Зачем менять фазы газораспределения
Основными требованиями к современным двигателям внутреннего сгорания являются мощность и экономичность. И конструкторам двигателей совсем не просто их выполнить, потому что одно исключает другое. Подумайте сами, чтобы увеличить мощность двигателя необходимо в камеру сгорания подать большее количество топлива, чтобы улучшить экономичность - наоборот!
Но решение все же есть – управлять фазами газораспределения, то есть управлять временем открытия - закрытия впускных и выпускных клапанов. В обычном четырёхтактном двигателе работой клапанов управляет распределительный вал, ход клапана и продолжительность открытия (т. е. ширина фаз) определяется профилем кулачка распределительного вала. В большинстве современных двигателей фазы меняться не могут. И работа таких двигателей не отличается высокой эффективностью.
Так что же нам дает возможность, управлять продолжительностью открытия и закрытия клапанов?
Всё дело в том, что двигателю приходиться работать в различных режимах и при постоянно меняющихся нагрузках. Его обороты постоянно меняются и скорость течения газов (топливно-воздушной смеси и выхлопа) в цилиндре, а также во впускном и выпускном коллекторах соответственно тоже. Возникают различного рода колебания упругой газовой среды, которые приводят как к полезным резонансным явлениям, так и наоборот, паразитным. В следствии чего время и эффективность наполнение цилиндров горючей смесью при различных режимах работы двигателя неодинаковы.
Так, например, 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 существенно меняется. С увеличением оборотов время открытия клапанов закономерно сокращается, но для обеспечения высокой мощности и крутящего момента через цилиндры необходимо прогнать, значительно больший объём газов, чем на холостом ходу. Как решить столь непростую задачу? Открывать клапаны чуть раньше и увеличивать продолжительность их открытия, иными словами, сделать фазы максимально широкими. При этом для лучшей продувки цилиндров фазу перекрытия обычно делают тем шире, чем выше обороты.
Так что при разработке и доводке двигателей конструкторам приходится увязывать ряд взаимоисключающих требований и идти на сложные компромиссы. Посудите сами. С одними и теми же фиксированными 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. Вот так задачка!
Но конструкторы такие задачи уже давно щёлкают как семечки и способны при помощи сдвига и изменения ширины фаз газораспределения менять характеристики двигателя до неузнаваемости. Поднять момент? Пожалуйста. Повысить мощность? Не вопрос. Снизить расход? Не проблема. Правда, подчас получается так, что при улучшении одних показателей приходится жертвовать другими.
А что если научить газораспределительный механизм подстраиваться под различные режимы работы двигателя? Запросто. Благо способов для этого придумана масса. Один из них — применение фазовращателя — специальной муфты, которая способна под действием управляющей электроники и гидравлики поворачивать распределительный вал на определённый угол относительно его первоначального положения. Наиболее часто такая система устанавливается на впуске. 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.
Источник: DRIVE.RU
Понравилась статья? Подпишитесь на RSS
