Система за синхронизиране

Системата за променливо регулиране на клапаните (общоприетото международно променливо време , VVT ) е предназначена да регулира параметрите на газоразпределителния механизъм в зависимост от работните условия на двигателя. Използването на тази система осигурява увеличаване на мощността и въртящия момент на двигателя, икономия на гориво и намаляване на вредните емисии.

Регулируемите параметри на газоразпределителния механизъм включват:

време на отваряне (затваряне) на клапана;
време на отваряне на клапана;
височина на повдигане на клапана.
В общия случай тези параметри съставляват времето на затваряне на клапана – продължителността на ходовете на всмукване и изпускане, изразени от ъгъла на въртене на коляновия вал спрямо „мъртвите“ точки. Синхронизационната фаза определя от формата на гърбицата на разпределителен вал действащи на вентила.

При различни условия на работа на двигателя се изисква различно регулиране на вентила. Така при ниски обороти на двигателя времето трябва да е с минимална продължителност („тесни“ фази). При високи обороти, напротив, фазите на газоразпределение трябва да бъдат колкото е възможно по-широки, като същевременно се гарантира припокриване на ходовете на всмукване и изпускане (естествена рециркулация на отработените газове).

Гърбичката на разпределителния вал има определена форма и не може едновременно да осигурява тесен и широк момент на вентила. На практика формата на гърбицата е компромис между висок въртящ момент при ниски обороти и висока мощност при високи обороти на коляновия вал. Това противоречие е прецизно разрешено от системата на променливо време на вентила.

В зависимост от регулируемите параметри на газоразпределителния механизъм се различават следните методи за променливо регулиране на фазите:

въртене на разпределителния вал;
използването на камери с различни профили;
променете височината на клапаните.
Най-често срещаните системи за регулиране на вентила са с помощта на въртене на разпределителния вал

BMW VANOS ( двойно VANOS );
VVT-i (Dual VVT-i), Променлива продължителност на вентила с интелигентност от Toyota;
VVT , Променлива продължителност на вентила с Volkswage n ;
VTC , Променливо управление на времето от Honda;
CVVT , непрекъснато променливо регулиране на клапаните от Hyundai, Kia, Volvo, General Motors;
VCP , променливи Cam фази от Renault.
Принципът на работа на тези системи се основава на въртенето на разпределителния вал в посока на въртене, като по този начин се постига ранно отваряне на клапаните в сравнение с първоначалното положение.

Конструкцията на променлива система за синхронизиране на клапаните от този тип включва хидравлично контролирано свързване и система за управление на това съединение.

Схема на системата за автоматично регулиране на времето на вентила
Хидравлично управляемият съединител ( обикновено наричан фазов превключвател) директно върти разпределителния вал. Съединителят се състои от ротор, свързан с разпределителния вал, и корпуса, който е ролята на задвижващата ролка на разпределителния вал. Между ротора и корпуса има кухини, към които през каналите се подава моторно масло. Запълването на кухина с масло осигурява ротация на ротора спрямо тялото и съответно въртене на разпределителния вал под определен ъгъл.

По-голямата част от хидравличния съединител е монтиран на всмукателния разпределителен вал. За да се разширят контролните параметри в отделни конструкции, съединителите се монтират на всмукателните и изпускателните разпределителни валове.

Системата за управление осигурява автоматично регулиране на работата на хидравлично контролирания съединител. Структурно тя включва входни сензори, електронен блок за управление и изпълнителни механизми. Системата за управление използва сензори на Хол, които оценяват позициите на разпределителните валове, както и други сензори на системата за управление на двигателя: скорост на коляновия вал, температура на охлаждащата течност, разходомер за въздушния поток. Блокът за управление на двигателя получава сигнали от датчици и генерира управляващи действия върху задвижващия механизъм – електро-хидравличен разпределител. Разпределителят е електромагнитен клапан и осигурява захранване с масло на хидравлично контролирания съединител и изход от него, в зависимост от работните условия на двигателя.

Системата за променливо регулиране на вентила осигурява, по правило, работа в следните режими:

на празен ход ( минимална скорост на коляновия вал );
максимална мощност;
максимален въртящ момент
Друг тип променлива система за регулиране на клапаните се основава на използването на гърбици с различна форма, което води до стъпково изменение на времето за отваряне и височината на повдигане на клапана. Известни са такива системи:

VTEC , променливо регулиране на клапаните и електронен контрол на асансьора от Honda;
VVTL-i , променливо регулиране на клапаните и повдигане с интелигентност от Toyota;
MIVEC , Mitsubishi Иновативна система за регулиране на времето на вентила от Mitsubishi;
Система на Valvelift от Audi.
Тези системи имат принципно еднакъв дизайн и принцип на действие, с изключение на Valvelift System. Например, една от най-известните VTEC системи включва набор от камери от различни профили и система за управление.

Диаграма на системата VTEC
Разпределителният вал има две малки и една голяма кула. Малки гърбици през съответните кобилици (рокери) са свързани към двойка всмукателни клапани. Голямата камера премества свободната рокер.

Системата за управление осигурява превключване от един режим на работа към друг чрез задействане на блокиращ механизъм. Заключващият механизъм има хидравлично задвижване. При ниски обороти на двигателя (ниско натоварване) всмукателните клапани работят от малки камери, докато времето на вентила се характеризира с кратка продължителност. Когато оборотите на двигателя достигнат определена стойност, системата за управление активира заключващия механизъм. Кобилиците на малките и големите гърбици са свързани с помощта на блокиращ щифт като цяло и силата се предава към входящите клапани от голямата кула.

Друга модификация на системата VTEC има три режима на управление, определени от работата на една малка гърбица (отваряне на един всмукателен клапан, ниска скорост на двигателя), две малки гърбици (отваряне на два всмукателни клапана, средна скорост), както и голяма кула (висока скорост).

Модерната система за променливо регулиране на клапаните от Honda е системата I-VTEC, комбинираща системите VTEC и VTC. Тази комбинация значително разширява контролните параметри на двигателя.

Най-напредналата от конструктивна гледна точка, тип променлива система за регулиране на вентила се основава на регулиране на височината на клапаните. Тази система елиминира газта при повечето работни условия на двигателя. Пионерът в тази област е BMW и неговата система Valvetronic . Подобен принцип се използва и в други системи:

Тойота Valvematic ;
VEL , променлива клапана и система за повдигане от Nissan;
Fiat MultiAir ;
VTI , променлив клапан и впръскване на времето от Peugeot.
Диаграма на системата Valvetronic
В системата Valvetronic, промяна в височината на повдигане на клапана се осигурява от сложна кинематична схема, при която традиционният съединителен ротор-клапан се допълва от ексцентричен вал и междинен лост. Ексцентричният вал получава въртене от електродвигателя чрез червячна предавка. Въртенето на ексцентричния вал променя положението на междинния лост, който от своя страна определя определено движение на кобилицата и съответното движение на клапана. Промяната в височината на повдигане на клапана се извършва непрекъснато, в зависимост от работните условия на двигателя.

Valvetronic се монтира само на входящите вентили.