Какие факторы влияют на нарушение фаз газораспределения в двигателе

Фазы газораспределения двигателя. Что это такое?

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.

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.

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. 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 без дроссельного 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.

Источник

🚘Что такое фазы газораспределения двигателя и как они влияют на работу машины🚗

Фазы газораспределения – это режим работы клапанов, зависящий от их максимального положения (открытия) до минимального (закрытия). Открытие клапана происходит путем передачи нагрузки с распределительного вала при помощи кулачков или толкателей.

Одна из главных задач при настройке мотора – выставить режим таким образом, чтобы достичь баланс между его мощностью и экономичностью.

Как они виляют на работу двигателя

У некоторых двигателей система устроена таким образом, что фазы газораспределения являются статичной величиной, а в результате мы получает ДВС с довольно низким КПД. Грубо говоря, двигатель на разных нагрузках работает в разных режимах, а неизменяемые фазы приводят к неэффективной работе.

Читайте также:  Что делать если в ваз 2107 в двигатель пошла вода

Однако, существуют и такие ДВС, в которых внедрена система подстройки фаз. Яркий их представитель – двигателя с системой VVTL-i. В двигателях с такой системой при достижении определенных оборотов двигателем, на клапана нагрузка передается дополнительным толкателем. Это существенно повышает КПД.

Вообще, таких систем много, и каждый производитель называет их по-своему. Например, у Nissan это N-VCT, у Mazda – S-VT, BMW – VANOS (VTI), Honda – VTEC (i-VTEC).

Можно управлять высотой подъема клапанов. Такой способ увеличения мощности достигается на ДВС с бездроссельным управлением. Тогда в работу вступает механическая система управления впускными клапанами. Фазы в этом случае регулируются в зависимости от степени нажатия на педаль газа.

Такая система экономичная (до 15%), а так же позволяет двигателю выдавать больше мощности (до 12%). А чтобы сделать работу клапанов еще быстрее, инженеры заменили механический привод на электромагнитный.

В последнем случае, всю систему можно довести практически до идеала, получив максимальную отдачу от ГРМ. Обычно на двигателях с такими системами есть возможность отключения от работы некоторых цилиндров – это, конечно, плохо влияет на мощность, зато позволяет значительно повысить экономичность.

Надеюсь, что вам было интересно и вы возьмете это на заметку. Подписывайтесь на канал и ставьте «большой палец вверх», чтобы видеть в своей ленте еще больше интересных статей на автомобильную тему каждый день.

Источник

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Нарушение — фаза — газораспределение

Нарушение фаз газораспределения происходит из-за изменения зазоров в приводе клапанов. [2]

Нарушение фаз газораспределения может быть следствием износа кулачков и шеек распределительного вала, зубьев распределительных шестерен. [3]

Во избежание нарушения фаз газораспределения в пусковой период холодный зазор в рассматриваемом случае нужно сделать равным е 0 7 е0, где е0 — гарантийный зазор. [4]

Реверсирование двигателя должно производиться без нарушения установленных фаз газораспределения , что обеспечивается специальной конструкцией распределительного механизма и наличием дополнительных устройств, призванных осуществлять правильное взаимодействие органов распределения в соответствии с заданным направлением вращения. [5]

Однако при слишком больших зазорах происходит нарушение фаз газораспределения из-за недостаточного открытия клапанов, ухудшается наполнение и очистка цилиндров, возникают стуки в механизме привода клапанов. [6]

Общими неисправностями газораспределительного механизма и привода топливных насосов являются нарушение фаз газораспределения и угла опережения подачи топлива в цилиндры. Они вызывают повышение жесткости работы шатунно-поршневой группы; неполное сгорание топлива и дымление; повышение температуры выпускных газов, прогар поршней; пригорание колец, газовоздушного тракта и турбокомпрессоров и ряд других нежелательных явлений. [7]

