Фази газорозподілу двигуна. Що це таке? - все про авто

Рекламний блок
Робота двигуна залежить від фаз газорозподілу, тобто від своєчасності відкриття і закриття впускних і випускних клапанів. Пояснимо, що таке фази газорозподілу і їх вплив на роботу двигуна.

Що таке фази газорозподілу?

Фаза газорозподілу - це період від моменту відкриття клапанів до моменту їх закриття, виражені в градусах повороту колінчастого валу і відзначаються по відношенню до початковим і кінцевим моментами відповідних тактів.

Завдання механізму газорозподілу — забезпечити найвищу ефективність наповнення й очищення циліндра під час роботи двигуна. Від того, наскільки грамотно підібрані фази газорозподілу,залежить економічність мотора, потужність і момент, що розвивається.

Вплив фаз газорозподілу на роботу двигуна

диаграмма фаз газораспределения четырехтактного двигателяУ більшості двигунів фази змінюватися не можуть і робота таких двигунів не відрізняється високою ефективністю. Через це швидкість і ефективність наповнення циліндрів при різних режимах роботи двигуна неоднакові.

Для роботи на холостому ходу доречні вузькі фази газорозподілу з пізнім відкриттям і раннім закриттям клапанів без перекриття фаз (час, коли впускний і випускний клапани відкриті одночасно). Чому? Тому що так вдається виключити попадання вихлопних газів у впускний колектор і викид частини горючої суміші у вихлопну трубу.

При роботі на максимальній потужності ситуація змінюється. З підвищенням обертів час відкриття клапанів скорочується, але для забезпечення високих крутного моменту і потужності через циліндри необхідно прогнати більший об'єм газів, ніж на холостому ходу. Як вирішити це завдання? Відкривати клапани трохи раніше і збільшувати тривалість їх відкриття, іншими словами, зробити фази максимально широкими.

При розробці двигунів конструкторам доводиться пов'язувати ряд взаємовиключних вимог і йти на компроміси. Посудіть самі. З одними і тими ж фазами двигун повинен володіти непоганою тягою на низьких і середніх оборотах, прийнятною потужністю на високих. І плюс до всього стійко працювати на холостому ходу, бути максимально економічним і екологічним.

Змінювані фази газорозподілу

Якщо навчити газорозподільний механізм підлаштовуватися під різні режими роботи двигуна?

Один із способів це застосування фазообертача — спеціальної муфти, яка здатна під дією керуючої електроніки та гідравліки повертати розподільний вал на певний кут відносно його початкового положення. З підвищенням обертів муфта провертає вал по ходу обертання, що веде за собою більш раннє відкриття впускних клапанів і як наслідок — краще наповнення циліндрів на високих оборотах.

изменение фаз газораспределения с помощью гидроуправляемой муфты
Інженери не зупинилися на цьому і розробили ряд систем, здатних не тільки рухати фази, але і розширювати чи звужувати їх. В залежності від конструкції це може досягатися кількома способами.
Наприклад, в тойотівської системі VVTL-i після досягнення певних оборотів (6000 об/хв) замість звичайного кулачка в роботу починає вступати додатковий — з зміненим профілем. Профіль цього кулачка задає інший закон руху клапана, більш широкі фази і, до речі, забезпечує більший хід. При розкручуванні колінчастого вала до максимальних оборотів (близько 8500 об/хв) на частоті обертання 6000-6500 об/хв у двигуна ніби відкривається друге дихання, яке здатне надати автомобілю різкий і потужний підхоплення при прискоренні.

А якщо спробувати змінювати висоту підйому? Такий підхід дозволяє позбутися від дросельної заслінки і перекласти процес управління режимами роботи двигуном на газорозподільний механізм. Відповідь інженерів — механічна система керування підйомом впускних клапанів. У таких системах висота підйому і тривалість фази впуску змінюються в залежності від натискання на педаль газу. Економія від застосування системи бездроссельного управління складає від 8% до 15%, приріст потужності в межах 5-15 %.

Незважаючи на те, що кількість і розміри клапанів наблизилися до максимально можливим, ефективність наповнення й очищення циліндрів можна зробити вище - за рахунок швидкості відкриття клапанів. Правда, механічний привід замінюється електромагнітним.

У чому плюс електромагнітного приводу? Підйому клапана можна довести до ідеалу, а тривалість відкриття клапанів дозволяється змінювати в дуже широких межах. Електроніка згідно з програмою час від часу непотрібні клапани може не відкривати, а відключати циліндри зовсім. Робиться це з метою економії, наприклад, на холостому ходу або при гальмуванні двигуном. Навіть під час роботи електромагнітний ГРМ здатний перетворити звичайний чотиритактний мотор в шестітактний.


Подальше збільшення ефективності роботи двигуна за рахунок ГРМ - неможливо. Вичавити більше потужності і моменту з того ж обсягу при меншій витраті можна буде з застосуванням інших засобів. Наприклад, комбінованого наддуву або конструкцій, що змінюють ступінь стиснення.
Рекламний блок


Рекомендуємо переглянути