Фази газорозподілу двигуна — Механізм, система фаз газорозподілу ДВС

Якісне дотримання газорозподільних фаз є запорукою правильного функціонування двигуна автомашини. Стандартний бензиновий двигун в цьому сенсі має на увазі наявність своєчасності відкривання і закривання клапанів впуску та випуску, які рухаються завдяки кулачкам распредвала. Сьогодні ми розповімо про те, що являє собою газорозподіл, а також з’ясуємо вплив його фаз на мотор автомобіля.

Що таке система фаз газорозподілу двигуна автомобіля?

Фазами газорозподілу називають зміну кута клонували силового агрегату транспортного засобу, який відбувається за час між одним циклом відкриття і закриття клапанів ГБЦ. Дана величина вимірюється в градусах і відзначається ставленням між початковим і кінцевим робочим тактом.

Основна функція газорозподільного механізму полягає в забезпеченні найвищої ефективності заповнення і спустошення камери циліндра при роботі мотора. Це прямо впливає на якість роботи ДВС, її безперебійність, вихідні динамічні характеристики, величину крутного моменту і, зрозуміло, економічність.

Механізм фаз газорозподілу двигуна

Приблизно половина сучасних силових агрегатів не має можливості зміни газорозподільних фаз. Це проявляється в тому, що наповнюваність камер циліндрів відбувається нерівномірно в залежності від режиму роботи мотора, величини оборотів і силового навантаження. Такі двигуни, на жаль, не можуть похвалитися високопродуктивної роботою.

Для функціонування з високим рівнем ефективності величина газорозподільних фаз не може перебувати на однаковому рівні. Наприклад, в режимі холостих обертів потрібна наявність вузьких фаз, що характеризуються ранніми періодами відкриття і закриття і виключають виникнення перекривання — ситуацій, при яких впускні і випускні клапани мають одночасне відкрите положення.

Робота движка на високих оборотах значно змінює описану ситуацію. Під час такого режиму відкриття клапанів відбувається значно швидше. Воно укладається в мінімальний часовий проміжок, проте для того, щоб забезпечити наявність високого крутного моменту і достатньою вихідної потужності, через камери згоряння потрібно провести набагато більший обсяг паливно-повітряної суміші, ніж при роботі на холостих обертах. Щоб це було можливим, двигун налаштовується таким чином, щоб клапани робили більш раннє і тривале відкриття, як би розширюючи газорозподільну фазу. Для поліпшеного газообміну циліндрів повинна чітко витримуватися прямий зв’язок — чим вище навантаження на силовий агрегат, тим ширина фаз повинна бути більше.

Інженерам потрібно здійснити таку настройку мотора, при якій його тягові характеристики будуть однаково якісними при будь-якій кількості оборотів, холості оберти збережуть стабільність, а економічність буде витримуватися на прийнятному рівні. Все це повинно здійснюватися з фіксованою циклічністю фаз.

Автоматично змінювані фази ДВС

Певним рішенням, що дозволяє значно поліпшити продуктивність роботи мотора, стала установка систем автоматичного регулювання фаз газорозподілу. В якості такого засобу інженерами була застосована спеціальна муфта, на підставі показань автомобільної електроніки провертає распредвал на певну кількість градусів щодо початкового положення. З ростом кількості оборотів, муфта починає обертає розподільний вал вперед, що призводить до більш раннього відкриття системи впускних клапанів, покращуючи якість заповнення циліндрів.

За час свого існування такі варіативні функції були доповнені можливістю розширення і звуження фаз. Так система «VVTL-I», що застосовується в автомобілях «Тойота», здатна підключати до роботи додатковий кулачок, який має зміни в профілі. Це відбувається автоматично, коли кількість оборотів движка досягає позначки в 6000. Змінений кулачок задає інший алгоритм функціонування клапана, збільшуючи фази і забезпечуючи його збільшений хід. Цей процес нагадує поява «другого дихання» у агрегату, що дозволяє здійснити значний динамічний ріст і поліпшити «підхоплення».

Деякі компанії допрацьовували систему газорозподілу методом зміни висоти підйому клапанів. Це дозволило відмовитися від дросельної заслінки, а регулювання робочим процесом повністю віддати механізму газорозподілу. Для цього було застосовано механічне управління клапанами впуску, залежне від сили натискання на акселератор. Бездросельною схема дозволила підвищити економічність агрегатів до 15% з одночасним потужносним приростом, що варіюється від 5 до 15%.

Конструктори не зупинилися і на цьому. Вони поліпшили цю систему, замінивши в ній механічний привід електромагнітним. Доопрацювання розширила межі зміни тривалості відкриття клапанів, зробивши алгоритм функціонування ідеальним. Наявність електроніки дозволило задіяти такі програми роботи, при яких на певних етапах руху деякі клапани стало можливим не відкривати і навіть відключати деякі циліндри. Електромагнітний механізм виявився здатний перетворювати стандартний чотиритактний двигун в шестітактний.

Що в підсумку?

Візьмемо на себе сміливість припустити, що подальше поліпшення продуктивності ДВС за рахунок механізму газорозподілу, вже неможливо. Система, вибудована на основі електромагнітного блоку, зробила його роботу ідеальною. Однак ми не говоримо, що ефективність мотора не можна підвищити за рахунок інших коштів. Це цілком можливо зробити застосуванням комбінованих рішень.