличение частоты вращения до уровня средних оборотов подключает дезактивированные клапаны, но высота их подъема не подразумевает полного открытия.

Выход на режим максимальных оборотов заставляет впускные клапаны работать от центрального кулачка большого размера. Указанный кулачок имеет особый профиль, который специально подобран для достижения максимального подъема клапанов, что означает повышение отдачи от ДВС на мощностных режимах работы агрегата. Такой подход значительно расширил возможности управления параметрами ГРМ для эффективного регулирования работы двигателя на различных режимах.

Если рассмотреть пример с системой VVTL-i от Toyota, то после выхода мотора с таким решением на обороты около 6000 об/мин стандартный кулачек распредвала исключается из работы и замещается кулачком с измененным профилем. Указанный кулачек обеспечивает дугой алгоритм работы клапана, сдвигает (расширяет) фазу и увеличивает высоту его подъема. На практике это будет означать, что при выходе мотора на режим высоких оборотов у двигателя появится резкий прирост тяги, необходимый для обеспечения дальнейшего уверенного разгона.

Схема работы системы VVTL-i строится на следующем алгоритме. Время открытия и высота подъема впускных клапанов регулируется аналогично другим решениям. Когда мотор работает в режиме оборотов до 6000 об/мин, тогда воздействие на клапан осуществляет меньший кулачок распредвала, который оказывает нажатие на рокер и таким образом открывает клапана. После набора оборотов выше заданной отметки управлять открытием клапанов начинает высокий кулачок с особым профилем. Для его активации специальный сухарь под давлением масла перемещается.

За своевременную подачу моторного масла по специальной магистрали в точно необходимый момент отвечает система управления. Давление масла и перемещение сухаря позволяет кулачку распредвала через специальный шток, который до этого находился в свободном положении, начать воздействовать на клапан посредством коромысла.

Система регулирования высоты подъема клапана

Дальнейшее развитие систем изменения фаз газораспределения привело к появлению сложных решений, которые основаны на управлении высотой подъема клапанов. Новатором в данной области стала компания BMW, представившая систему под названием Valvetronic на своих моторах в 2001 году.

Регулирование высоты подъема клапана дополнительно позволило исключить из схемы дроссельную заслонку применительно к основным режимам работы ДВС. Наличие заслонки заметно снижает эффективность наполнения цилиндров топливно-воздушной смесью в режиме низких и средних оборотов. Причина кроется в том, что во впускном коллекторе (в области дросселя) в процессе работы ДВС возникает разрежение. Топливно-воздушная смесь в таких условиях разрежения становится инертной, цилиндры наполняются менее эффективно, реакция на нажатие педали газа теряет остроту и становится замедленной.

В других машинах тоже есть

Другие производители, такие как Ferrari, BMW, Toyota и Nissan, имеют свои собственные версии регулируемых фаз газораспределения, и все они спроектированы для работы в сочетании с двигателями разных размеров и конфигураций, которые они используют.

В настоящее время, благодаря широкому использованию турбонаддува, автопроизводители могут экспериментировать с регулируемыми фазами газораспределения и наполнять двигатель ровным воздухом, что делает его более мощным и эффективным.Что они придумают дальше? Нам просто нужно подождать и посмотреть.

Что такое VVT и нужно ли его отключать?

С самого начала разработки «горячих родов» редукторы пытались повысить производительность двигателей внутреннего сгорания за счет оптимизации фаз газораспределения. Раз за разом доказывалось, что распредвал — это сердце двигателя, и замена этого одного компонента может оказаться столь же катастрофической, сколь и героической. Многие упираются в такое решение, но отдача может быть совершенно особенной.По этой причине замена кулачка часто является первым местом, где можно увеличить мощность в ориентированном на производительность уличном автомобиле, а для современных автомобилей это означает столкновение с системой изменения фаз газораспределения, или сокращенно VVT.

