Клапан изменения фаз грм как работает

А может, это датчик: почему трещит и отказывает фазорегулятор

Сейчас уже трудно представить машину без системы изменения фаз газораспределения. И это правильно: эта система делает мотор более экономичным, отчасти – тихим и в некоторых режимах даже более резвым. Есть у системы изменения фаз только один недостаток: иногда в ней что-то ломается и начинает трещать, особенно сразу после пуска холодного мотора. Что там может трещать? Как правило, сам фазорегулятор, он же фазовращатель. А почему он это делает – это другой вопрос. Не всегда в треске виноват непосредственно фазовращатель, и найти истинную причину его треска иногда будет не только приятно, но и полезно для сохранения своего бюджета. Но для этого надо хотя бы в общих чертах понять, как эта система работает.

В поисках компромисса

Для чего нужна система изменения фаз в принципе? Для того, чтобы мотор работал всегда в оптимальном режиме. К сожалению, обычный распредвал с кулачками работает всегда очень усреднённо. Что на высоких, что на низких оборотах момент открытия и закрытия выпускных и впускных клапанов одинаковый, а это не очень хорошо. Суть дела в том, что есть такое понятие – перекрытие клапанов, в которое, кстати, некоторые люди не верят – мол, не может работать мотор, если у него в какой-то период времени открыты оба клапана, и впускной, и выпускной. Те же люди обычно не верят и в то, что пыль разрушенного катализатора не может попасть во впуск (потому что перекрытие клапанов в четырёхтактном моторе невозможно). Впрочем, перекрытию клапанов не важно, верит в него кто-то или нет. Оно просто существует. Выглядит это следующим образом.

На высоких и средних оборотах коленвала нужно очень быстро выводить отработавшие газы и успевать наполнить цилиндр топливовоздушной смесью. Для этого есть короткий период, когда выпускной клапан ещё открыт, но в то же время начинает открываться и впускной. В этот момент из-за разрежения в цилиндре, создаваемого инерцией потока отработавших газов, топливовоздушная смесь засасывается в цилиндр активнее, чем при полностью закрытом выпускном клапане. А это, само собой, приводит к более эффективной продувке цилиндра, к качественному наполнению и повышению КПД мотора.

Вроде бы польза от перекрытия налицо. Но не всё так просто: на минимальных оборотах коленвала эта схема работать не будет. В этом случае из-за пониженного давления на впуске будет происходить смешивание топливовоздушной смеси и отработавших газов, мотор будет работать неравномерно, а то и вовсе не сможет работать. Поэтому на холостых оборотах перекрытие клапанов принесёт только вред.

В идеале мотор должен уметь менять фазы – от узких фаз на холостых оборотах (без перекрытия клапанов) до широких – на высоких оборотах (для более быстрой продувки и наполняемости цилиндра топливовоздушной смесью). Раньше моторы менять фазы не умели, и КПД от этого страдал. Конечно, с этим пытались бороться, и кое-кто даже вспомнит, что для старых вазовских моторов предлагали довольно необычное решение – разрезные шестерни распредвалов. Это был такой своеобразный прообраз фазорегулятора: венец такой шестерни мог немного вращаться относительно центральной части, которая крепилась на распредвале неподвижно. Само собой, ни о какой автоматической регулировке фаз речь не шла, но можно было поставить эти шестерни и попытаться подобрать оптимальный угол фаз, а затем намертво затянуть болты, фиксирующие обе части шестерни относительно друг друга, и наслаждаться ездой. Конечно, всё это – полумера, которая не позволяла менять фазы в зависимости от частоты вращения коленвала, а лишь немного эти фазы настроить. Всё изменилось, когда в моторах появились полноценные автоматические системы изменения фаз.

Таких систем много, и многие производители называют систему по-своему: у Volkswagen эта система называется VVT, у Toyota – VVT-i, у Kia и Hyundai – CVVT и так далее. В деталях они имеют отличия, но в целом работают приблизительно одинаково, хотя некоторые производители со своими системами заходили куда-то очень далеко (например, Fiat со своим MultiAir, который валом, приводимым от выпуска, толкал впускные клапаны через отдельную довольно странную электрогидравлическую систему). Есть ещё и механизмы изменения подъема клапанов, которые тоже влияют на фазы, и ступенчатое изменение фаз газораспределения, которое особенно любят японцы, и некоторые другие решения, которые требуют отдельных рассказов. Но сегодня мы остановимся на самом массовом и простом подходе – на повороте распределительного вала гидроуправляемой муфтой системы фазорегулирования (то есть, с тем самым классическим «фазиком»). Итак, как это работает?

Система VVT-i Toyota

Чуть вперёд и чуть назад

Работает, в общем-то, не очень сложно. Вместо простой цельной звезды на распредвале стоит гидроуправляемая муфта (если она одна, то на впускном распредвале, если две – то на обоих). Центральная её часть (он же – ротор) крепится к распредвалу, внешняя (корпус) приводится в действие ремнём или цепью ГРМ, как и обычная звезда. Ротор может немного поворачиваться в корпусе муфты, а значит, изменять фазы. В случае с гидроуправляемой муфтой поворот ротора осуществляется с помощью моторного масла, которое при необходимости подаётся в «фазик» через распределитель. В целом – всё, но остаётся один вопрос: откуда муфта знает, что распредвал нужно немного повернуть?

Знает она это по подсказке ЭБУ. Блок управления анализирует сигналы от множества датчиков: оборотов коленвала, распредвалов, температуры антифриза, количества и температуры воздуха (набор датчиков может немного отличаться). В зависимости от оборотов коленвала и нагрузки ЭБУ командует клапану (или распределителю) открыть или закрыть проход масла в муфту. Вроде всё просто, но есть некоторая сложность: работа фазовращателя зависит от очень многих факторов, отчего причину ошибки устройства иногда приходится искать очень долго. А иногда вообще не сразу можно понять, что фазовращатель не работает совсем.

