Что такое фазы газораспределения? — Ремонт автомобилей
Содержание:
- Что такое фазы газораспределения?
- Влияние фаз газораспределения на работу двигателя.
- Изменяемые фазы газораспределения.
Работа двигателя зависит от фаз газораспределения, то есть от своевременности открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. Объясним, что такое фазы газораспределения и их влияние на работу двигателя.
ЧТО ТАКОЕ ФАЗЫ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ?
Фаза газораспределения — это период от момента открытия клапанов до момента их закрытия, выраженные в градусах поворота коленчатого вала и отмечаются по отношению к начальным или конечным моментам соответствующих тактов.
Фазы газораспределения обеспечивают нужный момент открытия и закрытия клапанов в зависимости от положения коленчатого вала. В следствии фазы газораспределения обозначаются градусами поворота коленчатого вала.
Задача механизма газораспределения — обеспечить наивысшую эффективность наполнения и очистки цилиндра во время работы двигателя.
Топ
ВЛИЯНИЕ ФАЗ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ НА РАБОТУ ДВИГАТЕЛЯ
В большинстве двигателей фазы меняться не могут и работа таких двигателей не отличается высокой эффективностью. Из-за этого скорость и эффективность наполнения цилиндров при различных режимах работы двигателя неодинаковы.
Для работы на холостом ходу уместны узкие фазы газораспределения с поздним открытием и ранним закрытием клапанов без перекрытия фаз (время, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно). Почему? Потому что так удаётся исключить заброс выхлопных газов во впускной коллектор и выброс части горючей смеси в выхлопную трубу.
При работе на максимальной мощности ситуация меняется. С повышением оборотов время открытия клапанов сокращается, но для обеспечения высоких крутящего момента и мощности через цилиндры необходимо прогнать больший объём газов, нежели на холостом ходу.
При разработке двигателей конструкторам приходится увязывать ряд взаимоисключающих требований и идти на компромиссы. Посудите сами. С одними и теми же фазами двигатель должен обладать неплохой тягой на низких и средних оборотах, приемлемой мощностью — на высоких. И плюс ко всему устойчиво работать на холостом ходу, быть максимально экономичным и экологичным.
Топ
ИЗМЕНЯЕМЫЕ ФАЗЫ ГАЗОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Если научить газораспределительный механизм подстраиваться под различные режимы работы двигателя?
Один из способов это применение фазовращателя — специальной муфты, которая способна под действием управляющей электроники и гидравлики поворачивать распределительный вал на определённый угол относительно его первоначального положения. С повышением оборотов муфта проворачивает вал по ходу вращения, что ведёт за собой более раннее открытие впускных клапанов и как следствие — лучшее наполнение цилиндров на высоких оборотах.
Инженеры не остановились на этом и разработали ряд систем, способных не только двигать фазы, но и расширять или сужать их. В зависимости от конструкции это может достигаться несколькими способами.
Например, в тойотовской системе VVTL-i после достижении определённых оборотов (6000 об/мин) вместо обычного кулачка в работу начинает вступать дополнительный — с изменённым профилем. Профиль этого кулачка задаёт иной закон движения клапана, более широкие фазы и, кстати, обеспечивает больший ход. При раскрутке коленчатого вала до максимальных оборотов (около 8500 об/мин) на частоте вращения в 6000—6500 об/мин у двигателя словно открывается второе дыхание, которое способно придать автомобилю резкий и мощный подхват при ускорении.
А если попробовать изменять высоту подъёма? Такой подход позволяет избавиться от дроссельной заслонки и переложить процесс управления режимами работы двигателем на газораспределительный механизм.
Ответ инженеров — механическая система управления подъёмом впускных клапанов. В таких системах высота подъёма и продолжительность фазы впуска изменяются в зависимости от нажатия на педаль газа. Экономия от применения системы бездроссельного управления составляет от 8% до 15%, прирост мощности в пределах 5—15 %.
Несмотря на то, что количество и размеры клапанов приблизились к максимально возможным, эффективность наполнения и очищения цилиндров можно сделать выше — за счёт скорости открытия клапанов. Правда, механический привод заменяется электромагнитным.
В чём плюс электромагнитного привода? Подъёма клапана можно довести до идеала, а продолжительность открытия клапанов позволяется менять в очень широких пределах. Электроника согласно программе время от времени ненужные клапаны может не открывать, а цилиндры отключать вовсе. Делается это в целях экономии, например, на холостом ходу или при торможении двигателем. Даже во время работы электромагнитный ГРМ способен превратить обычный четырёхтактный мотор в шеститактный.
Дальнейшее увеличение эффективности работы мотора за счёт ГРМ — невозможно. Выжать больше мощности и момента с того же объёма при меньшем расходе можно будет с применением иных средств. Например, комбинированного наддува или конструкций, изменяющих степень сжатия.
Топ
Фазы и механизм газораспределения двигателя
Термин «фаза» означает часть, этап или ступень какого-то процесса. Поэтому впускная и выпускная фазы газораспределения – часть полного цикла работы двигателя внутреннего сгорания. Прочитав статью, вы узнаете, что происходит во время фаз, каким образом двигатель регулирует их и на что влияют фазы газораспределения.
Как работает двигатель внутреннего сгорания
Воспламенение топливовоздушной смеси в цилиндре двигателя приводит к выделению выхлопных газов и увеличению температуры. Во время такта сжатия поршень движется к верхней мертвой точке (ВМТ) сжимая топливовоздушную смесь или воздух (дизельный двигатель).
Воспламенение происходит незадолго до ВМТ.
В бензиновом двигателе топливовоздушную смесь воспламеняет искра свечи зажигания. В дизельном моторе в раскаленный от сжатия воздух впрыскивают распыленное топливо. Когда поршень приближается к нижней мертвой точке (НМТ), наступает выпускная фаза газораспределения. Выпускной клапан открывается и поднимающийся к ВМТ поршень выдавливает из цилиндра продукты горения топливовоздушной смеси. Когда поршень подходит к ВМТ заканчивается фаза выпуска и начинается фаза впуска. Поршень движется в ВМТ, в цилиндре возникает разряжение, благодаря которому воздух засасывает внутрь камеры сгорания. После достижения ВМТ фаза впуска завершается и начинается такт сжатия.
Устройство механизма газораспределения
Газораспределительный механизм (ГРМ) состоит из:
- одного или двух кулачковых распределительных валов, на каждый из которых установлена своя шестерня;
- шестерни коленчатого вала;
- цепного или ременного привода.
Число зубьев шестерни распределительного вала всегда в 2 раза больше, чем у шестерни коленчатого вала.
Благодаря этому за два оборота коленчатого вала происходит лишь один оборот распределительного вала. Это позволяет открывать и закрывать клапаны головки блока цилиндров (ГБЦ) в зависимости от такта двигателя. Фазы газораспределения зависят от расположения кулачков распределительного вала. Поэтому на одновальных двигателях возможна только одновременная регулировка фаз впуска и выпуска. На двухвальных двигателях возможна раздельная регулировка фазы впуска и фазы выпуска. Это позволяет оптимизировать работу двигателя под различные режимы.
Когда кулачок распределительного вала доходит до клапана, то начинает давить на него до тех пор, пока клапан полностью не откроется. Затем кулачок проходит дальше и пружина начинает выдавливать клапан, стремясь закрыть его. Как только давление со стороны распределительного вала исчезает, пружина полностью закрывает клапан.
Угол поворота распределительного вала, в течение которого впускные или выпускные клапаны одного цилиндра открыты и называется фазой газораспределения.
На что влияют фазы ГРМ
В двигателях современных бюджетных автомобилей не предусмотрена автоматическая регулировка фаз газораспределения, поэтому они настроены на средний режим работы. Форма кулачков распределительных валов таких двигателей рассчитана на максимальное наполнение и освобождение цилиндров при скорости вращения, близкой к максимальному крутящему моменту. Обычно он расположен между 2/3 и 3/4 от максимальных оборотов. Поэтому такой двигатель «плохо тянет» на оборотах ниже половины от максимальных.
Почему так происходит? Чем выше обороты двигателя, тем быстрей движутся поршни. В результате давление внутри цилиндра во время фазы выпуска возрастает, но пропускная способность выпускного клапана не меняется. Во время фазы впуска поршень движется быстрей, чем на холостых оборотах, но пропускная способность клапана не меняется.
Поэтому чем выше обороты двигателя, тем хуже наполнение цилиндров. Поэтому нередко фазы выпуска и выпуска пересекаются. В то время когда выпускной клапан закрывается, но еще открыт, начинает открываться впускной клапан.