Посмотреть все 15 фото

Как вы уже догадались, замена камеры — это еще не все; есть компромиссы. Завод приложил много усилий, чтобы найти лучший компромисс между экономичностью, выбросами и выходной мощностью.В этом поиске золотой середины производители оригинального оборудования разработали технологию VVT, и большинство отечественных высокопроизводительных автомобилей из Детройта предлагают ту или иную форму этого технологического стандарта. VVT обладает волшебной способностью сочетать лучшее из обоих миров, улучшая фазу газораспределения для большей максимальной мощности и замедляя фазу газораспределения для улучшения уличных манер (экономия топлива, вакуум в двигателе и низкие характеристики).

Просмотреть все 15 фотографий

Если кажется, что VVT уменьшит или устранит необходимость замены распредвалов, вы на правильном пути. В случае наиболее распространенных двигателей с толкателем, оснащенных VVT с горячим стержнем — GM Gen IV LS и FCA Gen III «Eagle» Hemi — система изменения фаз газораспределения стала огромным шагом вперед в улучшении всех аспектов работы. Проблема, конечно, в том, что большего никогда не бывает. Когда вы понимаете, что хотите еще большего, вы можете задаться вопросом, хорошая ли идея — сохранить VVT или отбросить его, и это то, на что мы здесь сегодня, чтобы ответить.Чтобы ответить на этот вопрос, мы сначала должны взглянуть на основную функцию VVT.

Как работает VVT?

Посмотреть все 15 фотографий Кулачковый болт в Gen IV LS VVT можно использовать в качестве клапана контура смазки для распределительного вала VVT. Обратите внимание на плунжер слева, который регулирует давление в контуре с помощью силового двигателя на крышке привода ГРМ.

В случае GM Gen IV LS и FCA Hemi, VVT работает с одним кулачком внутри блока, а с Ford Coyote — с двумя верхними распредвалами (всего четыре). Во всех трех случаях масло под давлением управляет фазированием кулачков распределительного вала относительно коленчатого вала, так что изменение давления в масляном контуре непосредственно влияет на фазу газораспределения.В случае Ford Coyote моментом срабатывания впускных клапанов можно управлять независимо от выпускных клапанов, но для нашего обсуждения именно событие закрытия впускного клапана имеет значительно большее влияние на такие вещи, как мощность и экономичность.

Закрытие впускного клапана

Посмотреть все 15 фотографий Иллюстрация Дэвида Кимбалла смазочного контура GM VVT в двигателе GM LT1 Gen V V-8.

Перемещение закрытия впускного клапана рано или поздно в цикле сжатия оказывает глубокое влияние почти на все аспекты работы двигателя и является причиной, по которой GM и FCA сосредоточили свои усилия в этой области.При более раннем перемещении события закрытия впускного клапана больший объем воздуха и топлива задерживается в камере сгорания, обеспечивая большую направленную вниз силу (мощность) в случае сгорания. Это приводит к повышению мощности и эффективности работы на низких оборотах.

По мере увеличения частоты вращения двигателя динамика поступающего воздуха начинает играть дополнительную роль. Инерция входящей воздушной пробки продолжает наполнять цилиндр после того, как он достиг своей вместимости — при условии, что впускной клапан все еще открыт. Подвешивание впускного клапана открытым на несколько градусов дольше при более высоких оборотах двигателя обеспечивает этот небольшой эффект наддува, а регулировка фаз газораспределения использует это преимущество за счет увеличения мощности.Задерживая событие закрытия впускного клапана, можно заставить двигатель работать так, как если бы у него был кулачок длительного действия на высоких оборотах, но как кратковременный на низких оборотах. Это чрезмерное упрощение, поскольку три других события распределительного вала — открытие впускного клапана, закрытие выпускного клапана и, в большей степени, открытие выпускного клапана — также имеют некоторое влияние, но они далеко не так важны, как событие закрытия впускного клапана.

Зачем снимать VVT?

Посмотреть все 15 фото Для снятия VVT (кулачковая звездочка слева) необходимо установить специальную кулачковую звездочку без VVT (деталь GM No.12586481) и крышку ГРМ без VVT.