Нет, конечно, многое в работе мотора меняется. Но некоторые симптомы типичны для очень многих неисправностей, которые с фазовращателем никак не связаны.

Наиболее яркий признак отказа «фазика» – его специфический треск, особенно после пуска холодного мотора. Этот треск трудно спутать с чем-то другим, а источник звука довольно легко найти, так что ошибиться практически невозможно. Другое дело, что причину отказа надо будет ещё поискать, но об этом ниже.

Второй признак помимо треска – это нестабильная работа на холостом ходу. А ещё – снижение тяги на оборотах и рост расхода топлива. Вот тут сложнее: в этих бедах могут быть виноваты десятки неисправностей, не связанных с «фазиком». Чуть более точно на него укажут ошибки, связанные с синхронизацией фаз. Впрочем, ошибки могут быть разными, и не всегда сразу подозрение падает на фазовращатель. На некоторых автомобилях есть коды ошибок, которые указывают непосредственно на него, но часто будет общая ошибка рассинхронизации, причина которой может быть и в растянутой цепи, и в перескочившем ремне ГРМ. Однако и в этих случаях не надо забывать про фазорегулятор.

Что делать?

Если мы говорим про обычный гидроуправляемый фазовращатель, то в первую очередь проверять надо не саму муфту, а клапан-распределитель. Неисправность у электромагнитного клапана чаще всего одна: он клинит в одном из положений. Грубая проверка клапана довольно проста: можно на холодном моторе отключить разъём на клапан и подать на него напряжение напрямую от аккумулятора. Если мотор станет работать неустойчиво (или просто хуже), значит, клапан работает. Но так как он способен клинить, лучше будет его снять и убедиться, что шток не залипает ни в одном положении. Для более точной проверки нужно ещё измерить ход штока и сопротивление обмотки, но будем считать, что для нас это уже слишком сложно. Поэтому для начала просто убедимся, что клапан работает.

Если с ним всё в порядке, то есть смысл проверить проводку до клапана. Если и с ней всё хорошо, то есть два варианта развития событий.

Первый – это износ самой муфты. Неприятность достаточно дорогая, но не слишком частая. Тут вариантов проблемы несколько: могут износиться лопатки ротора, может – сам корпус. Муфта может люфтить или поворачивать на недопустимые углы, смещая фазы слишком сильно (или недостаточно сильно). Но выход в любом случае один – ставить новый «фазик».

Второй вариант связан с тем, что клапан по какой-то причине не получает команду от ЭБУ на изменение фаз. Вот тут диагностика может только начинаться. Фазорегулятор может перестать работать из-за отсутствия сигналов датчика положения коленвала, распредвалов, расхода или температуры воздуха. В общем-то, из-за любого датчика. При этом трещать он тоже не будет: нет сигнала – нет треска. Однако если подключить сканер, есть вероятность увидеть и ошибку рассинхронизации фаз, которая может натолкнуть на мысль о фазовращателе. Само собой, ремонтировать его в этом случае не надо, а надо искать причину, по которой ЭБУ решил управлять мотором в аварийном режиме.

С ним и без него

Можно ли ездить с неработающим фазовращателем? Можно. Бывает, его специально глушат, если надоедает менять его слишком часто или просто нет денег на замену прямо сейчас. Почти всегда мотор работать будет. Не всегда хорошо, не в полную силу, но будет. Но лучше, конечно, так не делать.

А вот чтобы подольше не встречаться с неисправностями фазорегулятора, достаточно лишь вовремя менять масло. И непосредственно муфта, и особенно клапан очень требовательны к чистоте масла. Поэтому рецепт сохранения здоровья «фазика» прост: требуется своевременная замена масла, и регламентные 15 тысяч пробега по городским пробкам – это, к сожалению, слишком редко.

И, конечно же, требуется нормальное давление в системе смазки. Если давление будет недостаточным, фазовращатель работать не сможет – он берёт масло от того же насоса из общей системы смазки. Правда, если давление слишком низкое, то и весь мотор долго не протянет. Но это уже другая история.

Система изменения фаз газораспределения: о VVT простыми словами

Анатомия авто

На многих автомобилях красуются блестящие шильдики «VVT». На крышках моторов их можно встретить ещё чаще. «Что это за буквы?» – вопрос иногда ставит в тупик продавцов-консультантов и даже мастеров СТОА. В лучшем случае Вы услышите что-то малопонятное про газораспределительный механизм. Ваша просьба уточнить: какие плюсы и преимущества дают эти «три весёлых буквы» – часто остаётся «без комментариев».

А ведь система изменения фаз газораспределения ( VVT [англ. Variable Valve Timing] является одним из её торговых названий) или «фазовращатель» скоро отпразднует 100-летие своего появления на двигателях внутреннего сгорания. Однако, слишком долго такие системы применялись исключительно в автоспорте и гонках, а появившись на «обычных» авто, не стали предметом вожделения, как, например, турбонаддув или «16 клапанов», при этом играя в совершенстве моторов первостепенное значение.

В этой статье мы восстановим справедливость и расскажем Вам – что такое VVT, CVVT, VANOS, MIVEC, и им подобные названия, именующие по сути одну и ту же систему, очень важную и полезную.

Зачем нужна система управления фазами газораспределения

Простейший опыт, объясняющий всё необходимое

Проделаем простейший опыт. Возьмите длинную жёсткую трубку длиной более 1 метра и внутренним диаметром примерно 1 см плюс/минус полсантиметра. Край протрите от микробов, потому что его придётся взять в рот (я серьёзно, без дурацкого смеха))). Наберите, насколько возможно, полные лёгкие воздуха. И ….