На холостых и низких оборотах часть топлива, которая поступает в двигатель, уходит в выхлопную трубу. Это снижает мощность и экономичность двигателя. По мере роста оборотов влияние этого эффекта слабеет. Поэтому чем выше обороты двигателя, тем длинней должны быть фазы газораспределения. Это позволит избежать снижения мощности мотора.
Если сдвинуть фазы газораспределения от оптимальной точки, то произойдет резкое падение мощности мотора. Ведь цилиндры будут или не до конца освобождаться от выхлопных газов или не до конца наполняться топливовоздушной смесью. Однако оптимальная точка начала фазы и ее продолжительность зависят от нагрузки на мотор и оборотов двигателя. Поэтому тюнинговые мастерские и умелые автомобилисты устанавливают вместо штатной шестерни распределительного вала разрезную шестерню, с помощью которой можно сдвигать фазу на угол до 10 градусов.
Также используют тюнинговые распределительные валы, рассчитанные на различные режимы и нагрузки. Те, кто предпочитает ездить на максимальной скорости, устанавливают валы с максимальными фазами впуска и выпуска. Те же, кто ездит на средних оборотах двигателя, избегая резких стартов и больших скоростей, ставят валы с чуть уменьшенными фазами.
Регулятор фаз газораспределения
Существует большое количество моделей фазорегуляторов, которые работают по различным алгоритмам. Однако, общий принцип неизменен. Когда двигатель работает на низких оборотах, фазорегулятор сокращает впускную и выпускную фазы. Это позволяет сократить расход топлива.
Когда двигатель начинает работать на высоких оборотах или под нагрузкой, регулятор увеличивает продолжительность фаз, а нередко и точку их начала. Это позволяет не только увеличить мощность и крутящий момент, но и снижает расход топлива. Наиболее популярны модели фазорегуляторов, которые работают на основе центробежного принципа.
Чем выше обороты двигателя, тем сильней они натягивают цепь или ремень привода ГРМ, тем самым сдвигая и фазы газораспределения. Благодаря тому, что эти устройства регулируют натяжение ремня или цепи со стороны обоих распределительных валов, они эффективно сдвигают обе фазы. Такие фазорегуляторы не требуют настройки, однако после пробега в 40-70 тысяч километров необходимо менять уплотнительные кольца гидроцилиндров.
Более сложные регуляторы представляют собой систему из датчиков, контроллера двигателя и исполнительных устройств. Однако, принцип их работы точно такой же, как у центробежных. Исполнительное устройство увеличивает или ослабляет натяжение цепи со стороны впускного и выпускного валов. Благодаря этому каждая фаза регулируется отдельно. Такие системы требуют настройки и регулярной проверки. Благодаря тому, что исполнительные механизмы работают от электричества, нет необходимости в регулярной замене уплотнительных колец. Существуют также системы, в которых электронное управление совмещено с гидравлическим приводом.
В таких системах регулировка происходит не за счет натяжения цепи, а с помощью увеличения давления внутри шестерни распределительного вала.
Чем выше давление, тем дальше гидропривод проворачивает распределительный вал относительно положения шестеренки.
Как установить фазы газораспределения
На большинстве современных автомобилей, оснащенных механическим ГРМ, фазы газораспределения выставляют одинаково. По ВМТ первого цилиндра. Для этого на корпусе блока цилиндров и ГБЦ, а также на шестернях распределительного и коленчатого валов нанесены специальные метки. В первую очередь совмещают метки коленчатого вала. Затем совмещают метки распределительного (распределительных) валов. После этого надевают и натягивают цепь или ремень, затем проверяют метки. Если метки на месте, коленчатый вал прокручивают 2 или 4 раза и снова проверяют метки. Если метки шестерней распределительного и коленчатого валов совпадают с метками на блоке цилиндров и ГБЦ, то фазы выставлены правильно.
Если отличаются, необходимо снять цепь или ремень и повторить все операции.
Фазы газораспределения двигателя | Twokarburators.ru
Как известно работа двигателя внутреннего сгорания состоит из рабочих циклов. Рабочий цикл – это четыре такта (четыре перемещения вверх – вниз, от ВМТ к НМТ поршня в цилиндре). Существуют такты: впуск горючей смеси, сжатие, рабочий ход, выпуск отработавших газов. Каждый такт происходит за пол оборота коленчатого вала двигателя (180º), а весь рабочий цикл – это два оборота коленчатого вала.
Каждому такту (движению поршня) должно соответствовать закрытие, либо открытие впускных и выпускных клапанов цилиндра. Это и есть фазы газораспределения на правильной настройке и установке которых базируется работа всего двигателя автомобиля.
Фазы газораспределения по тактам работы двигателя
Впуск
Поршень движется вниз, засасывая горючую смесь, от верхней мертвой точки (ВМТ) к нижней мертвой точке (НМТ), коленчатый вал при этом поворачивается на 180º.
Сжатие
Поршень движется вверх, сжимая горючую смесь, от НМТ к ВМТ, коленчатый вал поворачивается еще на 180º. Выпускной клапан по прежнему закрыт. Впускной будет открыт еще на протяжении 40º вращения коленчатого вала, несмотря на движение поршня вверх. За счет инерции, через него в цилиндр еще поступит определенная порция горючей смеси. После чего впускной клапан закроется.
Рабочий ход
Поршень движется вниз от ВМТ к НМТ за счет энергии воспламенившейся в конце такта сжатия топливной смеси. При этом впускной клапан закрыт. Выпускной клапан начинает открываться еще до прихода поршня вниз, в НМТ и окончания рабочего хода (42º из 180º поворота коленчатого вала). Таким образом достигается лучшее удаление отработавших газов за счет имеющегося в цилиндре во время рабочего хода большого давления.
Выпуск
Поршень движется вверх от НМТ к ВМТ, выталкивая из цилиндра отработавшие газы, коленчатый вал поворачивается еще на 180º. Впускной клапан закрыт. Выпускной клапан открыт, при чем это открытие продолжается и после достижения поршнем ВМТ, еще 10º поворота коленчатого вала.
Синхронизация перемещения поршня (вращения коленчатого вала) и открытия-закрытия клапанов (вращение распределительного вала) происходит за счет выставления их положения относительно друг друга по установочным меткам. При их совмещении наступает окончание такта сжатия в четвертом цилиндре двигателя (поршень вверху) Установочные метки помимо определения фаз газораспределения используются при выставлении момента опережения зажигания (2105, 2107 и 2108, 2109, 21099).
Установочные метки в приводе ГРМ двигателя 21083
Установочные метки в приводе ГРМ двигателя 2103
Имеющиеся на распределительном валу расположенные в определенном порядке кулачки при его вращении нажимают на имеющиеся в приводе клапанов рычаги или опорные стаканы (в зависимости от устройства двигателя) заставляя клапана открываться или закрываться.
В случае смещения этих меток (после ремонта, перескочил ремень, вытянулась цепь ГРМ) правильное взаиморасположение валов относительно друг друга изменяется, и двигатель перестает нормально работать. Смещение фаз газораспределения служит причиной таких неисправностей как невозможность запуска или затрудненный пуск двигателя, неустойчивые обороты холостого хода двигателя, падение мощности и приемистости двигателя, «стрельба» в глушитель или карбюратор и т.п.
Примечания и дополнения
— Существует такой момент в работе двигателя автомобиля, когда при достижении поршнем ВМТ открыты и впускной и выпускной клапан. Это так называемое перекрытие клапанов. Длится оно не долго и существенного влияния на работу двигателя не оказывает. При перекрытии отработавшие газы не проникают во впускной коллектор, наоборот их поток вызывает подсасывание дополнительного объема топливной смеси в цилиндр, улучшая его наполнение.
— Впуск топливной смеси растягивается по времени на несколько тактов и длится 232º поворота коленчатого вала. Выпуск также захватывает несколько тактов и длится 232º.
Еще статьи по автомобильным двигателям
— Проверка и регулировка тепловых зазоров на двигателях автомобилей ВАЗ 2101, 2102, 2103, 2104, 2105, 2106, 2107
— Регулировка клапанов на двигателях автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099
— Замена ремня ГРМ на двигателях автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099
— Длина цепи двигателей ВАЗ
— Проверка цепи двигателя ВАЗ 2101-2107, Нива
Что такое фазы газораспределения и их влияние на работу двигателя.
Задача механизма газораспределения — обеспечить наивысшую эффективность наполнения и очистки цилиндра во время работы двигателя. От того, насколько грамотно подобраны фазы газораспределения,зависит экономичность мотора, мощность и развиваемый момент .