Если VVT делает такую ​​звездную работу, предоставляя лучшее из обоих миров, зачем его удалять? В двух словах: больше мощности. По мере того, как все становится больше, а заводские детали заменяются нестандартными, система VVT будет изо всех сил пытаться приспособить кулачки с более высоким подъемом и более жесткие пружины клапанов. В какой-то момент сила более сильных пружин клапанов превзойдет контур смазки VVT, и положение кулачка перейдет в опасную зону, что приведет к повреждению клапанов и поршней.

Эксперты VVT

Посмотреть все 15 фото Кулачок GM LS без VVT и кулачок VVT (обратите внимание на стрелку на отверстии контура смазки).

В этой области многое может пойти не так в спешке, поэтому при принятии решений о более крупных распредвалах, большем количестве кубов или сумматоров мощности рекомендуется проконсультироваться со специалистами по двигателям с VVT-характеристиками. В связи с этим Brian Tooley Racing, COMP Cams и Mast Motorsports потратили много времени на разработку компонентов, которые помогут вам интегрировать VVT в вашу программу двигателя или, наоборот, полностью исключить его из вашего двигателя, в зависимости от ваших потребностей.(Специалисты Ford захотят ознакомиться с линейкой двигателей MMR для Ford Coyote VVT ​​здесь.)

См. Все 15 фотографий

Большинство экспертов сходятся во мнении, что точка безубыточности для использования VVT на модифицированном V-8 составляет около 600 л.с. Это почти предел, при котором стандартный контур смазки VVT — в первую очередь насос и подъемники — может не отставать от более сильных пружин клапана и распределительных валов с более высоким подъемом. Степень, в которой эти компоненты будут ограничивать вас по мощности, совершенно не связана с проблемой столкновения поршня с клапаном.Крушение клапана может произойти с большими кулачками, поскольку схема VVT пересекает свой диапазон полномочий оригинального оборудования, который довольно значительный в стандартной форме (более 60 градусов угла поворота коленчатого вала). Удаление VVT с двигателя с помощью комплекта (например, BTR) обеспечит большую гибкость для агрессивных кулачков и более сильных компонентов клапанного механизма. В случае LS Gen IV VVT является полностью внешним по отношению к блоку, поэтому его можно удалить (или даже добавить к LS Gen III или IV, у которых его не было) без особой помпы.

Могу ли я добавить VVT к двигателю?

Посмотреть все 15 фотографий Для механического преобразования Gen III LS в VVT требуется крышка привода ГРМ VVT, кулачок и звездочка цепи привода ГРМ.

Сначала вы могли подумать, что удаление VVT — это просто часть склонности хотроддера к устранению сложных заводских уловок, но вы можете сохранить VVT или даже добавить его к своему LS без VVT. (Нужна убедительность? Проверьте этот динамометрический тест здесь.) Идея иметь распределительный вал, который в нужное время работает как в большом, так и в маленьком размерах, возможно, является воплощением мечты, и упомянутые выше производители разработали некоторые интересные технологии, которые позволяют хот-роддеру работать в режиме реального времени. воспользоваться преимуществами регулируемых фаз газораспределения на более высоких уровнях мощности.В этой ситуации дело не столько в устранении VVT, сколько в ограниченном управлении VVT.

Посмотреть все 15 фотографий

Доступны ограничители фаз газораспределения, которые безопасно регулируют диапазон хода распределительного вала, предотвращая столкновение клапанов с поршнями, но при этом позволяя VVT выполнять свою работу. Специальные распредвалы (например, этот от BTR) будут учитывать важные проблемы VVT, такие как диапазон движения кулачка и подъем, который совместим с VVT. Более того, клапанные пружины, которые предназначены для работы в пределах VVT, обычно доступны, и при использовании на уличном двигателе ваш двигатель будет демонстрировать отличные уличные манеры, при этом перекрывая дорожку на другой полосе на светофоре.Однако в конечном итоге ваши собственные потребности в мощности и привычки вождения должны будут определять ваш выбор VVT.