Первая часть опыта. Герметично охватив губами край трубки — неспеша вдувайте туда воздух и когда дыхание закончится — резко закройте отверстие языком. Что чувствуете? Да почти ничего. Так … может быть язык легонько вдавит внутрь отверстия, и не более

1-я часть опыта … Мееедленно вдуваем воздух в трубку, после чего зажимаем отверстие языком … Почти ничего не происходит

Вторая часть опыта. Также герметично … Но теперь резко, усилием всех лёгких «пока дыхалки хватит» вдуйте в трубку весь объём воздуха и сразу (!) заткните языком отверстие … О-па! Летящий по трубе воздух по инерции прям чуть ли не весь язык в это отверстие за собой норовит засосать.

2-я часть опыта … Мощно вдуть воздух в трубку с максимальным давлением, после чего зажать отверстие языком … Инерция воздуха норовит втянуть язык внутрь.

Суть опыта в том, что, благодаря ему Вы реально ощущаете, что воздух обладает массой (m) и импульсом (p = mv) – чем с большей скоростью (v) эта масса перемещается по трубке, тем больше импульс, а значит и инерция.

Этим эффектом заинтересовались ещё в 1910-х годах, и реализовали его путём короткой фазы взаимного открытия впускных и выпускных клапанов на границе 4-го и 1-го тактов 4-тактного ДВС. То есть — в момент, когда 4-й такт выпуска подходит к своему завершению, и отработавшие газы несутся по выпускному коллектору — их инерцию можно использовать для принудительного засасывания свежей смеси из коллектора впускного. Своего рода — инерционный наддув. Так и есть.

Пока рабочие обороты ДВС (до 60-70 г.г.) лежали в зоне до 3-4 000 об/мин — было достаточно просто зафиксировать длительность этой фазы взаимного открытия. Однако по мере совершенствования моторов, увеличения и расширения зоны их наиболее эффективных оборотов (до 5-6 000 об/мин), как и общего увеличения частоты вращения коленвала (до 8 000 об/мин и выше) в совокупности с вариантами увеличения/уменьшения диаметра поршня и его хода — появилась возможность управления «характером» двигателя – сделать его более тяговитым или быстрым, высоко- или низкооборотным, агрессивным или комфортным, и т.д.

Ещё в 70-х встала проблема — на низких оборотах впускные клапаны хотелось бы открывать попозже, а на высоких — пораньше. Тогда движок можно сделать более универсальным, привив ему «характер» одинаково дружелюбный и «спортсменам», и «дачникам». Как это сделать? И в 80-х появились первые массовые системы изменения фаз газораспределения.

Сравнение рабочих циклов 4-тактных ДВС с VVT и без этой системы

Немного истории: c чего начиналось

Первая официально запатентованная и работоспособная технология изменения фаз газораспределения с помощью механизма, сильно напоминающего десмодромный (в настоящее время – «фирменная черта» двигателей мотоциклов Ducati), была запатентована Porsche в 1959 году, но до серийного воплощения она так и не дошла, блеснув в Формуле 1 и «Ле-Мане». К слову, есть и более ранние патенты Cadillac, Vauxhall и др., оформленные ещё в 30-х и 40-х годах, но дальше экспериментов дело не продвинулось.

Первым стал FIAT, точнее его блистательные спортивные Alfa Romeo 75, получившие в 1986 году даже сегодня потрясающий своей «продвинутостью» бензиновый 2-литровый «Twin Spark». Помимо двух свечей на цилиндр и двух распределительных валов (Twin Cam), при 8-клапанной (!) схеме (16-клапанная появится в 1997 году), впервые в мире серийно он оснащался электромеханической системой смещения фаз газораспределения с помощью электромагнитной муфты, с которой был связан ещё и один из распределителей зажигания на «нечётную ветвь» свечей.

Двигатель Alfa Romeo 2.0 Twin Spark — первый серийный с системой изменения фаз газораспределения

Для конца 80-х снимаемая с 2-х «атмосферных» литров мощь в 148 л.с. считалась «чудовищно» высокой, а с учётом развиваемой с 5600 об/мин вплоть до «красной зоны» на 8000 об/мин и «отсечки» на 8700 об/мин максимальной мощности: никто даже не помышлял усомниться в том, что «Альфы» — это действительно «Феррари для всех». Сопутствовали успеху и блестящие триумфы Alfa Romeo в самых крутых международных и национальных гоночных чемпионатах, как и победы её «сестры» Lancia Delta на раллийных трассах с теми же движками.

Японская Honda уже в конце 80-х ставшая авторитетом в Формуле 1 своими гоночными моторами и чемпионскими титулами Айртона Сенны и Алена Проста, конвертировала своё технологическое преимущество в серийной технике. С 1989-го в продаже появились спортивные автомобили Honda Integra, Civic CRX и др., оснащённые 1.6-литровым «атмосферником» с технологией впрыска PGM-F1 и системой изменения фаз VTEC, что позволило снять со скромного рабочего объёма рекордные 150-160 л.с. Успех был потрясающим, автомобили и моторы – стали легендарными, а присущий «японцам» потенциально большой ресурс лишь «разогрел» внимание к новинкам. Пока эти машины были новыми – всё шло хорошо, но по мере накопления пробега «вылезли» недостатки.