В большинстве двигателей фазы меняться не могут и работа таких двигателей не отличается высокой эффективностью. Из-за этого скорость и эффективность наполнения цилиндров при различных режимах работы двигателя неодинаковы.
Для работы на холостом ходу уместны узкие фазы газораспределения с поздним открытием и ранним закрытием клапанов без перекрытия фаз (время, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно). Почему? Потому что так удаётся исключить заброс выхлопных газов во впускной коллектор и выброс части горючей смеси в выхлопную трубу.
При работе на максимальной мощности ситуация меняется. С повышением оборотов время открытия клапанов сокращается, но для обеспечения высоких крутящего момента и мощности через цилиндры необходимо прогнать больший объём газов, нежели на холостом ходу. Как решить эту задачу? Открывать клапаны чуть раньше и увеличивать продолжительность их открытия, иными словами, сделать фазы максимально широкими.
При разработке двигателей конструкторам приходится увязывать ряд взаимоисключающих требований и идти на компромиссы. Посудите сами. С одними и теми же фазами двигатель должен обладать неплохой тягой на низких и средних оборотах, приемлемой мощностью — на высоких. И плюс ко всему устойчиво работать на холостом ходу, быть максимально экономичным и экологичным.
Изменяемые фазы газораспределения.
Если научить газораспределительный механизм подстраиваться под различные режимы работы двигателя?
Один из способов это применение фазовращателя — специальной муфты, которая способна под действием управляющей электроники и гидравлики поворачивать распределительный вал на определённый угол относительно его первоначального положения. С повышением оборотов муфта проворачивает вал по ходу вращения, что ведёт за собой более раннее открытие впускных клапанов и как следствие — лучшее наполнение цилиндров на высоких оборотах.
Инженеры не остановились на этом и разработали ряд систем, способных не только двигать фазы, но и расширять или сужать их. В зависимости от конструкции это может достигаться несколькими способами.
Например, в тойотовской системе VVTL-i после достижении определённых оборотов (6000 об/мин) вместо обычного кулачка в работу начинает вступать дополнительный — с изменённым профилем. Профиль этого кулачка задаёт иной закон движения клапана, более широкие фазы и, кстати, обеспечивает больший ход. При раскрутке коленчатого вала до максимальных оборотов (около 8500 об/мин) на частоте вращения в 6000—6500 об/мин у двигателя словно открывается второе дыхание, которое способно придать автомобилю резкий и мощный подхват при ускорении.
А если попробовать изменять высоту подъёма? Такой подход позволяет избавиться от дроссельной заслонки и переложить процесс управления режимами работы двигателем на газораспределительный механизм. Ответ инженеров — механическая система управления подъёмом впускных клапанов. В таких системах высота подъёма и продолжительность фазы впуска изменяются в зависимости от нажатия на педаль газа. Экономия от применения системы бездроссельного управления составляет от 8% до 15%, прирост мощности в пределах 5—15 %. Несмотря на то, что количество и размеры клапанов приблизились к максимально возможным, эффективность наполнения и очищения цилиндров можно сделать выше — за счёт скорости открытия клапанов. Правда, механический привод заменяется электромагнитным.
В чём плюс электромагнитного привода? Подъёма клапана можно довести до идеала, а продолжительность открытия клапанов позволяется менять в очень широких пределах. Электроника согласно программе время от времени ненужные клапаны может не открывать, а цилиндры отключать вовсе. Делается это в целях экономии, например, на холостом ходу или при торможении двигателем. Даже во время работы электромагнитный ГРМ способен превратить обычный четырёхтактный мотор в шеститактный.
Если Вам понравился материал, поставьте, пожалуйста, лайк в вашей социальной сети.
Фазы газораспределения
Все знают, что распредвалы это очень важный элемент тюнинга и тем более спортивного мотора. Многие часто слышали о фазах, времени открытия клапанов и т.д. Очень часто, многие могли слушать разговоры типа: а какой мне лучше поставить распредвал 264 или 272, а может 290. На самом деле, это разговор ни о чем.
Распредвалы бывают разные — сток, тюнинг, тюнинг-спорт, полный спорт (кольцо, драг), турбо… У них разные задачи и цели. У всех у них разный диапазон работы. Грубо, возьмём DOHC мотор. Тюнинговый вал с фазами 25-65/70-20 (duration 270) улучшит характеристики мотора с небольшой потерей на низких оборотах, диапазон работы 2500-7200 оборотов. Более широкий вал, который возможно использовать на машине, не предназначенной только для гонок будет 40-70/75-35 (duration 290) — 4000-8200 оборотов. Если возьмём мотор SOCH, то 280 duration (тюнинг вал) не плохо работает в режиме 2500-6600 оборотов, а 310 duration — 4000-7800 это, наверное, уже оптимальный максимум для полного спорта.
Те, кто действительно желает в этом вопросе разобраться, предлагаю забыть то что я выше написал.
Что бы лучше все это понять давайте виртуально увеличим мощность, к примеру, стандартного 2.0 литра Дуратек мотор Форд фокус, который в стоке имеет мощность 145 лошадиных сил.
Представьте, мотор — это черный ящик, к которому подведены две трубы, в одну подается топливо, а в другую воздух. В черном ящике топливо смешивается с воздухом, сжимается, поджигается, короче происходит реакция, в следствии чего выделяется энергия и на выходе эта проделанная работа (момент)передается на коленвал.
Количество энергии зависит от массы сгоревшего топлива и его калорийности. Но для повышения мощности мы не можем просто увеличить подачу топлива т.к. для полного сгорания его, необходимо 14.6 частей массы воздуха (на 1 единицу массы топлива 14.6 единиц массы воздуха). У нас нет проблем с увеличением топлива, но вот с подачей воздуха, если мы не собираемся подключить к черному ящику компрессор, есть определенные трудности.
1 ватт определяется как мощность, при которой за 1 секунду времени совершается работа в 1 джоуль. или это равняется 1 Дж = 1 кг•м²/с² = 1 Н•м. С учетом того что в нашем черном ящике при сгорании топлива выделятся энергия и конечно производится работа — коленвал передает момент, для того, чтобы это перевести в момент (усилие передается через плечо) то мы можем просто работу *на 2Пи (2*3.14159), потом разделим на количество оборотов в секунду и получим момент.
ИЛИ МОЩНОСТЬ (кВт) = МОМЕНТ (N-M) * N (обороты двигателя в секунду) /159.2
ИЛИ
МОЩНОСТЬ = МОМЕНТ * 2Пи * N
или
не пугайтесь этого уравнения, сегодня мы из него рассмотрим только 2 значения (этого будет достаточно для понимания сути), остальное пусть будет неизменным
Для чего я все это написал. Главное, чтобы Вы поняли от чего зависит момент и мощность:
Момент зависит от количества выделенной энергии при сгорании топлива (конечно пока опустим всевозможные потери, эффективность, калорийность, КПД — не в этом суть). А количество топлива напрямую зависит от поступившего воздуха.
Мощность зависит от момента и оборотов двигателя. Если момент останется неизменным, но мы повысим обороты то мощность возрастет.
Есть такое понятие объёмная эффективность VE (Volumetric efficiency), это значение равняется массе воздуха, поступающего в двигатель по отношению к его рабочему объёму. Мотор дюратек, это современный с хорошей ГБЦ (головкой блока цилиндров) DOCH. В стоке, его максимальное VE равняется 95% в точке максимального момента. Это значит, что максимум в двигатель попадает только 95% от объёма 2 литра. Вообще VE оно не постоянно для двигателя, на моторе Дюратек на 2000 оборотах оно равняется 84% потом растёт до своего максимума 95% и начинает опять понижаться, на 6500 уже 88%, а на 7500 всего 75%.
Так как же нам повысить мощность на этом моторе? Если вы просто будете крутить ваш мотор, то мощность от этого только уменьшится т.к. VE (Volumetric efficiency) уменьшатся и после 6000 оборотов падение коэффициента наполнения составляет ниже 88% — это как объём Вашего мотора с повышением оборотов уменьшится.
Да конечно можно установить нагнетатель воздуха, можно физически увеличить размер мотора (рабочий объём), но сегодня будем делать по-другому. Давайте для начала просто передвинем VE (Volumetric efficiency) с точки максимального момента, скажем на 6500 оборотов. Раньше у нас там было значение 88%, следовательно, оно станет 95%. В результате мы без проблем получим 170 сил на 6500 оборотах (не плохо).
