Советы по диагностике VVT

Концепция увеличения крутящего момента двигателя на низких и высоких оборотах за счет автоматического опережения и замедления фаз газораспределения не нова. В 1960-х годах существовали шестерни с регулируемыми фазами газораспределения с торсионной пружиной, которые замедляли фазы газораспределения в ответ на увеличение крутящего момента, необходимого для поворота распределительного вала на более высоких оборотах двигателя.

Теоретически вы могли бы пользоваться преимуществами крутящего момента на низких оборотах и ​​лошадиных сил на высоких оборотах. Однако на практике это не сработало из-за зависимости от вращающего момента.

В настоящее время компьютеризированные системы управления двигателем сделали изменение фаз газораспределения практически реальностью для большинства автомобилей. Но историческое обсуждение различных инженерных подходов к изменению фаз газораспределения могло бы заполнить целую энциклопедию.

В сочетании с настроенными системами впуска и выпуска система изменения фаз газораспределения может значительно увеличить крутящий момент двигателя на низких и высоких оборотах, повысить экономию топлива и снизить выбросы выхлопных газов.

С другой стороны, изменение фаз газораспределения привело к некоторым специфическим проблемам, связанным со смазкой и диагностикой двигателя.

Терминология

Переменная синхронизация «клапана», которую большинство из нас видит в наших магазинах, на самом деле является изменяемой синхронизацией «распредвала», которая улучшает крутящий момент на низких и высоких скоростях, опережая или замедляя синхронизацию распределительного вала в двигателях с одним верхним распределительным валом (SOHC).

Напротив, некоторые приложения с двойным верхним распределительным валом (DOHC) выполняют те же функции, отдельно опережая или замедляя впускной и выпускной распределительные валы.

Полностью регулируемая фаза газораспределения может быть достигнута только с помощью управляемых компьютером соленоидов для точного управления событиями открытия и закрытия впускного и выпускного клапанов. Хотя различные комбинации событий фаз газораспределения теоретически бесконечны в системе с электронным управлением, ее применение ограничено из-за проблем со стоимостью и, в некоторых случаях, с надежностью.

Справочник БЕСПЛАТНЫХ горячих линий технической поддержки…
Экспертная помощь от производителей на вашем смартфоне
kyptechline.com

Принципы работы

Эффективная синхронизация клапанов очень зависит от скоростей всасываемого воздуха, проходящего через впускные отверстия двигателя, и выхлопных газов, выходящих из выпускных отверстий двигателя. В большинстве безнаддувных двигателей впускной клапан не закрывается до тех пор, пока поршень не начнет двигаться вверх в такте сжатия. Когда всасываемый воздух движется медленно при более низких оборотах двигателя, впускной клапан должен закрываться раньше, чтобы поршень не проталкивал всасываемый воздух обратно во впускное отверстие и коллектор.

Поскольку скорость всасываемого воздуха увеличивается с частотой вращения двигателя, впускной клапан должен закрываться позже, чтобы помочь наполнить больше воздуха в цилиндре. Теоретически большинство конструкций VVT начинают изменять синхронизацию впускных клапанов, когда скорость впускного воздуха начинает резко увеличиваться при 2500–3500 об/мин. Конечно, фактическая стратегия работы PCM во многом зависит от конструкции двигателя и ограничений скорости двигателя.

Хотя синхронизация выпускных клапанов не так критична для производительности двигателя, как синхронизация впускных клапанов, теоретически она может быть увеличена для двигателей DOHC, чтобы увеличить перекрытие фаз газораспределения на более высоких оборотах двигателя, и запаздывать, чтобы уменьшить перекрытие фаз газораспределения при более низких оборотах двигателя.

Перекрытие фаз газораспределения желательно при более высоких оборотах двигателя. Одновременное удерживание впускного и выпускного клапанов открытыми, когда двигатель переходит от такта выпуска к такту впуска, позволяет двигателю использовать небольшое отрицательное давление, создаваемое выхлопными газами, выходящими из выпускного отверстия, для всасывания всасываемого заряда в цилиндр.

Но при более низких оборотах двигателя и скорости газа высокое перекрытие клапанов приводит к скачкообразным холостым оборотам из-за того, что выхлопные газы возвращаются во впускной коллектор, а также снижает компрессию двигателя при работе. Имейте также в виду, что изменение фаз газораспределения выпускных клапанов может создать эффект «EGR», который помогает снизить выбросы оксида азота (NO) в некоторых приложениях.

Конструкция выступа кулачка

Попутно полезно понять основы конструкции кулачков распределительного вала. Чтобы предотвратить чрезмерную нагрузку на клапанный механизм, кулачок кулачка должен быть спроектирован так, чтобы постепенно ускорять массу коромысла, клапана, толкателя и толкателя. Конструкция верхнего распределительного вала снижает нагрузку на клапанный механизм за счет замены этих компонентов простым толкателем кулачка.