Фазы газораспределения определяются профилем и расположением кулачков распределительного вала. Нарушение фаз газораспределения может иметь место при износе кулачков, неправильно отрегулированных клапанных зазорах, неверном соединении при сборке шестерен газораспределения. [8]

В результате износа направляющей втулки и штока клапана увеличивается пропуск масла в камеры сгорания, а следовательно, и его расход. Износ фасок клапана и седла вызывает нарушение фаз газораспределения . В связи с этим после 1500 ч работы дизеля типа В-2 необходимо проверить регулировку фаз газораспределения ( моментов начала открытия и конца закрытия впускных и выпускных клапанов согласно диаграммам фаз газораспределения) и в случае необходимости подрегулировать механизм газораспределения. [9]

Износ шестерен характеризуется выработкой рабочих поверхностей зубьев. Признаками выработки являются увеличение зазоров между зубьями, появление шума и стуков во время работы двигателя, а также нарушение фаз газораспределения . Шестерни, как правило, ремонту не подлежат и их заменяют новыми в тех случаях, когда зазор между зубьями ведомой и ведущей шестерен достигает величины, превышающей нормальный монтажный зазор в 2 5 — 3 раза, а также при наличии трещин, разработке паза под шпонку и других дефектов, вызывающих опасность разрушения шестерни. [10]

В тех случаях, когда неисправность системы питания топливом приводит к обогащению рабочей смеси топливным газом, в отработавших газах увеличивается количество продуктов неполного сгорания в виде окиси углерода СО. В зависимости от того, как проходит рабочий процесс в цилиндре двигателя, в отработавших газах меняется количество водяных паров и окиси углерода. Кроме того, при нарушении фаз газораспределения или нарушении теплового процесса по каким-либо другим причинам, в отработавших газах может появиться и несгоревший топливный газ, например, метан СН4 и др. Следовательно, анализом состава отработавших газов можно оценить техническое состояние и качество работы системы питания топливом. [11]

Образование смол и нерастворимых осадков в нефтяных топливах приводит к значительному ухудшению их эксплуатационных свойств. Нерастворимые осадки вызывают засорение фильтров и ухудшают прокачиваемость топ-лив, смолы увеличивают нагарообразование топлив, а при отложении на стенках топливных систем вызывают нарушение нормальной работы двигателя. Так, отложение смол в карбюраторных двигателях на штоках и тарелках впускных клапанов препятствует нормальной посадке клапанов в гнездах и вызывает их зависание, что ведет к уменьшению давления в камерах сгорания и к нарушению фаз газораспределения . [13]

Источник

Неисправность фазорегулятора

Неисправности фазорегулятора могут заключаться в следующем: он начинает издавать неприятные трескающие звуки, замирает в одном из крайних положений, нарушается работа электромагнитного клапана фазорегулятора, формируется ошибка в памяти ЭБУ.

С неисправным фазорегулятором хотя и можно ездить, но необходимо понимать, что двигатель будет работать не в оптимальном режиме. Это повлияет на расход топлива и динамические характеристики двигателя. В зависимости от возникшей проблемы с муфтой, клапаном или системой фазорегулятора в целом, будут отличаться симптомы неисправности и возможность их устранения.

Принцип действия фазорегулятора

Чтобы разобраться почему трещит фазорегулятор или клинит его клапан, имеет смысл разобраться в принципе действия всей системы. Это даст лучшее понимание поломок и дальнейших действий по их ремонту.

Читайте также:  Какой двигатель встанет на ауди 80

На различных оборотах двигатель работает не одинаково. Для холостых и низких оборотов характерны так называемые «узкие фазы», при которых скорость отвода выхлопных газов невелики. И наоборот, для больших оборотов характерны «широкие фазы», когда объем выпускаемых газов большой. Если на низких оборотах будут использоваться «широкие фазы», то отработанные газы будут смешиваться со вновь поступающими, что приведет к снижению мощности двигателя, и даже его остановке. А когда на высоких оборотах включаться «узкие фазы», то приведет к снижению мощности мотора и его динамике работы.