Вообще какие бывают максимальные значения объёмной эффективности у атмосферных моторов? Современные 4 клапана на цилиндр моторы: 92-95%. Тюнинг легкий до 105%. NASCAR — 110%. Моторы со свободным впуском (Weber карбюраторы, заслонка на каждый цилиндр) отличный выпускной коллектор -110-115%. Гоночный мотор — 120-125%.
Что влияет на VE (Volumetric efficiency)? почему она на сток машинах такая не большая (2 клапана на цилиндр максимум 80-85%) на сток моторах:
— Потери в системе впуска, чем больше всевозможных препятствий, изгибов тем больше потери. На турбо моторах (из-за интеркулера, пайпинга) нормальное явление потери в пределах 0.2 бара, если сравнить эффективность турбо мотора 4 клапана на цилиндр, без учета избыточного давления, то оно составим не более чем на моторе с 2 клапанами на цилиндр.
— Повышение температуры поступающего воздуха и как следствие уменьшение плотности воздуха и конечно его массы.
— цилиндры не полностью очищаются от отработанных газов, их объём может составлять более 5%. Соответственно уменьшатся в таком же количестве и поступление свежего воздуха.
— Обратное давление в системе впуска
Если сложить все эти потери, то они составят намного больше чем 5%, которых нам не достает до 100% на моторе форд фокус. А вот за это и отвечает настройка системы впуска/ выпуска и распредвал. На сток моторах она настроена на режим круиз и максимального момента. Поэтому именно там обычно и есть максимальные значения VE (Volumetric efficiency).
Ну вот, теперь поговорим о распредвалах. Что и зачем вообще распредвал в моторе делает? делает он простую и не сложную работу — открывает и закрывает в нужный момент клапана. Чтобы лучше понять его работу давайте вспомним что значит 4 тканый мотор.
Все очень просто: 1 такт — впускной, 2 такт — сжатие, 3 такт — рабочий ход и 4 такт — выпуск.
Теперь добавим к этим 4 тактам еще 4 очень важных процесса:
Впускной клапан открыт — ВКО
Выпускной клапан открыт — ВыКО
Впускной клапан закрыт — ВКЗ
Выпускной клапан закрыт — ВыКЗ
Но чтобы понять, как добиться 125% VE (Volumetric efficiency) на атмосферном моторе этого нам мало. Поэтому рассмотрим 7 тактов (событий) которые связаны между собой, которые отвечают за наполняемость цилиндров, за все процессы, связанные с воздухом и газами.
ПРОЦЕСС 1 — ВПУСК (ВСАСЫВАНИЕ) (INTAKE PUMPING)
Начинается сразу после того как выпускной клапан закрывается (ВыКЗ) в момент перекрытия клапанов (overlap) несколько градусов после верхней мертвой точки ВМТ цилиндра. Впускной клапан (ВК) уже частично открыт и быстро двигающийся поршень вниз начинает всасывать топливо воздушную смесь через впускной канал. Поршень набирает скорость и где-то около 75* после ВМТ достигает своего максимума и поэтому в цилиндре создается низкое давление. ВК полностью открывается около 108* (градусов) после ВМТ. Процесс впуска (всасывания) заканчивается, когда поршень останавливается в своей нижней мертвой точке (НМТ). В это момент ВК все еще полностью открыт.
ПРОЦЕСС 2 — ВПУСК (УТРАМБОВКА) (INTAKE RAMMING)
Начинается в момент, когда поршень меняет свое направление, начинает двигаться вверх, но при этом ВК начинает закрываться. Топливно-воздушная смесь продолжает поступать в цилиндр (утрамбовываться). С движением поршня вверх, давление в цилиндре начинает возрастать, но смесь продолжает поступать. Около 60* после НМТ ВК закрывается и на этом этот процесс заканчивается. Это одно из важнейших событий благодаря которому удается увеличить VE (Volumetric efficiency) до 110% в современных гоночных моторах.
Необходимо этот процесс обсудить более подробно.
Здесь важны два момента: вовремя закрыть впускной клапан, пока возрастающее давление в цилиндре не начало превышать давление в впускном канале и как следствие выталкивать свеже поступившую топливовоздушную смесь обратно.
Организовать давление как можно больше и дольше во впускном тракте цилиндра.
Это называется инерционный тюнинг или organ pipe tuning, Принцип работы органа (музыкальный инструмент). Для доходчивости я воспользуюсь не совсем верным методом объяснения, но зато очень понятным. Надеюсь все помнят, что такое слинки, это такая игрушка
Вот примерно так ведут себя и газы, жидкости в трубах, это как бы пневмапружина. Воздух, газ или топливовоздушная смесь имеет массу, а значит и кинетическую энергию. Если мы потянем за один край этой игрушки, то со временем этот пульс дойдет и до другого края. Так и воздух, он разгоняется в впускном канале, соответственно имеет инерцию, он не может сразу остановится, за волной разряжения обязательно последует волна давления. Чем быстрее мы организуем скорость потока в канале, тем больше воздуха поступит в цилиндр т.к. будет больше давление. Воздух будет поступать в цилиндр до тех пор, пока давление в канале будет выше чем в цилиндре и вот тут главное вовремя закрыть канал, чтобы поршень, идущий вверх (при этом повышающий давление в цилиндре) не начал выталкивать воздух.
На скорость потока заряда влияет скорость поршня (обороты двигателя), проходное сечение впускного тракта (канал и ранер) и тормозящие процессы, вызванные сопротивлением. Теперь становится понятно, что если мы увеличим канал, установим большего размера клапан то скорость потока уменьшится, кинетической энергии будет меньше — меньше давление, меньше поступит воздуха — меньше мощность. Но если мы увеличим скорость поршня за счет увеличения оборотов двигателя, то тем самым добьемся компромисса. Закон простой — уменьшаем диаметр или увеличиваем обороты двигателя — повышаем скорость потока (воздушного заряда) НО ПРИ ЭТОМ УВЕЛИЧИВАЕТСЯ СОПРОТИВЛЕНИЕ и на оборот.
Длина определят момент, когда процесс должен произойти. Длиннее ранер с каналом — дольше время необходимо для волны — меньше обороты двигателя и наоборот.
ПРОЦЕСС 3 — СЖАТИЕ
Здесь все просто. Начинается после закрытия ВК в то время пока поршень продолжает двигаться вверх сжимая при этом топливовоздушную смесь в цилиндре. Заканчивается в момент, когда свеча зажигает смесь — где-то 30 градусов перед ВМТ. Для постройки гоночного мотора — Ваша задача добиться наименьшего оптимального угла опережения зажигания. Много есть способов (в другой раз)
ПРОЦЕСС 4 — ЗАЖИГАНИЕ И РАСШИРЕНИЕ
маленькое отступление. Кто не знает, я много лет не живу в России и технический русский язык плохо знаю, поэтому много использую английские выражения. Просьба — если что не так, то поправьте.
Fuel Burning and Expansion. Процесс начинается сразу после зажигания, поршень продолжает двигаться вверх. Температура и давление повышается. пик приходится на 12-15 градусов после ВМТ. Это большое давление давит на верх поршня и толкает его вниз, газы продолжают расширятся. Процесс заканчивается сразу после того как выпускной клапан начинает открываться (exhaust valve cracks open) где-то 120* после ВМТ.
ПРОЦЕСС 5 — EXHAUST BLOWDOWN (ПРОДУВКА)
Начинается сразу после того, как выпускной клапан начинает открываться (exhaust valve cracks open) как раз в этот момент и происходит этот звук (который мы потом заглушаем). температура и давление все еще в цилиндре высокое, часть смеси продолжает еще гореть. В данный момент, при таком высоком давлении система выпуска не настраивается (продувка все снесёт на своем пути). Процесс важный (поговорим позднее), раньше открыл меньше мощность (эффект как от настройки опережения зажигания) … Заканчивается в момент, когда поршень достигает НМТ.
ПРОЦЕСС 6 — EXHAUST PUMPING (ОТКАЧКА)
Откачка. очень похож на ПРОЦЕСС 1 -. Только в обратном направлении. Начинается в момент, когда поршень меняет свое направление и начинает двигаться вверх. Выпускной клапан продолжает открываться и достигает своего максимума где-то 70* после НМТ. Поршень набирает свою максимальную скорость около 105* после НМТ. Выпускные газы благодаря процессу продувки уже не имеют такого высокого давления. Поршень выталкивает через выпускной канал и при этом разгонят отработанные газы, они опять начинают набирать кинетическую энергию. Процесс заканчивается в момент, когда впускной клапан начинает открываться где-то около ВМТ.
