Система изменения фаз газораспределения в двигателе: назначение и принцип работы
Экономия топлива — одно из самых востребованных качеств для покупателей современных автомобилей. В то же время водители ожидают высокой производительности, хорошей отзывчивости и приятных ощущений от вождения. Противоречие? Не обязательно. Одной из ключевых технологий, позволяющих достичь этого баланса, является система регулировки фаз газораспределения.
Оптимальное количество воздуха в нужное время
Чтобы ДВС работал эффективно, очень важно не только количество, но и правильное соотношение поступающих в цилиндры топлива и воздуха. А для этого необходимо точно контролировать работу впускных клапанов в головке блока цилиндров.
В простых моторах это всегда происходит в одном и том же цикле — независимо от того, насколько быстро вы едете или как сильно вы нажимаете на газ. Это технически просто, но уже неактуально. В зависимости от условий вождения, двигателю может потребоваться воздух раньше, а иногда позже.
При ускорении или высокой нагрузке в цилиндры должно быстро поступать больше воздуха, что и обеспечивает система переменного управления клапанами посредством так называемой регулировки фаз с более длительным перекрытием — когда впускные и выпускные клапаны открыты одновременно.
Что такое ABS в автомобиле: назначение, принцип работы и история антиблокировочной тормозной системы
Во время равномерного движения по загородным дорогам или на низких оборотах двигателя наоборот — достаточно значительно меньшего времени перекрытия, что положительно сказывается на крутящем моменте.
Как работает система регулировки фаз газораспределения
В большинстве моторов система изменяет угол поворота распределительного вала относительно коленчатого вала.
Это достигается с помощью:
- Гидравлических механизмов в приводе распределительного вала: для смещения фаз используется давление моторного масла. Пример — система VVT-i от Toyota.
- Электронных систем: контролируются через электромагнитные клапаны. Пример — Dual VANOS от BMW.
Независимо от типа систем, выполняют они две ключевые функции. Первая — изменение моментов открытия и закрытия клапанов. Для устойчивой работы на низких оборотах впускные клапаны закрываются раньше, а на высоких — для увеличения мощности — позже. Вторая — регулировка продолжительности перекрытия клапанов: одновременное открытие впускных и выпускных клапанов улучшает наполнение цилиндров воздухом и лучшую их очистку от отработавших газов.
При этом работа системы регулировки фаз постоянно согласуется с электронным блоком управления двигателя. Датчики положения коленвала, распредвала и нагрузки двигателя передают данные в ЭБУ, который в реальном времени корректирует фазы для текущих условий — обороты, нагрузка, температура наружного воздуха и охлаждающей жидкости.
Преимущества системы
- Улучшение мощности и динамики разгона.
- Снижение потребления топлива на 5–10%.
- Сокращение выбросов CO₂ и NOₓ.
- Более плавная работа двигателя на холостом ходу.
Если же клапаны во всех ситуациях работают одинаково, то возникают ненужные потери из-за неоптимального наполнения цилиндров.
Современные системы регулировки фаз могут ещё больше
Более совершенные версии таких систем влияют не только на время впуска, но и на время выпуска, что может улучшить отдачу и экономичность мотора. Ну а самые продвинутые изменяют не только фазы газораспределения, но и регулируют высоту подъёма клапанов. Однако для этого необходимы более сложные технологии.
ABS, ESP, AEB и другие системы помощи водителю: обзор, принцип работы, польза
Примеры реализаций
- VTEC (Honda): комбинирует изменение фаз и высоты открытия клапанов.
- Valvetronic в сочетании с системой регулировки VANOS (BMW). Электронно-гидравлическая система с бесступенчатой настройкой времени и высоты подъёма клапанов.
- CVVT (Hyundai/Kia): аналоги VVT-i с расширенным диапазоном регулировки.
Обслуживание системы регулирования фаз
Системы не требуют какого-то специального ухода и рассчитаны на весь срок службы моторов. Однако чем сложнее система, тем более она требовательна к качеству моторного масла. Поэтому стоит внимательно относиться как к допускам применяемой смазочной жидкости — они должны соответствовать прописанным производителем авто параметрам, — так и соблюдать сроки замены.
Итого, самое важное
Система регулировки фаз газораспределения оптимизирует производительность и эффективность, адаптируя двигатель к текущим условиям вождения.
Современные производители автомобилей делают ставку на инновационные решения, которые снижают расход топлива, обеспечивая при этом удовольствие от вождения.
Чтобы система изменения фаз не подвела, стоит выбирать рекомендуемое производителем автомобиля масло и соблюдать сроки его замены.