Существует несколько типов систем фазорегуляторов. VVT (Variable Valve Timing), разработана Volkswagen, CVVT — используется Kia и Hyindai, VVT-i — применяется Toyota и VTC — устанавливаются на движки Honda, VCP — фазорегуляторы Renault, Vanos / Double Vanos — система, используемая в BMW. Далее рассмотрим принцип действия фазорегулятора на примере автомобиля «Рено Меган 2» с 16-ти клапанным двигателем К4М, поскольку выход его из строя является «детской болезнью» этой машины и ее владельцы чаще всего сталкиваются с неработающим фазорегулятором.

Управление происходит через электромагнитный клапан, подача масла к которому регулируется электронными сигналами с дискретной частотой 0 или 250 Гц. Весь этот процесс контролируется электронным блоком управления на основании сигналов, поступающих от датчиков двигателя. Включение фазорегулятора происходит при возрастающей нагрузке на двигатель (значение оборотов от 1500 до 4300 оборотов в минуту) когда соблюдаются следующие условия:

  • исправные датчики положения коленчатого (ДПКВ) и распределительного валов (ДПРВ);
  • отсутствуют неисправности в системе впрыска топлива;
  • наблюдается пороговое значение впрыска фаз;
  • температура охлаждающей жидкости находится в пределах +10°…+120°С;
  • повышенная температура масла двигателя.

Возвращение фазорегулятора в исходное положение происходит когда обороты снижаются при тех же условиях, но с тем отличием, что рассчитано нулевое смещение фаз. В этом случае запорный плунжер блокирует механизм. Таким образом, «виновниками» неисправности фазорегулятора могут быть не только он сам, но и электромагнитный клапан, датчики двигателя, неисправности в моторе, сбои в работе ЭБУ.

Признаки неисправности фазорегулятора

О полном или частичном выходе фазорегулятора из строя можно судить по следующим признакам:

  • Увеличение шумности работы двигателя. Из района установки распределительного вала будут исходить повторяющиеся лязгающие звуки. Некоторые автолюбители говорят, что они похожи на работу дизельного мотора.
  • Нестабильная работа двигателя в одном из режимов. Мотор может хорошо держать холостые обороты, но плохо разгоняться и терять мощность. Или наоборот, нормально ездить, но «захлебываться» на холостых. На лицо общее снижение выходной мощности.
  • Повышенный расход топлива. Опять же, в каком-то режиме работы мотора. Желательно проверять расход топлива в динамике по бортовому компьютеру либо диагностическому прибору.
  • Повышение токсичности выхлопных газов. Обычно их количество становится больше, и они приобретают более резкий, чем ранее, топливный, запах.
  • Повышается расход моторного масла. Оно может начать активно выгорать (уменьшается его уровень в картере) либо терять свои эксплуатационные свойства.
  • Нестабильные обороты после запуска двигателя. Это обычно продолжается около 2…10 секунд. В это же время треск от фазорегулятора сильнее, а потом он немного стихает.
  • Формирование ошибки рассогласования коленчатого и распределительного валов или положения распредвала. У разных машин их код может отличаться. Например, у «Рено» ошибка с кодом DF080 прямо указывает на проблемы с «фазиком». У других машин зачастую возникает ошибка p0011 или p0016, указывающих на рассинхронизацию системы.

Обратите внимание, что кроме этого, при выходе фазорегулятора из строя может проявляться только часть указанных признаков или проявляются они на разных машинах по-разному.

Причины неисправности фазорегулятора

Неисправности делят непосредственно по фазорегулятору и по его управляющему клапану. Так, причинами неисправности фазорегулятора являются:

  • Износ поворотного механизма (лопатки/лопасти). В обычных условиях это происходит по естественным причинам, и менять фазорегуляторы рекомендуется через каждые 100…200 тысяч километров пробега. Ускорить износ может загрязненное либо некачественное масло.
  • Смещение либо рассогласование установленных значений поворотных углов фазорегулятора. Обычно это происходит из-за того, что поворотный механизм фазорегулятора в его корпусе превышает допустимые углы поворота по причине износа металла.

