Variabilní časování ventilů není nový nápad. Myšlenka zvýšení točivého momentu motoru při nízkých a vysokých otáčkách automatickým posunem vpřed a zpomalením je tu už nějakou dobu.
V 60. letech 20. století jste mohli získat variabilní časování vačkového hřídele s torzním pružinovým zařízením, které zpomaluje časování ventilů v reakci na zvýšený točivý moment potřebný k otáčení vačkového hřídele při vyšších otáčkách motoru. Teoreticky jste si mohli užívat výhod točivého momentu při nízkých otáčkách a výkonu při vysokých otáčkách, ale nezdálo se, že by to v praxi fungovalo, protože se spoléhalo na točivý moment.
V dnešní době by historická diskuse o různých inženýrských přístupech k variabilnímu časování ventilů mohla zaplnit encyklopedii. Ale počítačové systémy řízení motoru učinily variabilní časování ventilů praktickou realitou pro většinu vozidel.
Jedinečnější návrhy VVT nechám na stránky historie a elektronické časování ventilů na stránky budoucnosti. Mezitím se podíváme na základy toho, jak VVT ovlivňuje výkon motoru, jak může selhat, a poté následuje několik tipů, jak odstraňovat podezřelé systémy VVT.
Ventil vs. vačkový hřídel
Proměnné časování „ventilů“, které většina z nás vidí v našich obchodech, je ve skutečnosti variabilní časování „vačkového hřídele“, které zlepšuje točivý moment při nízkých a vysokých otáčkách předstihem nebo zpomalením časování vačkového hřídele u aplikací s motorem s jedním vačkovým hřídelem nad hlavou (SOHC) .
Naproti tomu některé aplikace DOHC (double-overhead camshaft) provádějí stejné funkce tím, že samostatně vysouvají nebo zpomalují sací a výfukové vačkové hřídele.
Plně variabilního časování ventilů lze dosáhnout pouze použitím počítačem řízených elektromagnetů pro přesné ovládání událostí otevírání a zavírání sacích a výfukových ventilů. Ačkoli jsou různé kombinace událostí časování ventilů v elektronicky řízeném systému teoreticky nekonečné, jeho aplikace jsou omezené kvůli nákladům a v některých případech i spolehlivosti.
Teoreticky….
Efektivní časování ventilů je velmi závislé na rychlosti nasávaného vzduchu proudícího sacími otvory motoru a výfukových plynů proudících z výfukových otvorů motoru.
Když se nasávaný vzduch pohybuje pomalu při nižších otáčkách motoru, sací ventil by se měl předčasně uzavřít, aby píst nemohl tlačit nasávaný vzduch zpět do sacího otvoru a potrubí.
Ale když se rychlost nasávaného vzduchu zvyšuje s otáčkami motoru, sací ventil by se měl zavřít později, aby pomohl nasát více vzduchu do válce. Teoreticky většina konstrukcí VVT začíná měnit časování sacích ventilů, když se rychlosti nasávaného vzduchu začnou dramaticky zvyšovat při 2 500 až 3 500 otáčkách za minutu. Skutečná provozní strategie PCM samozřejmě do značné míry závisí na konstrukci motoru a omezení rychlosti motoru.
Zatímco časování výfukových ventilů není pro výkon motoru tak zásadní jako časování sacích ventilů, teoreticky jej lze u aplikací DOHC zlepšit, aby se zvýšilo překrytí časování ventilů při vyšších otáčkách motoru a zpomalilo se, aby se překrytí ventilů snížilo při nižších otáčkách motoru.
Překrytí časování ventilů je žádoucí při vyšších otáčkách motoru. Současné držení sacích a výfukových ventilů otevřených, když motor přechází z výfuku do sacího zdvihu, umožňuje motoru využít mírný podtlak vytvářený výfukovými plyny opouštějícími výfukový kanál, aby pomohl nasát sací náplň do válce.
Při nižších otáčkách motoru a nižších rychlostech plynu však velké překrytí ventilů způsobuje klesající volnoběh v důsledku výfukových plynů tlačících se zpět do sacího potrubí a navíc snižuje kompresi motoru při běhu. Mějte také na paměti, že změna časování výfukových ventilů může vytvořit efekt „EGR“, který pomáhá snížit emise oxidu dusíku (NO) v některých aplikacích.
Design vačkového laloku
Mimochodem, je užitečné porozumět základům konstrukce laloků vačkového hřídele. Aby se zabránilo nadměrnému namáhání ventilového rozvodu, musí být navržen vačkový lalok tak, aby postupně zrychloval hmotnost zvedáku, tlačné tyče, vahadla a ventilu. Konstrukce vačkového hřídele nad hlavou snižuje namáhání ventilového rozvodu tím, že tyto součásti nahrazuje jednoduchou kladičkou vačky.