ПРОЦЕСС 7 — перекрытие (OVERLAP)
Процесс начинается, когда ВК открывается, а выпускной еще не закрыт. Очень важный процесс (рассмотрим внимательнее позднее). Процесс заканчивается в момент, когда выпускной клапан полностью закрывается.
В это момент настраивается два процесса для очищения и наполнения цилиндра. Цель создать давление на впуске и разрежение на выпуске.
Поршень разогнал выпускные газы, они набрали энергию и поэтому даже когда поршень начинает свое движение вниз, в выпускном коллекторе давление меньше чем в цилиндре и поэтому продолжается процесс высасывания, очищение камеры сгорания, цилиндров. Также это низкое давление помогает всасывать свежий заряд через открывающейся ВК. Часть этого заряда остается в цилиндре, а часть выходит с отработанными газами (очищение, ну и правда повышенный расход вам будет обеспечен)
Выпуск здесь необходимо настроить — организовать скорость потока в выпускных каналах, ранерах. Пик разрежения (и как следствие точка максимального момента или мощности) определяется длиной. С пиком здесь можно поиграть. Можем его сделать очень сильным или » размазать». За это отвечает коллектор, точнее его размер, длина, да или просто наличие. Скажем на дрегстерах часто можно встретить просто трубы от каждого цилиндра в воздух.
Но на этом настройка в 7 процессе не заканчивается. Здесь появляется еще один вид — резонансный тюнинг в момент открытия впускного клапана.
Как только выпускной клапан закрывается нам необходимо добиться чтобы в впускном канале образовалось давление. поймать, настроится на одну из волн, амплитуд с положительным экстримом. Это похоже на эхо, вот его нам и надо настроить.
Если все сделать правильно то можно добиться эффективной наполняемости до 130%.
К ПРИМЕРУ: если мы продолжим делать наш мотор форда дюратек. ГБЦ у него не плохая, впускной клапан 35 мм (это с потенциалом до 8200 оборотов двигателя) . Нет, не будем сильно модернизировать. Поршневая сток позволят крутить мотор до 7200 оборотов. Но для безопасности поменяем только шатунные болты на усиленные и тем самым сдвинем порог до 7700 оборотов. Теперь установим хорошие дросселя (свободный впуск) скажем проверенный и хорошо себя зарекомендовавший кит от Jenvey. Изготовим выпускной специально настроенный коллектор и конечно всю систему выпуска поменяем. Установим новые распредвалы. И без проблем мы получим 220 сил на 7200 оборотах, обыкновенном бензине, можно и больше, но это обороты повышать.
Распредвал часть 2
Автор: Владимир Шарандин
Фазы газораспределения | Газораспределительный механизм (ГРМ)
В современных двигателях скорость вращения коленчатого вала достигает 3000—4000 оборотов в минуту. Иначе говоря, в секунду каждый поршень делает 100—120 ходов. При таком режиме работы двигателя на совершение каждого такта приходится очень мало времени. Поэтому для лучшего наполнения цилиндров и их лучшей очистки клапаны открываются не тогда, когда поршень уже находится в мертвой точке, а несколько раньше и закрываются уже после того, как поршень пройдет мертвую точку.
Величины опережения открытия или запаздывания закрытая клапанов, выраженные в градусах поворота коленчатого вала от положения, соответствующего верхней или нижней мертвой точке, называются фазами газораспределения. У большинства двигателей впускной клапан открывается тогда, когда поршень не доходит до верхней мертвой точки на 5—30°, считая по углу поворота коленчатого вала, в результате чего обеспечивается лучшее наполнение цилиндра горючей смесью. Впускной клапан закрывается только после того, как поршень пройдет нижнюю мертвую точку и коленчатый вал повернется на 39—110°, т.е. тогда, когда полностью закончится такт впуска и начнется такт сжатия. Поступление горючей смеси вследствие инерции продолжается еще некоторое время, хотя уже начался другой такт. Этим улучшается наполнение цилиндров,
Выпускной клапан обычно.открывается с опережением на 44—71° до нижней мертвой точки, т.е. тогда, когда рабочий ход еще полностью не закончился. При этом газы, находясь в цилиндре под значительным давлением, начинают быстро выходить в выпускной трубопровод, хотя поршень и продолжает свое движение вниз.
Закрытие выпускного клапана происходит также с запаздыванием на 6—37°. Несмотря на то что поршень в это время начинает движение вниз, отработавшие газы по инерции все еще продолжают выходить в выпускной трубопровод. При этом происходит перекрытие клапанов, т. е. на некоторое время выпускной и впускной клапаны остаются открытыми. Тем самым осуществляется продувка цилиндра горючей смесью, способствующая лучшему очищению цилиндра от отработавших газов.
Фазы газораспределения для наглядности изображаются обычно в виде диаграммы.
Рис. Диаграмма фаз газораспределения двигателя ЗИЛ-157К
Наивыгоднейшие фазы газораспределения определяются при проектировании двигателя в зависимости от его конструкции и быстроходности. Углы опережения и запаздывания и, следовательно, продолжительность открытия клапанов делают тем больше, чем. больше число оборотов коленчатого вала двигателя, соответствующее его максимальной мощности.
фаз газораспределения — это … Что такое газораспределение?
Выбор фаз газораспределения — В поршневом двигателе фаза фаз газораспределения — это точная синхронизация открытия и закрытия клапанов. В четырехтактных двигателях и некоторых двухтактных двигателях фаза газораспределения регулируется распределительным валом. Его можно изменить, изменив…… Wikipedia
фазы газораспределения — Регулировка положения распределительного вала относительно коленчатого вала таким образом, чтобы клапаны открывались и закрывались в нужное время.Также см. Регулируемые фазы газораспределения… Словарь автомобильных терминов
Непрерывная регулировка фаз газораспределения — предлагает уникальную возможность независимого управления впускными и выпускными клапанами в двигателе внутреннего сгорания. Для любого критерия нагрузки двигателя время впуска и выпуска можно независимо программировать [1]. Основные варианты…… Wikipedia
Регулируемые фазы газораспределения — Регулируемые фазы газораспределения, или VVT, является общим термином для технологии автомобильных поршневых двигателей.VVT позволяет изменять подъем, продолжительность или синхронизацию (некоторые или все) впускных или выпускных клапанов (или обоих) во время работы двигателя. Два…… Википедия
Электронное управление фазами газораспределения и подъемом клапана — VTEC (Электронное управление переключением фаз газораспределения и подъема) введено в действие в 1983 году для Motorräder eingeführte Technik der Firma Honda zur variablen Ventilsteuerung in Motoren. Inhaltsverzeichnis 1 Zweck des Systems 2 Varianten 2.1 DOHC VTEC 2.2 SOHC VTEC… Deutsch Wikipedia
изменение фаз газораспределения — С помощью компьютеров можно изменить точное время, когда клапаны открываются и закрываются.Может быть лучше немного изменить время, когда двигатель работает на более высоких оборотах, чем когда он медленнее… Словарь автомобильных терминов
Время — это интервал событий во времени. Вот некоторые типичные применения: • Измерение прошедшего времени чего-то или кого-то, часто на спортивных мероприятиях, таких как плавание или бег, когда участники рассчитываются с помощью такого устройства, как секундомер. *…… Википедия
синхронизация — Один из важных факторов в двигателе внутреннего сгорания (топливо, воздух, правильная пропорция смеси, время сжатия, искра).Когда поршень находится в такте сжатия, оба клапана должны быть закрыты. Если один или несколько открыты, фазы газораспределения…… Словарь автомобильных терминов
Ремень привода ГРМ — Сведения о других ремнях см. В разделе Ремень (значения). Ремень ГРМ Timi… Википедия
Клапан — Эта статья об устройстве контроля потока. Для разработчиков игр см. Valve Corporation. Для электронного компонента см. Вакуумная лампа. Для использования в других целях, см Клапан (значения).Эти водяные клапаны управляются ручками. Клапан — это…… Википедия
клапан — Устройство, используемое для открытия или закрытия отверстия, чтобы позволить или предотвратить поток жидкости или газа из одного места в другое. Есть много разных типов. См. Релейный клапан ABS, гидроаккумулятор, воздушный клапан, карбюратор, воздушный регулирующий клапан, воздушный клапан… Словарь автомобильных терминов
Регулируемая синхронизация клапана (VVT)
Регулируемый клапан ГРМ (VVT)
Базовый Теория
После мультиклапанная технология стала стандартом в конструкции двигателя, регулируемые фазы газораспределения становится следующим шагом к увеличению мощности двигателя, независимо от мощности или крутящего момента.