Посмотреть все 15 фотоСмотреть все 15 фото

Что такое двигатель VVT-i? | Новости

VVT-i — это сокращение от Variable Valve Timing-Intelligence, что является названием Toyota для технологии регулируемого клапана, которую она использует в большинстве своих автомобилей.

Большинство производителей используют технологию изменения фаз газораспределения, и, хотя детали различаются, все системы вносят небольшие коррективы в то, когда впускные клапаны двигателя открываются и закрываются, чтобы подавать топливно-воздушную смесь в двигатель, в зависимости от того, как движется автомобиль.Это сделано для максимальной производительности и снижения выбросов. Некоторые системы регулируемых клапанов также воздействуют на выпускные клапаны, которые открываются, выпуская топливно-воздушную смесь из двигателя.

Связано: Горит ли индикатор проверки двигателя? 5 наиболее распространенных причин

При изменении фаз газораспределения клапаны открываются на более короткие периоды во время небольшого ускорения или холостого хода, поэтому в двигатель поступает меньше воздушно-топливной смеси, что способствует снижению выбросов. При резком ускорении клапаны открываются дольше, поэтому в двигатель поступает больше топливовоздушной смеси и увеличивается мощность.

В Toyota VVT-i электронный блок управления — «мозг», который управляет работой двигателя — постоянно вычисляет наилучшее время для открытия и закрытия клапанов и активирует клапан давления масла, чтобы изменить время, изменяя скорость распределительного вала.

В некоторых двигателях Toyota, таких как 3,5-литровый V-6 внедорожника Highlander, используются электродвигатели для изменения фаз газораспределения впускных клапанов, и Toyota маркирует их как VVT-iE (для электромобилей). На таких двигателях, как 3,5-литровый и 2,5-литровый, используемые в седане Camry, выпускные клапаны также имеют регулируемые фазы газораспределения, и они называются Dual VVT-i.Toyota заявляет, что за счет оптимизации фаз газораспределения в зависимости от условий движения, VVT-i увеличивает мощность, улучшает экономию топлива и снижает выбросы.

Alfa Romeo была первым производителем, предложившим систему регулирования фаз газораспределения в 1980 году, за ней последовали и другие производители, в том числе Honda в 1989 году со своей системой VTEC. Toyota анонсировала VVT-i в 1995 году, и он был представлен в США на модернизированном Lexus LS 400 1998 года. Celica 2000 модельного года была первой моделью Toyota в США с ним.

Все текущие модели Toyota в U.S. используют двигатели VVT-i, за исключением автомобиля Mirai на топливных элементах, купе 86 и спортивного автомобиля Supra. 86 использует двигатель Subaru, а Supra — двигатель BMW, и оба имеют регулируемые фазы газораспределения.

Ещё с сайта Cars.com:

Редакционный отдел Cars.com — ваш источник автомобильных новостей и обзоров. В соответствии с давней политикой этики Cars.com редакторы и рецензенты не принимают подарки или бесплатные поездки от автопроизводителей. Редакция не зависит от Cars.com, отделы рекламы, продаж и спонсируемого контента.

Преимущества регулирования фаз газораспределения и топливная экономичность

Даже если вы не знаете, почти все слышали о регулировке фаз газораспределения и преимуществах, которые это может дать вашему двигателю. Большинство производителей автомобилей используют тот или иной вариант технологии в своих спортивных моделях, особенно в двигателе VTEC от Honda и VVTL-i от Toyota. Другие производители, такие как Porsche, BMW, Audi и даже Ford, также используют эту технологию.Однако регулировка фаз газораспределения двигателя предназначена не только для спортивных автомобилей; он может помочь любому транспортному средству увеличить мощность и повысить топливную экономичность.