Их «ахиллесовой пятой» стала … даже не столько механическая или эксплуатационная надёжность, сколько социальная и региональная! Попав в Россию в 90-х этих «чистопородных скакунов» заправляли отнюдь не заграничным «Супером 95 или 98», а «чем придётся», в том числе и «палёным» 92-м. Моторные масла использовались – тоже отнюдь не предписанные, и на которых приходилось ездить заметно дольше, чем указывалось в заводском техрегламенте. Поэтому жила у нас эта сногсшибательная в Европе, Америке и Японии техника — весьма недолго. Благодаря «Кулибиным» и «Ломоносовым» ресурс удавалось продлевать до нескольких сот тысяч километров, но это было лишь «продлением агонии». Инженерам автопроизводителей было ясно – нужна какая-то более простая и надёжная система. Поэтому до начала 2000-х большинство крупносерийных движков не имели фазорегуляторов.

В 1992 году Porsche запатентовала систему Valvematic со смещением фаз посредством давления масла в основной системе и следственным перемещением муфты с винтовым направляющим элементом. В течение последующих нескольких лет Denso и Borg&Warner разработали близкие по принципу действия конструкции, в которых изменение фаз под действием давления масла осуществлялось перемещением соосного распредвалу ротора. Относительно других конструкция оказалась более простой, компактной и надёжной, а главное – ею мог управлять внешний клапан любой удобной конструкции, размещённый в наиболее подходящем месте, которым будет рулить мозг компьютера.

В 2000-м году одними из первых систему VVT применили в PSA Peugeot Citroen на «атмосфернике» 2.2 16v 158 л.с. (EW12J4). Через несколько лет её получили «родные братья» 1.8/125 л.с. (EW7A) и 2.0/140-147 л.с. (EW10A/10D). В это же время Variable Valve Timing «взяли на вооружение» все главные игроки авторынка – Toyota, VAG, Ford, GM, Mitsubishi, MB, BMW и др. Нет смысла выделять первенство какой-то одной марки – явная прерогатива у поставщиков компонентов и технологий, да и сам принцип VVT является примером «общего дела», которым (редкий пример в автоиндустрии) занимались все «гранды» вместе, понимая взаимную общую выгоду.

Преимущества системы VVT

• Расширить зоны максимумов крутящего момента и мощности по оборотам;
• Оптимизировать наполнение цилиндра свежим зарядом топливовоздушной смеси при более полном и скором удалении выхлопных газов;
• Сделать двигатели более эластичными;
• Улучшить характеристики мотора при одновременном снижении расхода топлива.
• Уменьшить количество и частоту переключения передач (особенно на «механике»), тем самым повысить комфорт водителя.

Иногда декларируемые некоторыми автопроизводителями экологические выгоды и «зелёные» преимущества VVT — это уже косвенные эффекты, которые являются следствием работы двигателя на более оптимальной смеси и увеличенного КПД. Ведь физику «вокруг пальца не обведёшь»! При повышении коэффициента полезного действия, повышается всё остальное, и «экология» в том числе. Если пытаться поспорить с физикой, и «в угоду экологии» что-то ухудшить — это невозможно. …. Если только не подтасовывать факты и заниматься мошенничеством с цифрами и характеристиками.

А если совсем «простонародно», то … Говоря о «бензинках» – зададимся вопросом: чем хороши дизели? Тем, что они «тянут» во всём диапазоне своих оборотов и водитель всегда знает, что «под педалью всегда есть запас». В конце 80-х — начале 90-х, во время расцвета «классических» бензиновых 16-клапанников, было замечено, что их надо «крутить», причём — чем выше их возможности, тем более активно приходилось орудовать педалью газа и чаще перемещать рычаг МКПП. Это рождало определённый дискомфорт, особенно в мегаполисах и «пробках». Так вот как раз, чтобы «по тяге» характеристики «бензусов» приблизить к дизелям – и появились системы VVT. Бензодвижки с фазорегуляторами стали лучше «тянуть на низах». Улучшилась их экономичность при движении в городских условиях, а значит и владелец стал тратить меньше денег на бензин. Управление автомобиля стало более комфортным благодаря сильно снизившейся необходимости «маслать» рычаг переключения передач. «Автоматы» стали жить дольше, так как им необходимо реже переключться. Возрос и ресурс самих ДВС – оставаясь в разряде «миллионников», при этом весьма увеличив свои харектеристики. Вывод напрашивается сам собой – системы VVT являются чуть ли не самыми дружественными водителю, ибо даже при их отсутствии мотор будет «просто 16-клапанником», как в старом анекдоте про лося, который при падении с ёлки оторвал «кое-что» – «А я лось. Просто лось». Шутка!)))

Альтернативные VVT фазорегуляторы

• На впускном распредвале («одиночная»);
• На впускном и выпускном распредвалах («двойная»).

В качестве примера удобно рассмотреть двигатели BMW: у тех, что имеют в торговом названии слово VANOS фазы изменяются только на впуске, а у которых Double VANOS – на впуске и выпуске. Похожие обозначения и у Toyota – VVT-i и DVVT-i.

К слову, маркетинговые наименования VVT, СVVT, VVT-i, e-VVT, VTC, VCT, MIVEC и VANOS относятся практически к одной и той же конструкции фазовращателя (-елей), которые отличаются друг от друга лишь незначительными и непринципиальными нюансами.

Существует ошибочное мнение, что изменение фаз газораспределения каким-то образом связано с системой изменения высоты подъёма клапанов. Суть этих заблуждений в том, что обе изначально созданы для разных целей и могут существовать порознь, независимо друг от друга, а могут быть и совмещены вместе в единую конструкцию. Яркий пример этому – двигатели PSA семейства EP:

• 6 VTi 120 л.с. (EP6C) «атмосферник» с фазовращателями на впуске и выпуске, а также системой изменения высоты подъёма клапанов VTi, аналогичной Valvetronic у BMW, без дроссельной заслонки;
• 6 THP 150 л.с. (EP6CDTM) с одной муфтой VVT на впуске, регулировкой газа привычной дроссельной заслонкой и турбокомпрессором Twin Scroll Borg&Warner;
• 6 THP 200 л.с. (EP6CDTX) совместил в себе все инновации семейства: впускной и выпускной вариаторы фаз, бездроссельный подъём клапанов VTi и турбонаддув «двойная улитка».