Как ты
знаете, клапаны активируют дыхание двигателя. Время дыхания, которое
время впуска и выпуска воздуха регулируется формой и фазой
угол кулачков. Чтобы оптимизировать дыхание, двигатель
требует разных фаз газораспределения на разных оборотах. Когда обороты увеличиваются,
продолжительность такта впуска и выпуска уменьшается, так что свежий воздух не
достаточно быстро, чтобы попасть в камеру сгорания, при этом выхлоп становится не быстрым
достаточно, чтобы покинуть камеру сгорания.Поэтому лучшее решение — открыть
впускные клапаны раньше и закрытие выпускных клапанов позже. Другими словами, Перекрытие между периодом впуска и периодом выпуска должно быть
увеличивается с увеличением оборотов.
Без переменной
Технология Valve Timing, инженеры использовали для выбора лучшего компромиссного времени.
Например, фургон может иметь меньшее перекрытие ради преимущества низкой скорости.
выход.Гоночный двигатель может иметь значительное перекрытие для высокой скорости
сила. Обычный седан может принять оптимизацию фаз газораспределения
для средних оборотов, так что управляемость на низкой и высокой скорости будет
не нужно слишком много жертвовать. Независимо от того, какой из них, результат просто оптимизируется для конкретной скорости.
С
Регулируемая синхронизация клапана, мощность и крутящий момент можно оптимизировать
в широком диапазоне оборотов. Наиболее заметные результаты:
- Двигатель может вращаться выше, тем самым повышается пиковая мощность.Например, 2-литровый Neo VVL от Nissan. мощность двигателя на 25% больше, чем у его версии без VVT.
- Низкоскоростной крутящий момент увеличивается, тем самым улучшая управляемость. Например, двигатель Fiat Barchetta 1.8 VVT обеспечивает максимальный крутящий момент 90%. между 2000 и 6000 об / мин.
Причем все эти
преимущества приходят без каких-либо недостатков.
переменная Подъемник
В некоторых конструкции, высота подъема клапана также может изменяться в зависимости от частоты вращения двигателя.На высоком скорость, более высокий подъем ускоряет всасывание и выхлоп воздуха, таким образом оптимизируя дыхание. Конечно, на меньшей скорости такой подъемник вызовет противодействующие эффекты, такие как ухудшение процесса смешивания топлива и воздух, что снижает мощность или даже приводит к пропускам зажигания. Поэтому подъемник должен изменяться в зависимости от частоты вращения двигателя.
1) Кулачок сменный VVT
Honda впервые применила VVT для дорожных автомобилей в конце 80-х. запустив свою знаменитую систему VTEC (Valve Timing Electronic Control).Первый появился в Civic, CRX и NS-X, затем стал стандартом для большинства моделей.
Можно рассматривайте это как 2 набора кулачков разной формы, чтобы обеспечить различное время и лифт. Один комплект работает на нормальной скорости, скажем, ниже 4500 об / мин. Другая заменяет на более высокой скорости. Очевидно, такая компоновка не позволяет изменение фаз газораспределения, поэтому двигатель работает скромно ниже 4500 об / мин, но выше этого он внезапно превратится в дикое животное.
Это Система действительно улучшает пиковую мощность — она может поднять красную линию почти до 8000 об / мин (даже 9000 об / мин в С2000), как двигатель с гоночными распредвалами, и увеличить максимальную мощность на 30 л.с. за 1.Двигатель 6 литров !! Однако, чтобы использовать такой прирост мощности, вам необходимо поддерживать температуру двигателя выше пороговые обороты, поэтому требуется частое переключение передач. Как низкоскоростной крутящий момент слишком мало (помните, кулачки нормального двигателя обычно 0-6000 об / мин, при этом «медленные кулачки» двигателя VTEC еще должны обслуживать при 0–4500 об / мин) управляемость не будет слишком впечатляющей. Короче говоря, Система кулачкового переключения лучше всего подходит для спортивных автомобилей.
Honda
уже улучшил свой двухступенчатый VTEC до трех ступеней для некоторых моделей.Конечно,
чем больше стадий, тем более утонченным он становится. Он по-прежнему предлагает менее широкий
распространение крутящего момента, как и в других бесступенчатых системах. Однако кулачковый
система остается самой мощной VVT, так как никакая другая система не может отличаться от Lift клапана, как это делает.
Преимущество: | Мощный на верхнем конце |
Недостаток: | 2 или только 3 этапа, непостоянно; нет значительного улучшения крутящего момента; комплекс |
Кто используй это ? | Honda VTEC, Mitsubishi MIVEC, Nissan Neo VVL. |
Хонды последний трехступенчатый VTEC был применен в Civic sohc двигатель в Японии. Механизм имеет 3 кулачка с разным синхронизацией и профилем подъема. Обратите внимание, что их размеры тоже разные — средний кулачок (быстрый тайминг, высокий подъем), как показано на диаграмме выше, является самым большим; кулачок правой стороны (медленный ГРМ, средний подъем) среднего размера; левый боковой кулачок (медленный выбор времени, низкий лифт) самый маленький.
Это механизм работает так:
Этап 1 (низкая скорость): 3 части коромысел передвигается самостоятельно. Поэтому левый коромысел, который приводит в действие левый впускной клапан приводится в движение левым кулачком пониженного подъема. Правая коромысла, которая приводит в действие правый впускной клапан, приводится в движение правым кулачком среднего подъема. И то и другое синхронизация кулачков относительно медленная по сравнению со средним кулачком, который не срабатывает. клапан сейчас.
Этап 2 (средняя скорость) : гидравлическое давление (окрашен в оранжевый цвет на картинке) соединяет левую и правую коромысла вместе, оставляя среднюю коромысло и кулачок работать самостоятельно.Поскольку правый кулачок больше, чем левый, эти соединенные коромысла на самом деле управляется правым кулачком. В результате оба впускных клапана работают медленно, но средний лифт.
Этап 3 (высокая скорость): гидравлическое давление соединяет все 3 коромысла вместе. Поскольку средний кулачок самый большой, оба впускных клапаны фактически приводятся в движение этим быстрым кулачком. Таким образом, быстрое время и высокий подъем достигается в обоих клапанах.
Очень похож на систему Хонды, но правильный и левые кулачки того же профиля.На малой скорости приводятся оба коромысла. независимо от этих правых и левых кулачков с низкой синхронизацией и низким подъемом. На высоком скорости, 3 коромысла соединены вместе таким образом, что они приводятся в движение быстрый средний кулачок с высоким подъемом.
Вы может подумать, что это должна быть двухступенчатая система. Нет это не так. Начиная с Nissan Neo VVL дублирует такой же механизм в выпускном распредвале, может быть 3 ступени получается следующим образом:
Этап 1
(низкая скорость): впускной и выпускной клапаны работают медленно.
Этап 2 (средняя скорость): быстро
конфигурация впуска + конфигурация медленного выпуска.
Этап 3 (высокая скорость): оба
впускные и выпускные клапаны в быстрой комплектации.
2) Кулачок VVT
VVT с фазированием кулачка — самый простой, дешевый и наиболее часто используемый механизм на данный момент. Тем не менее, его прирост производительности также минимален, очень действительно справедливо.
В основном,
он изменяет фазу газораспределения, изменяя фазовый угол распредвалов.За
Например, на высоких оборотах распредвал впускных клапанов будет повернут заранее на 30, поэтому
для более раннего приема. Это движение контролируется системой управления двигателем.
система в соответствии с потребностями и приводится в действие шестернями гидравлического клапана.
Обратите внимание, что фаза кулачка VVT не может изменять продолжительность открытия клапана. Он просто позволяет раньше или позже открыть клапан. Ранее открыт приводит, конечно, к более раннему закрытию. Он также не может изменять подъем клапана, в отличие от кулачковый VVT.Однако VVT с фазированием кулачка — самый простой и дешевый вид VVT, потому что каждому распределительному валу нужен только один гидравлический привод фазирования, в отличие от другие системы, использующие индивидуальный механизм для каждого цилиндра.
непрерывный или дискретный
Проще фазировка кулачка VVT имеет на выбор 2 или 3 фиксированных угла сдвига, например как 0 или 30. Лучшая система имеет непрерывное переключение переменной, скажем, любое произвольное значение от 0 до 30, зависит от оборотов.Очевидно, это обеспечивает наиболее подходящие фазы газораспределения на любой скорости, таким образом значительно повысить гибкость двигателя. Более того, переход настолько гладкий, что практически незаметен.