Bohužel u mechanických vačkových hřídelů způsobí změny vůle ventilů nepatrné změny v časování ventilů. Vzhledem k tomu, že hydraulicky seřízené vačkové hřídele nevyžadují vůli, časování ventilů zůstává velmi konzistentní.
V obou případech musí být výstupek vačky navržen tak, aby postupně zpomaloval ventilový rozvod, aby nedocházelo k odskakování ventilů od sedel ventilů při maximálních otáčkách motoru. . Zatímco laloky vačkového hřídele lze brousit, aby se zvýšil průtok vzduchu zvýšením zdvihu ventilu, zvýšený zdvih ventilu zvyšuje namáhání ventilového rozvodu a také možnost vzájemného rušení mezi pístem a ventilem.
Phasery jsou připraveny
Proměnlivého časování vačkového hřídele u dřívějších motorů s jedním vačkovým hřídelem (SOHC) bylo dosaženo použitím „fázovače“ vačkového hřídele sestávajícího z odpruženého hydraulického pístu, který tlačí zkosené hnací kolo proti podobnému zkosenému hnacímu kolu namontovanému na vačkovém hřídeli.
Přesného časování vačkového hřídele lze dosáhnout použitím řídicího modulu pohonné jednotky (PCM), který aplikuje tlak oleje na píst pulzováním olejového regulačního ventilu. Vzhledem k tomu, že píst obsahuje otvor pro odvzdušňování tlaku oleje, lze časování vačky změnit zvětšením šířky impulsu aplikovaného na olejový regulační ventil.
Pokud elektronika selže, vratná pružina phaseru zatlačí píst do výchozí polohy časování. PCM bude také monitorovat polohu vačkového hřídele porovnáním relativních poloh snímače polohy vačkového hřídele (CMP) a snímače polohy klikového hřídele (CKP). Pokud tyto pozice neodpovídají naprogramovaným datům, PCM by měl nastavit chybový kód řady P0010 nebo P0340.
Některé konstrukce VVT také obsahují samostatný snímač časování ventilů (VTS), který poskytuje přesnější zpětnou vazbu časování ventilů do PCM. Zatímco většina moderních konstrukcí VVT používá k nastavení časování ventilů kompaktnější lopatkové phasery, nadále používají stejné základní uspořádání senzorů a mechanismů regulace tlaku oleje, aby bylo možné ovládat počítač.
Selhání VVT
Jak jste již možná uhodli, diagnostika VVT je velmi specifická pro aplikaci, protože nezávisí pouze na tom, zda je motor řadový nebo blok typu V nebo konfiguraci SOHC nebo DOHC, ale také na konfiguraci. fázovače a systémové elektroniky.
Kromě toho existují doslova desítky „globálních“ chybových kódů řady P0010 a P0340, nemluvě o kódech řady P1000 specifických pro výrobce, které lze uložit kvůli problému s časováním ventilů.
Ale při použití Díky základním provozním principům je možné diagnostikovat většinu poruch VVT bez ohledu na konfiguraci.
Je zřejmé, že většina poruch VVT bude mít za následek ztrátu točivého momentu motoru při nízkých nebo vysokých otáčkách a ovlivní podtlak v sacím potrubí. Když vačkový hřídel nereaguje na polohy nařízené modulem PCM, modul PCM by měl uložit chybový kód časování související s vačkovým hřídelem P0340. U motorů s blokem V může chyba časování vačkového hřídele na jedné řadě také způsobit kódy vynechání zapalování řady P0300 pro všechny válce na této řadě.
Kromě toho pamatujte, že časování ventilů a překrytí ventilů ovlivňují kompresi válců. Při poruše jednoho bloku motoru s blokem V by se měla komprese při protáčení mezi válci lišit, stejně jako čísla korekce paliva mezi válci.
Také mějte na paměti, že po opětovném zavedení ocelových rozvodových řetězů může jeden uvolněný řetěz nebo opotřebovaný napínač nebo vedení řetězu na jedné řadě zpomalit časování vačky a možná ovlivnit studené starty a jízdní vlastnosti.
Viskozita motorového oleje a také průtoková kapacita olejového filtru mohou rozhodně ovlivnit schopnost fázovače vačky řídit časování ventilů, stejně jako životnost oleje.
V mnoha případech může olej neschválený OE ve spojení s nízkokapacitním olejovým filtrem způsobit usazování nebo lakování, což způsobí zasekávání fázovačů vaček v pokročilých nebo zpomalených polohách.
To může také způsobit ucpání olejových kanálků v hlavě válců, olejovém regulačním ventilu a fázovačích kalem nebo kontaminaci kovovými třískami. I když používáte oleje OE nebo OE schválené, mějte na paměti, že motorový olej je nutné měnit v doporučených intervalech.
V neposlední řadě mnoho pokročilých diagnostických techniků rutinně shromažďuje laboratorní vzorky dobře známých křivek snímačů CMP a CKP pro budoucí srovnání s těmi, které vyrábí podobný model trpící předpokládaným problémem časování ventilů.