Ведь поворот распредвала осуществляется поворотом ротора муфты, по сути являющейся зубчатым шкивом ремня или «звёздочкой» цепи в приводе ГРМ, а подъём клапанных тарелок изменяется через толкатели («рокеры») – эти два механизма могут быть связаны только компьютером управления. У i-VTEC от Honda эти функции частично совмещены, но в то же время и система — заметно сложнее.

Системы изменения высоты подъёма клапанов (Valvetronic, VTi, Valvelift и т.п.) созданы в качестве альтернативы дроссельной заслонке, то есть для управления «газом». Изменение оборотов с помощью привычного дросселя имеет значительный недостаток – заслонка создаёт внушительное сопротивление поступающему в двигатель потоку воздуха, тем самым затрудняя смесеобразование с топливом и ухудшая степень наполнения цилиндров свежей топливовоздушной смесью.

Изменяя высоту подъёма клапанов на впуске – появляется возможность варьировать количество поступающей смеси без дросселя, а значит удалить насосные потери и вредное сопротивление заслонки потоку воздуха. Как видите – к фазам газораспределения эта система не имеет прямого отношения. В то же время она может находиться в симбиозе с VVT.

Ещё один предрассудок: двигатели с изменением фаз на впуске и выпуске (пример: Дабл ВАНОС БМВ) – якобы лучше, современнее и совершеннее, чем те, у которых фазовращатель только на впуске (просто ВАНОС). Прямая зависимость между техническими кондициями мотора и количеством его фазовращателей – отсутствует. Здесь главенствует адаптация двигателя конкретной марки и модели к достижению заданных «потребительской нишей» характеристик и темперамента силового агрегата. А одна, две или более у него муфт VVT – не имеет никакого значения.

Возможные проблемы и способы их устранения

1. Моторное масло у двигателей, имеющих регулятор фаз газораспределения, обязано строго соответствовать одобрению или нормативам автопроизводителя. Пример: в системе смазки «атмосферного» бензинового EW10A предписано применять Total Quartz 9000 5W-40 или имеющее допуск PSA B71 2296. Дело в том, что корректность работы фазовращателя, а именно – смещение на определённый угол при заданных оборотах и нагрузке, непосредственно «завязано» на вязкость и давление масла. Если оно окажется более текучим или слишком вязким — алгоритм функционирования системы нарушится, что ухудшит работу двигателя и впоследствии может обернуться большим количеством проблем. Поэтому не «покупайтесь» на рекламные заявления о «феноменальных выгодах» продуктов некоторых производителей ГСМ – ожидания чуда могут обернуться позорным фиаско и большой потерей денежных средств.
2. Экономия на качестве моторного масла тоже закончится плачевно. Низкокачественные, контрафактные и суррогатные «жижи» неизбежно приведут к обильным отложениям продуктов износа и окисления в камерах статора муфты VVT (мест для скапливания грязи и мусора в них – хоть отбавляй). На поверхностях трения появятся задиры. Процесс износа станет лавинообразным. Через некоторое время фазорегулятор начнёт «хандрить». Если это вовремя не «вылечить»– муфта заклинит, после чего может потребоваться долгий и дорогой ремонт. Чтобы этого не произошло – моторное масло следует применять только предписанное заводом-изготовителем, менять его с соблюдением требуемой периодичности и использовать только те ГСМ, в высоком качестве которых Вы уверены на 100%!
3. МуфтыVVT столь же надёжны, как и «обычные» зубчатые шкивы ремней и «звёздочки» цепей ГРМ. Однако и они при больших пробегах требуют замены из-за естественного износа. Здесь тоже притаилась потенциальная «мина замедленного действия»: на рынке большое количество изготовленных кустарными методами подделок и контрафакта из «поднебесной», ведь муфты VVT – изделия хоть и «долгоиграющие», но отнюдь не дешёвые. Поэтому, если замена всё-таки требуется – применяйте только «оригинал» или «фирменные» изделия авторитетных производителей. Пример: некоторые жлобски настроенные владельцы Peugeot и Citroen при необходимости замены фазовращателей на моторах PSA EW7A/10A/12A напрочь перечёркивают их неоспоримую долговечность, применяя китайские муфты VVT от Baificar вместо штатных японских Denso или INA. Результат: через 30-40 000 км после замены они начинают «греметь», истекать маслом, движки работают неровно и отказываются заводиться зимой, в то время, как «оригинал» от Денсо и ИНА надёжно работают и не вызывают проблем на протяжении 200-300 000 км.
4. При замене муфтVVT не забывайте менять все связанные с ними резиновые прокладки, уплотнения и сальники. Ведь фазорегуляторы: узлы, которые меняются «раз и на всегда», т.к. при ошибке или жмотской экономии «на спичках» для устранения проблемы неизбежно придётся снова всё разбирать и регулировать заново и задорого. Поэтому намного выгоднее – в течение одного акта совершить весь, исчерпывающий комплекс замен компонентов даже в том случае, если они кажутся целыми и работоспособными, но это предписано техрегламентом или руководством по ремонту и обслуживанию.
5. РТИ и прокладки, при замене фазовращателей, разумеется – тоже обязаны быть от авторитетных производителей или оригинальные. При их покупке предпочтение следует отдавать только известным своим качеством брендам и не гнаться за низкой ценой (подделок и здесь – море). Если Вы «не знаток» в этом деле – советуем продукцию – Elring, Febi, Glaser, Goetze, SWAG, Victor Reinz, при условии, что приобретаемое изделие является подлинным и куплено у официального дилера этих брендов (можно узнать на сайте производителя).
6. Работы по обслуживанию и замене муфтVVT следует вести только на специализированных СТОА руками опытных мастеров. Будет необходимо применение некоторого количества специнструмента (у некоторых немецких и японских марок для этой операции может потребоваться до десятка спецприспособлений!), который даже в солидных магазинах автозапчастей не продаётся, и попав к Вам в руки – требует опыта и навыков профессионального использования. «Подручные средства» и «не боги горшки обжигают» в этом деле неуместны — в случае даже невинной ошибки всё может закончиться капитальным ремонтом двигателя. Причина всего этого – в необходимости соблюдения ювелирной точности производимых работ и неукоснительного соблюдения технического регламента, независимо от марки и степени сложности движка.
7. Компьютерная диагностика системVVT на современных автомобилях не вызывает проблем. Параметры её работы фиксируются несколькими датчиками, а работой управляющего клапана (-нов) заведует отдельный компьютер или программа ECU. Причём, для тестирования лишь в редких случаях нужен специальный дилерский диагностический комплекс – в подавляющем большинстве случаев есть возможность «прочитать» информацию о работоспособности фазовращателя с помощью «неофициальных» тест-компьютеров. Главное, чтобы специалист был опытный и разбирающийся в сути VVT.
8. Клапан фазорегулятора бывает причиной перебоев в работе мотора и скачков его оборотов. Часто это – не причина, а следствие вышеперечисленных проблем. Следствия таковы:

• Шток золотника покрыт излишним количеством отложений и подклинивает;
• На защитных сетках осело слишком большое количество мусора и их проницаемость снизилась;
• Из-за большого количества металлической «пудры» износ увеличил зазоры, нарушилась герметичность, возникло осевое «биение».

Нельзя отбрасывать и влияние внешних воздействий:

• Окисление электрических контактов клапана VVT;
• Естественное старение изоляции катушек солёноида из-за внешнего (если в результате тюнинга рядом с ним установлен какой-то горячий элемент) или внутреннего (когда корпус покрыт слоем пыли или сухой грязи, играющих роль теплоизолирущей «шубы») перегрева;
• Механические повреждения, случайно и/или незаметно нанесённые в процессе обслуживания ДВС.

Промывание клапана в мощных растворителях с целью вернуть ему работоспособность иногда на короткое время помогает, но это не снимает главную проблему: если он работает некорректно, тем более заклинил – чтобы не тратить уйму ненужного времени и лишних денег — его лучше заменить новым.

9. Промывание муфты VVT должно производиться только после её демонтажа. Попытки сделать это путём добавления в масло «чудодейственных» моющих присадок – обречены на провал. Нужно понимать, что если фазорегулятор внутри загрязнён, то в масляной системе количество шлаков и отложений не менее велико. В процессе растворения, кучи мусора могут устремиться по каналам и осесть как раз в камерах фазовращателя, тем самым — ещё более ухудшив ситуацию.

Если муфта демонтирована и погружена в ванну с мощным растворителем (подойдёт даже уайт-спирит), то часто её работоспособность удаётся восстановить. Разумеется, после такой «бани» её следует дополнительно и тщательнейшим образом промыть изнутри потоками растворителя, впрыскиваемыми через соответствующие каналы с помощью специальных шприцов или спрынцовок. Время потребуется изрядное – все перемещения обязаны происходить без заеданий. Этот метод позволяет освободить заклинившие стопорные штифты, фиксаторы и прочие перемещающиеся элементы механизма муфты. На многие из них придётся нажимать с помощью подручного инструмента – используйте для этого подходящие пластмассовые или деревянные палочки, которые не смогут нанести царапины весьма тонким и деликатным поверхностям фазовращателей.

Однако эффект таких мероприятий может быть и — нулевым. Причина в том, что в среде накапливающихся загрязнений муфте приходится работать слишком долгое время, и к моменту заклинивания все её внутренние рабочие поверхности могут иметь закритический износ. Растворив всех «супостатов» и приведя фазорегулятор во вроде бы рабочее состояние, размеры его зазоров и осевые биения могут сделать невозможной его последующую нормальную эксплуатацию. Если этого вовремя не заметить – можно нанести фатальные повреждения движку.

Мы не смеем отрицать эффективность промывки муфты VVT, как невозможно спорить с «чудом последней соломинки». В то же время, основываясь на опыте, аргументах и фактах – слишком часто и непомерно регулярно приходится констатировать, что покупка и установка новой муфты VVT взамен изношенной оказывается в десятки раз более выгодным во всех отношениях мероприятием, нежели попытки реанимировать вышедший из строя девайс.

Выводы о системах управления фазами двигателя

• Простые
• Эффективные
• Обеспечивающие множество выгод и преимуществ при минимуме недостатков.

Чтобы они работали надёжно и беспроблемно: для них не надо дополнительных условий и мер – они точно такие же, какие необходимы для высокоресурсной, уверенной и беспроблемной эксплуатации двигателей в непростых российских условиях. Если Вы заботитесь о своём автомобиле – он ответит непогрешимостью своей работы, даруя Вам кайф от владения им на протяжении многих лет и сотен тысяч километров. Вспомните очень позитивную пословицу наших с Вами предков-шоферов: — «Машина любит: ласку, чистоту и смазку». Актуально – и сегодня!

Система изменения фаз газораспределения

Система изменения фаз газораспределения (общепринятое международное название Variable Valve Timing, VVT) предназначена для регулирования параметров работы газораспределительного механизма в зависимости от режимов работы двигателя. Применение данной системы обеспечивает повышение мощности и крутящего момента двигателя, топливную экономичность и снижение вредных выбросов.

