Как меняют фазы и зачем?

Закручиваем вал

Наиболее распространенный способ регулирования фаз газораспределения

– «закручивание» распределительного вала относительно шестерни

его привода. Собственно, этот механизм практически всегда располагается

в ведомой шестерне привода ГРМ. Но дальше есть некоторые отличия.

У Vanos и Double-Vanos от BMW через каналы распределительного

вала в корпус механизма регулирования подается моторное масло.

Его количество определяется электронным блоком управления. Масло

давит на пластины и проворачивает вал относительно шестерни, фактически

этот механизм работает как гидромотор. В случае отказа системы

давление масла уменьшается, и возвратная пружина возвращает вал

в исходное положение. Подобным образом устроен и механизм поворота

распредвала относительно шестерни у двигателей Opel (система Cam-Phase).

В системе VCP (Variable Cam Phasers) производства Delphi, которую

использует Renault, механизм поворота состоит из двух деталей.

Сам корпус выступает в роли статора, внутри которого находится

ротор (крыльчатка) сложной формы с рядом каналов. Регулятор золотникового

типа с электроприводом управляет подачей масла в ту или иную полость

между ротором и статором, обеспечивая их взаимное расположение

в соответствии с сигналами от блока управления. Изменение угла

поворота вала относительно шестерни в этих системах достигает

20°-30°.

В двигателях Alfa Romeo JTS 16V используется другой механизм

поворота распредвала типа «винт–гайка». На конце распределительного

вала выполнена шлицевая часть, по которой может перемещаться винт–поршень.

Внутри специального стакана, соединенного с шестерней привода

вала, также нарезана резьба (как в гайке). Изменяя давление масла

в полостях, можно перемещать винт–поршень относительно распредвала.

При этом резьбовая часть винта–поршня проворачивается по резьбе

стакана, и через шлицы поворачивает вал. Похожая система использована

и в двигателях Toyota.

Меняем высоту

Системы, изменяющие относительное положение шестерни привода

и распределительного вала, обладают одним недостатком. Геометрия

кулачков распредвала неизменна, и они обеспечивают фиксированную

высоту подъема клапана. Поэтому конструкторы BMW разработали механизм,

изменяющий высоту подъема клапана, под названием Valvetronic (в

дополнение к Double-Vanos). Работает он так. В головку блока установили

вал с эксцентриками. Электромотор привода системы 1 вращает

вал, и эксцентрики 2 изменяют положение оси вращения

промежуточного рычага 3. Ролик толкателя 4 перемещается

по его нижней криволинейной поверхности 5. В

результате в зависимости от положения эксцентрика, изменяется

характер движения клапана 6: меняется время начала

его движения и расстояние, на которое он перемещается. Всеми системами

в комплексе управляет электронный блок управления, учитывающий

частоту вращения коленвала и нагрузку на двигатель. Использование

Valvetronic позволило отказаться от дроссельной заслонки и тем

самым снизить насосные потери во впускном тракте, то есть улучшить

наполнение цилиндров свежим воздухом. Подобным образом работают

и системы VVEL и C-VTC Nissan, обеспечивая регулировку фаз ГРМ

и высоты подъема клапанов.

И фазы, и высота

Системы VTEC от Honda объединяют регулировку двух параметров

одновременно. Правда, они изменяют характеристики двигателя не

плавно, а ступенчато. Для этого используется следующий способ.

Клапаны могут приводиться в действие не от одного кулачка на распределительном

валу, а от нескольких (в некоторых модификациях на два клапана

приходится пять кулачков распределительного вала, из них один –

почти круглый). Профили кулачков разные. Они отличаются как

высотой, так и формой. Каждому кулачку соответствует свой рычаг

привода (рокер). При помощи гидравлических плунжеров, управляемых

электроникой, рокеры могут соединяться в разных комбинациях, обеспечивая

привод пары клапанов от одного из кулачков, или каждого клапана

в отдельности.

Существует несколько модификаций VTEC, причем они могут выполнять

разные задачи. Например, в режиме низких и средних оборотов дают

наибольшую экономичность, а на больших оборотах – максимальные

тяговые характеристики, или получать максимальный крутящий момент

в широком диапазоне оборотов. Есть разновидности, которые создают

максимальную мощность при разгоне и максимальную экономичность

при установившейся скорости с небольшим числом оборотов, и даже

повышающие эффективность торможения двигателем при помощи закрытия

всех клапанов и отключения зажигания.

Наконец интеллектуальный VTEC (i-VTEC) дополнен еще и механизмом,

регулирующим угол поворота распределительного вала впускных клапанов

относительно выпускного распредвала.