Всасывание и выхлоп
Некоторые дизайн, такой как система BMW Double Vanos, имеет фазовращение VVT как на впускном, так и на выпускном распредвалах, что позволяет перекрытие, следовательно, более высокая эффективность. Это объясняет, почему BMW M3 3.2 (100 л.с. / литр) более эффективен, чем его предшественник M3 3.0 (95 л.с. / литр), VVT которого ограничены впускными клапанами.
В E46 3-й серии, Двойной Ванос сдвигает впуск распредвал в пределах максимального диапазона 40. Выпускной распредвал 25.
Преимущество: | Дешево и простой, непрерывный VVT улучшает передачу крутящего момента на всем обороте спектр. |
Недостаток: | Отсутствие переменного подъема и переменной продолжительности открытия клапана, что снижает максимальную мощность чем кулачковый VVT. |
Кто используй это ? | Мост автопроизводители, такие как: Audi V8 — впускной, 2-ступенчатый дискретный BMW Double Vanos — впуск и выпуск, непрерывный Феррари 360 Модена — выхлоп, 2-ступенчатый дискретный Fiat (Альфа) СУПЕР ПОЖАР — впускной, 2-ступенчатый дискретный Ford Puma 1.7 Zetec SE — впускной, 2-ступенчатый дискретный Jaguar AJ-V6 и обновленный AJ-V8 — впускной, непрерывный Lamborghini Diablo SV двигатель — впускной, 2-ступенчатый дискретный Porsche Variocam — впускной, 3-ступенчатый дискретный Рено 2.0-литровый — впускной, 2-ступенчатый дискретный Toyota VVT-i — впускной, непрерывный Volvo 4/5/6 цилиндров модульные двигатели — впускные, непрерывного действия |
По картинке легко понять его работу. Конец распределительный вал имеет зубчатую резьбу. Нить соединена колпачком, который может двигайтесь к распределительному валу и от него. Поскольку резьба шестерни не в параллельно оси распределительного вала, фазовый угол сместится вперед, если крышка толкнул в сторону распредвала.Аналогичным образом снимаем колпачок с распредвала. приводит к сдвигу фазового угла назад.
Ли толкать или тянуть определяется гидравлическим давлением. Есть 2 камеры рядом с крышкой, и они заполнены жидкостью (эти камеры окрашены в зеленый и желтый цвета соответственно на картинке) Тонкий поршень разделяет Эти 2 камеры, первая жестко крепится к крышке. Жидкость попадает в камеры через электромагнитные клапаны, которые контролируют гидравлическое давление действующие на какие камеры.Например, если система управления двигателем сигнализирует клапан в зеленой камере открывается, затем гидравлическое давление действует на тонкую поршень и толкните его вместе с крышкой в направлении распределительного вала, таким образом сдвинуть фазовый угол вперед.
непрерывный
вариацию по времени легко реализовать, поместив колпачок на подходящую
расстояние в зависимости от оборотов двигателя.
|
Toyota VVT-i (Переменная синхронизация клапана — интеллектуальная) распространяется на все больше и больше его модели, от крошечного Yaris (Vitz) к Supra.Его механизм более или менее такой же, как у BMW Vanos, кроме того, это бесступенчатая конструкция.
Однако слово «Integillent» подчеркивает умный программа управления. Не только меняет время в зависимости от оборотов двигателя, но и примите во внимание другие условия, такие как ускорение, подъем или спуск.
3) Кулачок + Кулачковый Фазинг VVT
Комбинация VVT с переключением кулачков и VVT с фазой кулачка может удовлетворить требование максимальной мощности и гибкости на всем обороте диапазон, но он неизбежно более сложен.На момент написания только Toyota и Porsche имеют такие конструкции. Однако я верю, что в будущем все больше и больше спортивных автомобилей будут принять на вооружение такого рода ВВТ.
Toyota VVTL-i
это самая изощренная конструкция VVT. Его мощные функции включают:
- Непрерывный фаза газораспределения регулируемая фаза газораспределения
- 2-ступенчатая переменная подъем клапана плюс продолжительность открытия клапана
- Применяется к обоим впускные и выпускные клапаны
Система может быть
рассматривается как комбинация существующих VVT-i и
Honda VTEC, хотя механизм вариатора отличается от
Хонда.
Нравится VVT-i, изменение фаз газораспределения реализовано сдвиг фазового угла всего распределительного вала вперед или назад с помощью Гидравлический привод закреплен на конце распределительного вала. Время рассчитывается системой управления двигателем с учетом оборотов двигателя, ускорения, при подъеме или спуске и т. д. с учетом. Более того, изменение непрерывно в широком диапазоне до 60, поэтому Одна только переменная синхронизация — это, пожалуй, самый совершенный дизайн на сегодняшний день.
Что
делает VVTL-i лучше обычного VVT-i — это буква «L», что означает «подъем» (подъем клапана).
как всем известно. Давайте посмотрим на следующую иллюстрацию:
Как и VTEC, в системе Toyotas используется одна коромысла.
толкатель для приведения в действие обоих впускных клапанов (или выпускных клапанов). Он также имеет 2 камеры
лепестки действуют на толкатель коромысла, лепестки имеют другой профиль —
один с более длинным профилем времени открытия клапана (для высокой скорости), другой с
более короткий профиль продолжительности открытия клапана (для низкой скорости).На низкой скорости медленный
кулачок приводит в действие толкатель коромысла через роликовый подшипник (для уменьшения трения).
Высокоскоростной кулачок не влияет на толкатель коромысла, потому что
под его гидравлическим толкателем имеется достаточный зазор.
<Плоский крутящий момент
выход (синяя кривая)
Когда скорость увеличилась до пороговой, скользящий штифт толкается гидравлическое давление для заполнения промежутка. Включается высокоскоростной кулачок.Обратите внимание, что быстрый кулачок обеспечивает более длительное открытие клапана, в то время как скользящий штифт увеличивает подъем клапана. (для Honda VTEC продолжительность и подъем реализуется кулачками)
Очевидно, переменная продолжительность открытия клапана является двухступенчатой конструкцией, в отличие от непрерывной конструкции Rover VVC. Однако VVTL-i предлагает регулируемый подъемник, что значительно увеличивает выходную мощность на высоких скоростях. Сравнить с Honda VTEC и аналогичными конструкциями для Mitsubishi и Nissan система Toyotas имеет бесступенчатую регулировку фаза газораспределения, которая помогает ему достичь гораздо лучших низких и средних оборотов гибкость.Поэтому на сегодняшний день это, несомненно, лучший VVT. Однако это также более сложный и, вероятно, более дорогой в сборке.
Преимущество: | непрерывный VVT улучшает передачу крутящего момента во всем диапазоне оборотов; Переменный лифт и продолжительность подъема высокой мощности оборотов. |
Недостаток: | Подробнее сложный и дорогой |
Кто используй это ? | Тойота Селика GT-S |
Variocam Plus использует гидравлический фазирующий привод и регулируемые толкатели | Variocam из 911 Carrera использует цепь привода ГРМ для фазировка кулачка. |
Porsches Variocam Plus, как сообщается, был разработан на основе Variocam, который обслуживает Carrera.
и Боксстер. Однако я нашел их механизмы
практически ничего не поделитесь. Variocam был первым
введен в 968 в 1991 году. В нем использовалась цепь привода ГРМ для изменения фазового угла
распределительного вала, при этом предусмотрена 3-х ступенчатая система изменения фаз газораспределения. 996 Carrera
и Boxster также используют ту же систему. Этот дизайн
уникальный и запатентованный, но на самом деле он уступает гидравлическому приводу, который предпочитают другие автопроизводители, особенно он не позволяет
столько же изменений фазового угла.
Следовательно, наконец, Variocam Plus, используемый в новом 911 Turbo Follow использует популярный гидравлический привод вместо цепи. Один известный Эксперт Porsche охарактеризовал изменение фаз газораспределения как непрерывное, но, похоже, противоречит официальному заявлению, сделанному ранее, в котором раскрывается система имеет 2-х ступенчатые фазы газораспределения.
Однако Самым значительным изменением «Плюса» является добавление регулируемый подъем клапана. Это реализуется с помощью регулируемых гидравлических толкателей.В качестве как показано на рисунке, каждый клапан обслуживается 3 кулачками — центральный очевидно меньший подъем (всего 3 мм) и меньшее время открытия клапана. В Другими словами, это «медленный» кулачок. Два наружных выступа кулачка точно так же, с быстрой синхронизацией и большим подъемом (10 мм). Выбор камеры лепестки образованы регулируемым толкателем, который на самом деле состоит из внутреннего толкатель и внешний (кольцевой) толкатель. Они могли быть заперты вместе проходящий через них штифт с гидравлическим приводом.Таким образом, «быстрый» Лепестки кулачка приводят в действие клапан, обеспечивая высокий подъем и длительное открытие. Если толкатели не заблокированы вместе, клапан будет приводиться в действие «медленный» выступ кулачка через внутренний толкатель. Внешний толкатель будет двигаться независимо от толкателя клапана.