К регулируемым параметрам работы газораспределительного механизма относятся:
— момент открытия (закрытия) клапанов;
— продолжительность открытия клапанов;
— высота подъема клапанов.

В совокупности эти параметры составляют фазы газораспределения – продолжительность тактов впуска и выпуска, выраженную углом поворота коленчатого вала относительно «мертвых» точек. Фаза газораспределения определяется формой кулачка распределительного вала, воздействующего на клапан.

На разных режимах работы двигателя требуется разная величина фаз газораспределения. Так, при низких оборотах двигателя фазы газораспределения должны иметь минимальную продолжительность («узкие» фазы). На высоких оборотах, наоборот, фазы газораспределения должны быть максимально широкими и при этом обеспечивать перекрытие тактов впуска и выпуска (естественную рециркуляцию отработавших газов).

Кулачок распределительного вала имеет определенную форму и не может одновременно обеспечить узкие и широкие фазы газораспределения. На практике форма кулачка представляет собой компромисс между высоким крутящим моментом на низких оборотах и высокой мощностью на высоких оборотах коленчатого вала. Это противоречие, как раз и разрешает система изменения фаз газораспределения.

В зависимости от регулируемых параметров работы газораспределительного механизма различают следующие способы изменяемых фаз газораспределения:
— поворот распределительного вала;
— применение кулачков с разным профилем;
— изменение высоты подъема клапанов.

Наиболее распространенными являются системы изменения фаз газораспределения, использующие поворот распределительного вала:
VANOS (Double VANOS) от BMW;
VVT-i (Dual VVT-i), Variable Valve Timing with intelligence от Toyota;
VVT, Variable Valve Timing от Volkswagen;
VTC, Variable Timing Control от Honda;
CVVT, Continuous Variable Valve Timing от Hyundai, Kia, Volvo, General Motors;
VCP, Variable Cam Phases от Renault.

Конструкция системы изменения фаз газораспределения данного типа включает гидроуправляемую муфту и систему управления этой муфтой.

Гидроуправляемая муфта(обиходное название фазовращатель) непосредственно осуществляет поворот распределительного вала. Муфта состоит из ротора, соединенного с распределительным валом, и корпуса, в роли которого выступает шкив привода распределительного вала. Между ротором и корпусом имеются полости, к которым по каналам подводится моторное масло. Заполнение той или иной полости маслом обеспечивает поворот ротора относительно корпуса и соответственно поворот распределительного вала на определенный угол.

В большинстве своем гидроуправляемая муфта устанавливается на распределительный вал впускных клапанов. Для расширения параметров регулирования в отдельных конструкциях муфты устанавливаются на впускной и выпускной распределительные валы.

Система управления обеспечивает автоматическое регулирование работы гидроуправляемой муфты. Конструктивно она включает входные датчики, электронный блок управления и исполнительные устройства. В работе системы управления используются датчики Холла, оценивающие положения распределительных валов, а также другие датчики системы управления двигателем: частоты вращения коленчатого вала, температуры охлаждающей жидкости, расходомер воздуха. Блок управления двигателем принимает сигналы от датчиков и формирует управляющие воздействия на исполнительное устройство – электрогидравлический распределитель.

Распределитель представляет собой электромагнитный клапан и обеспечивает подвод масла к гидроуправляемой муфте и отвод от нее в зависимости от режимов работы двигателя.

Система изменения фаз газораспределения предусматривает работу, как правило, в следующих режимах:
— холостой ход (минимальные обороты коленчатого вала);
— максимальная мощность;
— максимальный крутящий момент.

Другая разновидность системы изменения фаз газораспределения построена на применении кулачков различной формы, чем достигается ступенчатое изменение продолжительности открытия и высоты подъема клапанов.

Известными такими системами являются:
VTEC, Variable Valve Timing and Lift Electronic Control от Honda;
VVTL-i, Variable Valve Timing and Lift with intelligence от Toyota;
MIVEC, Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control от Mitsubishi;
Valvelift System от Audi.

Данные системы имеют, в основном, схожую конструкцию и принцип действия, за исключением Valvelift System. К примеру, одна из самых известных система VTEC включает набор кулачков различного профиля и систему управления.

Распределительный вал имеет два малых и один большой кулачок. Малые кулачки через соответствующие коромысла (рокеры) соединены с парой впускных клапанов. Большой кулачок перемещает свободное коромысло.

Другая модификация системы VTEC имеет три режима регулирования, определяемые работой одного малого кулачка (открытие одного впускного клапана, малые обороты двигателя), двух малых кулачков (открытие двух впускных клапанов, средние обороты), а также большого кулачка (высокие обороты).

Современной системой изменения фаз газораспределения от Honda является система I-VTEC, объединяющая системы VTEC и VTC. Данная комбинация существенным образом расширяет параметры регулирования двигателя.
Наиболее совершенная с конструктивной точки зрения разновидность системы изменения фаз газораспределения основана на регулировании высоты подъема клапанов. Данная система позволяет отказаться от дроссельной заслонки на большинстве режимов работы двигателя. Пионером в этой области является компания BMW и ее система Valvetronic.

В системе Valvetronic изменение высоты подъема клапанов обеспечивает сложная кинематическая схема, в которой традиционная связь кулачок-коромысло-клапан дополнена эксцентриковым валом и промежуточным рычагом. Эксцентриковый вал получает вращение от электродвигателя через червячную передачу. Вращение эксцентрикового вала изменяет положение промежуточного рычага, который, в свою очередь, задает определенное движение коромысла и соответствующее ему перемещение клапана. Изменение высоты подъема клапана осуществляется непрерывно в зависимости от режимов работы двигателя.