А вот причины поломки клапана vvt другие.

  • Выход из строя сальника клапана фазорегулятора. У автомобилей Рено Меган 2 клапан фазорегулятора установлен в углублении в передней части двигателя, где много грязи. Соответственно, если сальник теряет герметичность, то пыль и грязь извне смешивается с маслом и попадает в рабочую полость механизма. Как результат — заклинивание клапана и износ поворотного механизма самого регулятора.
  • Проблемы с электрической цепью клапана. Это может быть ее обрыв, повреждение контакта, повреждение изоляции, замыкание на корпус либо на провод питания, снижение или повышение сопротивления.
  • Попадание пластиковой стружки. На фазорегуляторах часто лопатки делаются из пластмассы. По мере их износа они меняют свою геометрию и выпадают из посадочного места. Вместе с маслом они попадают в клапан, распадаются и измельчаются. Это может привести либо к неполному ходу штока клапана, либо даже к полному его заклиниванию.

Также причины отказа фазорегулятора могут крыться в сбое работы других связанных элементов:

  • Некорректные сигналы от ДПКВ и/или ДПРВ. Это может быть связано как с проблемами с указанными датчиками, так и с тем, что фазорегулятор износился, из-за чего распределительный либо коленчатый вал находятся в положении, выходящим за допустимые границы в конкретный момент времени. В данном случае вместе с фазорегулятором нужно проверить датчик положения коленвала и проверить ДПРВ.
  • Проблемы в работе ЭБУ. В редких случаях в электронном блоке управления происходит программный сбой и даже при всех корректных данных он начинает выдавать ошибки, в том числе в отношении фазорегулятора.
Читайте также:  Загорается чек на двигатели змз 406 свыше 3000 оборотов

Демонтаж и чистка фазорегулятора

Проверку работы фазика можно выполнить и без демонтажа. Но для выполнения проверки по износу фазорегулятора его необходимо снять и разобрать. Чтобы найти где он находится нужно ориентироваться по переднему краю распредвала. В зависимости от конструкции мотора демонтаж самого фазорегулятора будет отличаться. Однако в любом случае, через его кожух перекинут ремень ГРМ. Поэтому нужно обеспечить доступ к ремню, а сам ремень нужно снять.

Отсоединив клапан всегда проверяйте состояние фильтрующей сетки. Если она грязная ее нужно почистить (промыть очистителем). Чтобы почистить сетку нужно аккуратно раздвинуть ее в месте защелкивания и демонтировать с посадочного места. Сетку можно промыть в бензине либо другой чистящей жидкости при помощи зубной щетки или другого нежесткого предмета.

Сам клапан фазорегулятора также можно очистить от масла и нагара (как снаружи, так и внутри, если это позволяет его конструкция) используя карбклинер. Если клапан чистый, то можно переходить к его проверке.

Как проверить фазорегулятор

Существует один простой метод, как можно проверить, работает фазорегулятор в двигателе или нет. Для этого необходимы лишь два тонких провода длиной около полутора метров. Суть проверки заключается в следующем:

  • Снять штекер с разъема клапана подачи масла в фазорегулятор и подключить туда подготовленные проводки.
  • Второй конец одного из проводов нужно подсоединить на одну из клемм аккумулятора (полярность в данном случае неважна).
  • Второй конец второго провода оставить пока в подвешенном состоянии.
  • Запустить двигатель на холодную и оставить работать на холостых оборотах. Важно, чтобы масло в движке было остывшим!
  • Подключить конец второго провода ко второй клемме аккумулятора.
  • Если двигатель после этого начинает «задыхаться», значит, фазорегулятор работает, в противном случае — нет!