К сожалению, для механических распределительных валов изменения зазоров клапанов вызывают небольшие изменения фаз газораспределения. Поскольку распределительные валы с гидравлической регулировкой не требуют зазора, фазы газораспределения остаются очень постоянными.

В любом случае кулачок кулачка должен быть рассчитан на постепенное замедление клапанного механизма, чтобы предотвратить отскок клапанов от седла клапана при пиковых оборотах двигателя. Хотя кулачки распределительного вала можно отшлифовать для увеличения потока воздуха за счет увеличения подъема клапана, увеличенный подъем клапана увеличивает нагрузку на клапанный механизм, а также вероятность взаимодействия поршня с клапаном.

Оборудование VVT

Изменение фаз газораспределения на ранних двигателях с одним верхним распределительным валом (SOHC) было достигнуто за счет использования «фазера» распределительного вала, состоящего из подпружиненного гидравлического поршня, прижимающего коническую ведущую шестерню к аналогичной конической ведущей шестерне, установленной на распределительном валу.

Точная синхронизация распределительного вала может быть достигнута с помощью модуля управления силовым агрегатом (PCM), который подает давление масла на поршень путем подачи импульсов на клапан управления маслом. Поскольку в поршне имеется отверстие для сброса давления масла, синхронизацию кулачка можно изменить, увеличив ширину импульса, подаваемого на клапан управления подачей масла.

Если электроника выйдет из строя, возвратная пружина фазера вернет поршень в исходное положение синхронизации.

PCM также будет контролировать положение распределительного вала, сравнивая относительные положения датчика положения распределительного вала (CMP) и датчика положения коленчатого вала (CKP). Если эти позиции не соответствуют запрограммированным данным, PCM должен установить код неисправности серии P0010 или серии P0340.

Некоторые конструкции VVT также включают отдельный датчик фаз газораспределения (VTS), чтобы обеспечить более точную обратную связь по фазам газораспределения с PCM. Хотя в большинстве современных конструкций VVT используются более компактные фазовращатели лопастного типа для регулировки фаз газораспределения, они по-прежнему используют то же базовое расположение датчиков и механизмов контроля давления масла, что позволяет управлять компьютером.

Советы по диагностике

Как вы, возможно, уже догадались, диагностика VVT очень специфична для приложения, поскольку она зависит не только от того, является ли двигатель V-образным блоком или рядным, или конфигурацией DOHC или SOHC, но также от конфигурации фазовращателя и системная электроника. Кроме того, существуют буквально десятки «глобальных» кодов неисправностей серий P0010 и P0340, не говоря уже о кодах серии P1000, зависящих от производителя, которые могут быть сохранены из-за проблемы с синхронизацией клапанов. Но, применяя основные принципы работы, можно диагностировать большинство отказов VVT независимо от конфигурации.

Очевидно, что большинство отказов VVT влияют на вакуум во впускном коллекторе и приводят к потере крутящего момента двигателя на низких или высоких оборотах. Когда распределительный вал не реагирует на положения, заданные PCM, PCM должен сохранить связанный с распределительным валом код ошибки серии P0340. В двигателях с V-образным расположением цилиндров ошибка синхронизации распредвала в одном ряду также может привести к появлению кодов пропусков зажигания серии P0300 для всех цилиндров в этом ряду.

Кроме того, помните, что фазы газораспределения и перекрытие клапанов влияют на компрессию в цилиндре. При отказе одного ряда на двигателе с V-образным блоком компрессия при проворачивании коленчатого вала должна различаться, как и числа корректировки подачи топлива между рядами. Кроме того, имейте в виду, что при повторном внедрении стальных цепей ГРМ одиночная ослабленная цепь или изношенный натяжитель или направляющая цепи на одном ряду могут замедлить синхронизацию кулачка и, возможно, повлиять на холодный запуск и ходовые качества.

Вязкость моторного масла, а также пропускная способность масляного фильтра могут определенно повлиять на способность фазовращателя распредвала контролировать фазы газораспределения, а также на срок службы масла. Использование масла, не одобренного производителем оригинального оборудования, в сочетании с масляным фильтром малой емкости может привести к образованию шлама или лакокрасочного покрытия, в результате чего фазовращатели кулачков застревают в переднем или замедленном положении. Это также может привести к тому, что масляные каналы в головке блока цилиндров, масляном регулирующем клапане и фазовращателях забьются шламом или засорятся металлической стружкой. Даже при использовании оригинальных масел или масел, одобренных оригинальными производителями, помните, что моторное масло необходимо менять через рекомендуемые интервалы времени.

И последнее, но не менее важное:многие опытные специалисты по диагностике регулярно собирают в лабораторных условиях образцы заведомо исправных сигналов датчиков CMP и CKP для будущего сравнения с сигналами, полученными аналогичной моделью с подозрением на проблемы с фазами газораспределения.