как Как видно, механизм регулируемого подъема необычайно прост и экономит место. В регулируемые толкатели лишь немного тяжелее обычных толкателей и зацепляются почти нет места.
Тем не менее, на данный момент Variocam Plus предлагается только для впускные клапаны.
Преимущество: | VVT улучшает передачу крутящего момента на низкой / средней скорости; Переменный подъем и продолжительность подъемник на высоких оборотах. |
Недостаток: | Подробнее сложный и дорогой |
Кто используй это ? | Порше 911 Турбо |
4) Ровера уникальный Система ВВЦ
Rover представил собственные системные вызовы VVC (Variable Valve Control) в MGF в 1995 г.Многие эксперты считают его лучшим VVT по универсальности. возможность — в отличие от кулачкового VVT, он обеспечивает плавную регулировку времени, таким образом улучшается передача крутящего момента на низких и средних оборотах; и в отличие от кулачкового VVT, он может увеличивать продолжительность открытия клапанов (и постоянно), тем самым увеличивая сила.
В основном, VVC использует эксцентриковый вращающийся диск для привода впускных клапанов каждых двух цилиндр. Поскольку эксцентричная форма создает нелинейное вращение, открытие клапанов период можно варьировать.Все еще не понимаете? ну, любой умный механизм должен трудно понять. В противном случае Rover будет не единственным автопроизводителем, использующим Это.
ВВЦ имеет
один недостаток: поскольку каждый отдельный механизм обслуживает 2 соседних цилиндра,
Для двигателя V6 нужно 4 таких механизма, а это недешево. V8 тоже нужно 4 таких
механизм. V12 невозможно установить, так как недостаточно места для
установите эксцентриковый диск и ведущие шестерни между цилиндрами.
Преимущество: | Постоянно регулируемые сроки и продолжительность открывания позволяют добиться как управляемости, так и высокой скорость мощность. |
Недостаток: | Нет в конечном итоге такой же мощный, как VVT с кулачковым переключением, из-за отсутствия переменной лифт; Дорого для V6 и V8; невозможно для V12. |
Кто используй это ? | Ровер Двигатель 1.8 VVC, обслуживающий MGF, Caterham и Lotus Elise 111S. |
EGR (рециркуляция выхлопных газов) обычно принятый метод снижения выбросов и повышения топливной экономичности.Однако это VVT действительно использует весь потенциал EGR.
В Теоретически необходимо максимальное перекрытие между впускными и выпускными клапанами открывается, когда двигатель работает на высоких оборотах. Однако, когда машина работает на средней скорости по шоссе, другими словами, двигатель работает на небольшая нагрузка, максимальное перекрытие может быть полезно как средство уменьшения расхода топлива потребление и выбросы. Поскольку выпускные клапаны не закрываются, пока впускные клапаны были открыты некоторое время, некоторые из выхлопных газов рециркулируют обратно в цилиндр одновременно с впрыскивается новая топливно-воздушная смесь.В составе топливно-воздушной смеси заменяется на выхлопные газы, нужно меньше топлива. Поскольку выхлопные газы состоят в основном из негорючий газ, такой как CO2, двигатель работает нормально на бедном топливе / воздушная смесь не загорается.
двухтактный синхронизирующий момент выхлопного клапана
двухтактный момент выхлопного клапана
Изготовители двигателей могут не рассчитывать время выпускного клапана симметрично относительно BDC; вместо этого для достижения более экономичной и эффективной работы, когда забег вперед может задержать открытие выпускного клапана максимум на 15. Например, выпускной клапан может быть рассчитан на открытие при 125 после ВМТ. и закрывайтесь на 95 перед ВМТ. Это, конечно, будет означать, когда двигатель работает задним ходом, выпускной клапан открывается и закрывается раньше. Однако, поскольку двигатель работает за кормой только на очень небольшой процент срока службы, преимущества, полученные при работе впереди далеко перевешивают недостатки при движении задним ходом. |
Меню DHTML / Меню JavaScript на базе OpenCube
Как удалить систему изменения фаз газораспределения (VVT) на двигателе LS
(Изображение / GM EFI Magazine)
Variable Valve Timing (VVT) — это система, которая автоматически регулирует фазы газораспределения.
GM использовал VVT на следующих двигателях семейства LS.
( Summit Racing Пол Сперлок и Брайан Наттер внесли свой вклад в эту статью. )
Как работает VVT?
Компьютер определяет нагрузку на двигатель. Он также контролирует фазы газораспределения с помощью датчика положения распределительного вала r . Затем он использует эти данные VVT для определения наилучших фаз газораспределения для текущих условий.
Компьютер подает сигнал на соленоид на крышке привода ГРМ.Соленоид регулирует поток масла через специальный регулирующий клапан в болте распределительного вала. Клапан направляет масло в камеры управления фазером.
Привод вращается в ту или иную сторону, в зависимости от потока масла. Это вращение используется для продвижения или замедления распредвала по мере необходимости.
Как VVT влияет на производительность?
VVT — это лучшее из обоих миров. Он может опережать фазу газораспределения для плавного холостого хода и низкого крутящего момента. Он также может замедлить фазу газораспределения для большей максимальной мощности.И все это делается автоматически.
VVT становится проблемой при замене кулачка:
- Зазор между поршнем и клапаном может быть проблемой.
- Ваш выбор для подъема клапана и продолжительности ограничен.
- Высокое давление пружины, необходимое для рабочих кулачков, может перегрузить привод.
Если вы хотите модернизировать распределительный вал и сохранить систему VVT, вам понадобится Camshaft Phaser Limiter .
Если вы хотите получить высокую производительность от более крупного кулачка, вам необходимо удалить систему VVT.(Подробнее об этом через секунду.)
Как узнать, есть ли у вашего LS VVT
Двигателис VVT будут иметь привод фазовращателя распределительного вала на крышке привода ГРМ . У них также есть пятиконтактный разъем для VVT и датчика распредвала.
Двигатели без VVT не имеют привода. У них есть только трехконтактный разъем для датчика распредвала.
Это две крышки привода ГРМ LS. Тот, что слева, имеет привод фазирования распределительного вала, что указывает на то, что он от двигателя с VVT.Тот, что справа, не имеет привода, значит, от двигателя без VVT. (Изображение / Summit Racing)
GM использовала две разные конструкции исполнительных механизмов.
В 2007-08 гг. Привод вращался на 62 градуса. Номер детали GM 12585994 .
В 2008-15 году привод вращался на 52 градуса. Номер детали GM 12606358 .
Как я могу удалить VVT на моем LS Engine?
Устранение системы VVT требуется при замене на распредвал без VVT.Эти кулачки обеспечивают более высокий подъем клапана и большую продолжительность работы для большей производительности.
Комплект для удаления VVT удаляет компоненты VVT и заменяет их стандартными деталями. Как минимум, они включают:
- A Gen.4, без VVT крышка привода ГРМ
- Новая, 4X, верхняя шестерня без VVT
- Новый болт балансира гармоник
- Болты крепления распредвала новые
В некоторые комплекты также входят дополнительные детали, например:
- Новая нижняя шестерня распределительного вала
- Цепь ГРМ новая
- Новая направляющая цепи ГРМ
Тип необходимого вам комплекта VVT Delete Kit зависит от используемого распредвала.
Распредвалы с 1 болтом
Распредвалы с 3 болтами
Устранение системы VVT требуется при замене на распредвал без VVT. Эти кулачки обеспечивают более высокий подъем клапана и большую продолжительность работы для большей производительности.
После установки одного из этих комплектов:
- Вы будете заблокированы для фаз газораспределения.
- Компьютер больше не будет автоматически регулировать фазы газораспределения.
- Вам также потребуется настроить компьютер.
- Это оптимизирует кривые подачи топлива и зажигания для нового распредвала и отключит систему VVT в компьютере.
…
ПРИМЕЧАНИЕ: Вы можете найти спецификации двигателя и подробные советы по обновлению двигателя для каждого двигателя грузовика Vortec на базе LS и LS в одном месте: The Definitive Guide to LS Engine Specs and LS Engine Upgrades .