Современные двигатели внутреннего сгорания работают в широком диапазоне частот вращения и нагрузок. Именно поэтому им необходимы как мощность, так и эффективность. Однако фиксированные фазы газораспределения затрудняют достижение этой цели, поскольку на высоких оборотах двигателя они ограничивают моменты открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов, снижая объёмный КПД и выходную мощность.
Чтобы решить эту проблему, производители ввели изменение фаз газораспределения (VVT) Системы газораспределения вместо использования фиксированных конструкций. Важнейшим компонентом этой системы является фазовращатель распределительного вала, который обеспечивает непрерывную регулировку фаз газораспределения в соответствии с изменяющимися условиями движения.
Содержание:
Основы фаз газораспределения двигателя
Фазы газораспределения играют важную роль в эффективной работе двигателя. Они определяют скорость открытия и закрытия клапанов, отвечающую за наполнение цилиндра топливовоздушной смесью и выпуск отработавших газов. Если клапаны открываются или закрываются слишком рано или слишком поздно, цилиндр может заполняться не полностью, а отработавшие газы могут оставаться в цилиндре.
На низких оборотах двигателя это приводит к неровной работе и перерасходу топлива; на высоких оборотах ограничение воздушного потока снижает мощность. Поскольку фиксированные фазы газораспределения не могут адаптироваться к изменяющимся условиям, современные двигатели используют регулируемые системы для повышения эффективности, производительности и снижения выбросов.
Что такое фазовращатель распредвала?
Фазовращатель распределительного вала — это устройство, устанавливаемое на конце распределительного вала. Фазовращатели распределительного вала изменяют положение распределительного вала относительно коленчатого вала, точно управляя фазами впускных и выпускных клапанов. Эта регулировка влияет на перекрытие клапанов, мощность двигателя, топливную экономичность и уровень выбросов. Фазовращатель позволяет двигателю адаптировать фазы газораспределения к изменяющимся условиям, сдвигая или запаздывая фазы газораспределения. В результате достигается баланс мощности, топливной экономичности и уровня выбросов двигателя.
Типы фазовращателей распределительного вала
Гидравлические фазовращатели
Эти устройства фазовращателей распределительного вала используют давление моторного масла для управления фазами газораспределения. Это давление масла направляется управляемым соленоидом для вращения распределительного вала. В таком двигателе внутренний поршень перемещается сразу после заполнения камеры маслом, что приводит к увеличению или уменьшению угла опережения зажигания. Такие гидравлические устройства широко используются благодаря своей надежности, плавности работы и экономичности.
Электронные фазеры
Электронные блоки используют небольшие электродвигатели или актуаторы для регулировки фаз газораспределения. Они обеспечивают более быструю реакцию и точное управление, особенно на холостом ходу или при холодном пуске двигателя, когда давление масла низкое. Это делает их идеальными для современных систем управления двигателем.
Как работает фазовращатель распределительного вала?
Мониторинг и управление ЭБУ
Работа фазовращателя распределительного вала контролируется блоком управления двигателем (ЭБУ). Он отслеживает рабочие параметры двигателя, такие как частота вращения, нагрузка и температура. Используя эти данные, ЭБУ определяет положение распределительного вала и необходимость его опережения или запаздывания.
Активация фазера
Определив новое положение, он посылает сигналы на исполнительный механизм фазовращателя, например, на масляный регулирующий клапан в гидравлической системе или на небольшой электродвигатель в электрическом фазовращателе.
Регулировка положения распределительного вала
Получив сигнал, фазовращатель использует контролируемое давление масла для регулировки внутренних компонентов. Это приводит к небольшому повороту распределительного вала относительно его звёздочки и коленчатого вала. В результате моменты открытия и закрытия клапанов смещаются вперёд или назад в цикле.
Изменения фаз газораспределения
При более высоких нагрузках или скоростях можно увеличить фазы газораспределения для улучшения подачи мощности, тогда как уменьшение фаз газораспределения при малых нагрузках помогает снизить насосные потери и повысить топливную экономичность.
Каковы преимущества фазовращателей распределительных валов?
Улучшенная производительность двигателя
Фазорегулятор распределительного вала играет важную роль в улучшении характеристик двигателя, изменяя фазы газораспределения. Он способствует лучшей передаче крутящего момента на низких оборотах и повышению мощности на высоких, обеспечивая водителю отзывчивое ускорение без ущерба для управляемости.
Повышенная топливная эффективность
Фазорезисторы регулируют фазы газораспределения при малых нагрузках, чтобы снизить насосные потери и повысить эффективность сгорания. Такая настройка снижает расход топлива, что особенно важно в условиях, когда производители стремятся соответствовать более строгим стандартам эффективности.
Сокращение выбросов
Поскольку в двигателях внутреннего сгорания полное сгорание топлива редко возможно, в них всегда присутствует некоторое количество несгоревшего топлива и газов. Оптимизированные фазы газораспределения повышают эффективность сгорания, снижая количество несгоревших углеводородов и оксидов азота в выхлопных газах. Снижая уровень этих загрязняющих веществ, фазовращатели способствуют соблюдению всё более строгих глобальных норм выбросов.
Большая гибкость в зависимости от условий вождения
Фазорегуляторы распределительного вала позволяют двигателю плавно работать в различных условиях движения, изменяя фазы газораспределения в соответствии с требованиями.
Более плавная работа на холостом ходу
На низких оборотах или холостом ходу перекрытие клапанов может привести к нестабильной работе. Фазовращатели распределительного вала компенсируют это, корректируя фазы газораспределения для стабилизации сгорания, снижая вибрацию и шум двигателя.
Каковы симптомы неисправности фазовращателя распределительного вала?
Грубый холостой ход
Нестабильная регулировка фаз газораспределения может привести к неравномерной работе двигателя на холостом ходу, что часто ощущается как тряска или вибрация.
Потеря мощности
Если фазовращатель не может правильно опережать или задерживать распределительный вал, двигателю будет трудно развивать крутящий момент или ускорение.
Дребезжащий шум
Изношенный или застрявший фазовращатель может издавать металлический дребезжащий звук, особенно заметный при запуске или на низких оборотах.
Проверьте свет двигателя
Неисправные фазовращатели распределительного вала часто становятся причиной диагностических проблем, которые приводят к загоранию индикатора «Check Engine».
Компания BLUE производит прецизионные порошковые фазовращатели распределительных валов для систем изменения фаз газораспределения. Наши порошковые фазовращатели распределительных валов отличаются высокой прочностью, износостойкостью и размерной точностью, что позволяет оптимизировать производительность двигателя, его эффективность и уровень выбросов. Благодаря передовым методам контроля и контроля качества BLUE гарантирует надежность деталей для сложных автомобильных применений.
FAQ
Как долго можно безопасно управлять автомобилем с неисправными фазовращателями?
Вождение с неисправными фазовращателями распределительного вала опасно. Хотя автомобиль может работать недолго, его длительное использование может привести к снижению производительности, увеличению выбросов и потенциальному повреждению двигателя. Поэтому рекомендуется своевременно проверять и заменять их.
Могут ли поврежденные фазовращатели распредвала разрушить двигатель?
Да, если игнорировать. Неисправный фазовращатель может нарушить синхронизацию клапанов, что приводит к пропускам зажигания, растяжению цепи или ремня, а в тяжёлых случаях — к соприкосновению поршней с клапанами. Это может привести к дорогостоящему повреждению внутренних компонентов двигателя.