Образ системы Honda VTEC от Austin Community College

Система изменения фаз газораспределения (VVT)
Система изменения фаз газораспределения, или VVT, — это следующий шаг в эволюции двигателя. Добавление нескольких клапанов на цилиндр, безусловно, имело значение, но эффективные фазы газораспределения привязаны к определенной частоте вращения двигателя. Производители обычно предполагают, как будет использоваться двигатель, и затем настраивают фазу газораспределения на эту скорость.Например, седан, вероятно, будет наиболее эффективно работать на средних оборотах двигателя, а спортивный автомобиль — на более высоких оборотах. VVT позволяет использовать лучшее из обоих миров, регулируя кулачок в соответствии с оборотами двигателя. Теперь мощный автомобиль может иметь хорошую мощность и крутящий момент на низкой скорости, скажем, от 0 до 4500 об / мин, а затем превращаться в кричащую баньши на высоких скоростях. Щелкните здесь, чтобы увидеть больше примеров того, как гоночные двигатели используют VVT.

Как VVT помогает повысить эффективность?
Обычно во время четырех тактов сгорания двигателя выпускной и впускной клапаны открываются один за другим без какого-либо перекрытия.По мере увеличения оборотов двигателя у выхлопного и всасываемого воздуха остается меньше времени для входа и выхода из цилиндра, поскольку клапан не открывается так долго. Здесь может помочь VVT: время можно изменить, чтобы закрыть выпускной клапан позже и открыть впускной клапан раньше. Клапаны фактически будут открыты одновременно, создавая перекрытие. Некоторые модели также регулируют высоту открытия клапанов, что дает больше пространства для входа и выхода воздуха из цилиндра. Чем быстрее работает двигатель, тем больше требуется перекрытия для повышения эффективности.


Изображение синхронизации клапана из Austin Community College

Преимущества VVT
Использование VVT дает много преимуществ и практически не имеет недостатков. Одним из преимуществ является увеличение максимальной скорости двигателя (и, следовательно, большей пиковой мощности) — увеличение на 25%. Крутящий момент на низких скоростях также увеличивается, что обеспечивает лучшую управляемость и управляемость. Вы можете подумать, что перекрытие выпускных и впускных клапанов контрпродуктивно, потому что это означает, что выхлопные газы снова попадают в цилиндр.Тем не менее, рециркуляция выхлопных газов (EGR) является основным элементом управления выбросами и может быть улучшена с помощью VVT. Максимальное перекрытие обычно происходит на высоких скоростях, но если оно используется на средних скоростях с небольшой нагрузкой на двигатель, например, во время движения по шоссе, эффективность двигателя увеличивается. Рециркуляция выхлопных газов снижает количество топлива, необходимого для работы двигателя, и, следовательно, увеличивает чрезвычайно важное значение MPG.

Единственным незначительным недостатком VVT является дополнительная стоимость и сложность добавления системы к двигателю.Есть несколько способов добавить VVT, и у каждого производителя есть свои небольшие настройки: одни проще и дешевле, другие сложнее и дороже. Независимо от конструкции, долгосрочные выгоды от повышения топливной эффективности и выходной мощности перевешивают любые первоначальные затраты, особенно с учетом многолетних инвестиций в автомобиль.

Значит ли все эти модные разговоры что-нибудь для среднего водителя автомобиля? Вероятно, нет, но это может дать вам что-то, о чем стоит спросить у продавцов в следующий раз, когда вы будете искать новый автомобиль.Энтузиасты гонок и высоких характеристик, безусловно, будут заинтересованы в понимании того, как различные технологии VVT могут повлиять на мощность их двигателей. Одно можно сказать наверняка: по мере того, как требования к топливной эффективности все больше регулируются, производители будут продолжать искать новые и экономичные способы включения VVT в повседневные автомобили.

Хотите узнать больше или у вас есть вопросы? Посетите наш веб-сайт, чтобы узнать больше о предлагаемых продуктах, оставьте комментарии ниже или позвоните одному из наших экспертов по телефону 800-681-7475!

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.