Устройство и принцип работы системы CVVT

Современное законодательство в области экологии заставляет автопроизводителей конструировать более совершенные двигатели, повышать их эффективность и снижать выбросы вредных веществ в отработанных газах. Конструкторы учатся управлять процессами, которые ранее принимались с компромиссными усредненными параметрами. Одной из таких разработок является система изменения фаз газораспределения (CVVT). В этой статье мы не будет подробно описывать про фазы газораспределения, с этой информацией можно ознакомиться здесь.

Устройство системы CVVT

CVVT (Continuous Variable Valve Timing) – это система непрерывного регулирования фаз газораспределения двигателя, обеспечивающая более эффективное наполнение цилиндров свежим зарядом. Это достигается за счёт смещения момента открытия и закрытия впускного клапана.

Система включает в себя гидравлический контур, состоящий из:

• Управляющего клапана-соленоида.
• Фильтра системы VVT.
• Исполнительного механизма (гидравлической муфты CVVT).

Все компоненты системы устанавливаются в головке блока цилиндров двигателя. Фильтр системы VVT подлежит периодической чистке или замене.

Гидравлические муфты CVVT могут быть установлены как на впускном, так и на обоих валах ДВС.

В случае установки фазовращателей на впускном и выпускном распределительных валах эта система газораспределения будет называться DVVT (Dual Variable Valve Timing).

К дополнительным элементам системы также относятся датчики:

• Положения и частоты оборотов коленчатого вала.
• Положения распределительного вала.

Данные элементы подают сигнал на ЭБУ двигателя (блок управления). Последний обрабатывает информацию и формирует сигнал на электромагнитный клапан, регулирующий подачу масла в муфту CVVT.

Муфта CVVT

Гидравлическая муфта (фазовращатель) имеет звёздочку на корпусе. Она приводится в движение ремнем или цепью привода ГРМ. Распределительный вал жестко соединен с ротором фазовращателя. Между ротором и корпусом муфты расположены масляные камеры. За счёт давления масла, создаваемого масляным насосом возможно смещение ротора и корпуса между собой.

Муфта состоит из:

• ротора;
• статора;
• стопорного штифта.

Стопорный штифт необходим для работы фазовращателей в аварийном режиме. Например, при понижении давления масла. Он выталкивается вперед, что позволяет замкнуть корпус и ротор гидравлической муфты в среднем положении.

Как работает управляющий клапан-соленоид VVT

Данный механизм служит для регулирования подачи масла на задержку и опережение открытия клапанов. Устройство состоит из следующих элементов:

• Плунжер.
• Разъём.
• Пружина.
• Корпус.
• Золотник.
• Отверстия для подвода масла, подачи и слива.
• Обмотка.

ЭБУ двигателя формирует сигнал, после чего электромагнит перемещает золотник через плунжер. Это позволяет перепускать масло в разном направлении.

Принцип работы

Принцип работы системы заключается в изменении положения распределительных валов относительно шкива коленчатого вала.

Система имеет два направления работы:

• Опережение открытия клапанов.
• Запаздывание открытия клапанов.

Опережение

Масляный насос при работе ДВС создает давление, которое подается на электромагнитный клапан CVVT. ЭБУ за счёт широтно-импульсной модуляции (ШИМ) управляет положением клапана VVT. Когда необходимо отрегулировать исполнительный механизм на максимальный угол опережения, клапан перемещается и открывает масляный канал к камере опережения гидромуфты CVVT. Из камеры запаздывания жидкость в это же время начинает сливаться. Это позволяет переместить ротор с распределительным валом относительно корпуса в противоположное относительно вращения коленвала направление.

Например, угол положения муфты CVVT на холостых оборотах составляет 8 градусов. И так как угол механического открытия клапана ДВС составляет 5 градусов, фактически он открывается на 13.

Запаздывание

Принцип аналогичен предыдущему, однако клапан-соленоид при максимальном запаздывании открывает масляный канал к камере запаздывания. В это время ротор CVVT перемещаются в сторону направления вращения коленвала.

Логика работы CVVT

Система CVVT работает на всем диапазоне оборотов ДВС. В зависимости от производителя логика работы может отличаться, но в среднем она выглядит примерно так:

• Холостой ход. Задача системы – выполнить проворачивание впускного вала так, чтобы обеспечить позднее открытие впускных клапанов. Это положение повышает устойчивость работы двигателя.
• Средние обороты ДВС. Система обеспечивает промежуточное положение распределительного вала, обеспечивая снижение расхода топлива и выброс вредных веществ с отработанными газами.
• Высокие обороты ДВС. Действие системы направлено на максимальное увеличение мощности. Для этого впускной вал прокручивается так, чтобы обеспечить опережение открытия клапанов. Так, система обеспечивает лучшее наполнение цилиндров, что позволяет улучшить характеристики ДВС.

Обслуживание

Так как система включает в себя фильтр, его рекомендуется менять. Регламент замены в среднем – 30 тысяч километров. Возможна также и чистка старого фильтра. Автолюбитель вполне может справиться с этой процедурой самостоятельно. Основной сложностью при этом будет поиск места установки самого фильтра. Большинство конструкторов размещают его в масляной магистрали от насоса до электромагнитного клапана. После демонтажа и аккуратной тщательной очистки фильтра CVVT необходимо провести его осмотр. Главное условие – целостность сетки и корпуса. Нужно помнить, что фильтр довольно хрупкий.

Без сомнения, система CVVT направлена на улучшение характеристик двигателя во всех режимах его работы. За счет наличия системы опережения и запаздывания открытия впускных клапанов двигатель имеет лучшую топливную экономичность и сниженные выбросы вредных веществ. Также она позволяет понизить обороты холостого хода без снижения устойчивости работы. Поэтому данная система используется всеми без исключения ведущими автопроизводителями.