Электромагнитный клапан фазорегулятора необходимо проверять по следующему алгоритму:

  • Выбрав на тестере режим измерение сопротивления, замерьте его между выводами клапана. Если ориентироваться на данные руководства Меган 2, то при температуре воздуха +20°С оно должно находиться в пределах 6,7…7,7 Ом.
  • Если сопротивление ниже — значит, имеет место замыкание, если больше — обрыв. В любом случае клапана не ремонтируют, а меняют на новые.

Измерение сопротивления можно выполнить и без демонтажа, однако нужно проверить и механическую составляющую клапана. Для этого понадобится:

  • От источника питания 12 Вольт (АКБ авто) подайте напряжение дополнительными проводками на электрический разъем клапана.
  • Если клапан исправен и чист, то при этом его поршень выдвинется вниз. Если напряжение убрать — шток должен вернуться в исходное положение.
  • Далее нужно проверить зазор в крайних выдвинутых положениях. Он должен быть не более 0,8 мм (можно воспользоваться металлическим щупом для проверки зазоров клапанов). Если он меньше, то клапан нужно прочистить по описанному выше алгоритму.После выполнения чистки электрическую и механическую проверки следует, а затем принимать решение о замене. повторить.

Ошибка фазорегулятора

В случае, если на Рено Меган 2 в блоке управления сформировалась ошибка DF080 (цепь изменения характеристики распределительного вала, обрыв цепи), то нужно в первую очередь проверить клапан по приведенному выше алгоритму. Если он работает нормально, то в таком случае необходимо «прозвонить» по цепи провода от фишки клапана до электронного блока управления.

Чаще всего проблемы возникают в двух местах. Первое — в жгуте проводов, которые идут с самого двигателя на блок управления двигателем. Второе — в самом разъеме. Если проводка целая, то смотрите разъем. Со временем пины на них разжимаются. Чтобы их поджать нужно выполнить следующие действия:

  • снять пластиковый держатель с разъема (сдернуть вверх);
  • после этого появится доступ к внутренним контактам;
  • аналогично нужно демонтировать заднюю часть корпуса держателя;
  • после этого поочередно достать через заднюю часть один и второй сигнальный провод (действовать лучше по очереди, чтобы не перепутать распиновку);
  • на освободившейся клемме необходимо при помощи какого-то острого предмета нужно поджать клеммы;
  • собрать все в исходное положение.

Отключение фазорегулятора

Многих автолюбителей волнует вопрос — можно ли ездить с неисправным фазорегулятором? Ответ — да, можно, но нужно понимать последствия. Если же вы по каким-то причинам все же решите отключить фазорегулятор, то сделать это можно так (рассматривается на том же Рено Меган 2):

  • отсоединить штекер от разъема клапана подачи масла на фазорегулятор;
  • в результате возникнет ошибка DF080, а возможно и дополнительные при наличии сопутствующих поломок;
  • чтобы избавиться от ошибки и «обмануть» блок управления, необходимо между двумя выводами на штекере вставить электрический резистор сопротивлением около 7 Ом (как указывалось выше — 6,7…7,7 Ом для теплого времени года);
  • сбросить возникшую в блоке управления ошибку программно либо отсоединив на несколько секунд минусовую клемму аккумулятора;
  • снятый штекер надежно закрепить в подкапотном пространстве, чтобы он не оплавился и не мешал другим деталям.

Заключение

Автопроизводители рекомендуют менять фазорегуляторы через каждые 100…200 тысяч километров пробега. Если он застучал раньше — в первую очередь нужно проверить его клапан, так как это проще. Глушить или не глушить «фазик» — решать автовладельцу, поскольку это приводит к негативным последствиям. Демонтаж и замена самого фазорегулятора — это трудоемкое занятие для всех современных машин. Поэтому выполнять такую процедуру можно только, если у вас есть опыт работ и соответствующие инструменты. Но лучше обратиться за помощью в автосервис.

Источник

Adblock
detector