Kategorie

Jak działają zmienne fazy rozrządu? Dlaczego są stosowane?

Krzysztof Bednarz
System VTEC to jeden z najpopularniejszych systemów zmiennych faz rozrządu, stosowanych w silnikach Hondy.
Zmienne fazy rozrządu pozwalają na uzyskanie lepszych parametrów spalania, uzależniając kąt otwarcia zaworu od wielkości aktualnych obrotów silnika, czy sposobu w jaki został naciśnięty pedał przyśpieszenia. Dzięki zmiennym fazom rozrządu silnik ma zwiększyć dynamikę naszego samochodu, a jednocześnie obniżyć apetyt na paliwo. W jaki sposób realizowana jest zmiana faz rozrządu i na czym to polega?

Zmienne fazy rozrządu

Fazy rozrządu, są to momenty otwarcia i zamknięcia zaworów w stosunku do położenia wału korbowego. Moment otwarcia (lub zamknięcia) zaworu jest określany kątem położenia wału korbowego przed górnym martwym lub dolnym martwym położeniem tłoka. Zadane kąty otwarcia i zamknięcia zaworów mają wpływ na ilość zassanej mieszanki do cylindra, poprawną kompresję, a następnie sprawne opróżnienie cylindra ze spalin. W skrócie, jeżeli tłok zbliża się do górnego martwego położenia (czyli wał jest na kilka stopni przed GMP danego tłoka), zawór ssący jest otwierany. Kiedy tłok rozpoczął już ruch w dół cylindra, następuje zamknięcie zaworu wydechowego (następuje to kilka stopni po GMP tłoka). Kiedy tłok zassie mieszankę, znajdzie się w dolnym martwym położeniu (DMP) i rozpoczyna ruch w górę.

Zobacz galerię: Najmniej awaryjne 10-letnie auta

Wtedy następuje zamknięcie zaworu ssącego. Wykorbienie wału korbowego jest wtedy w pozycji np. 35st. od dolnego martwego położenia danego tłoka. Mieszanka jest sprężana. Później następuje zapłon i suw pracy, a zanim tłok osiągnie DMP (czyli wał jest na pewien kąt przed dolnym martwym położeniem tego tłoka), zawór wylotowy jest otwierany i już przygotowany do opróżnienia cylindra ze spalin. To oczywiście opis standardowego silnika benzynowego, w którym wtrysk paliwa jest realizowany przed cylindrem, a wałek rozrządu jest napędzany paskiem zębatym lub łańcuchem z wału korbowego w stosunku (na jeden obrót wałka rozrządu przypadają dwa obroty wału korbowego). Wpływ na kąty otwarcia i zamknięcia poszczególnych zaworów ma jedynie profil krzywek wałka rozrządu oraz poprawnie zamontowany pasek (łańcuch) rozrządu.

Zobacz też: Układ olejenia w silniku – jak to działa?

Po co w silniku zmienne fazy rozrządu?

W powyższym opisie zauważymy, że są momenty, w których zarówno zawór dolotowy i wylotowy jest otwarty. To tak zwany moment przekrycia. Takie ustawienie zaworów polepsza parametry pracy silnika przy wysokich obrotach, jednak powoduje straty w zakresie niższych obrotów. Dlatego producenci samochodów szukali możliwości rozdzielenia bezpośredniej zależności faz rozrządu od położenia wału korbowego i kształtu krzywek wałka rozrządu. W układzie rozrządu pojawiły się działające na kilka sposobów regulatory.

Polecamy: Podatki 2015 - komplet

Dzięki możliwości regulacji faz rozrządu podniesiono moment obrotowy silnika, uzyskiwano bardziej płaski przebieg momentu, czy obniżano zużycie paliwa. Zmienne fazy rozrządu przyczyniły się wstępnie także do obniżenia ilości tlenków azotu w spalinach. Dzięki dłuższemu otwarciu zaworu wydechowego w zakresie niskich obrotów, pewna ilość spalin wraca do cylindra, co powoduje dopalenie NOx (to tak zwana wewnętrzna recyrkulacja spalin).

Zobacz też: Czy istnieją silniki pięciosuwowe?

Jakie rozwiązania stosują producenci?

W okresie drugiej połowy lat osiemdziesiątych oraz w latach dziewięćdziesiątych producenci skupili się na zmianie faz rozrządu poprzez regulatory położenia wałka. W takich rozwiązaniach prędkość obrotowa koła zębatego regulatora jest ściśle zależna od prędkości wału korbowego. Natomiast sam wariator, w zależności od rozwiązania, może nieco przyśpieszyć lub opóźnić wałek rozrządu (czyli obrócić go o kilka stopni powodując wcześniejsze lub późniejsze otwarcie zaworu). Jest to możliwe, ponieważ wałek jest połączony z wariatorem piastą. Jej przesunięcie jest regulowane hydraulicznie - do wariatora doprowadzany jest olej. Sterowanie przesunięcia kątowego wałka jest zależne od sygnałów czujników położenia przepustnicy i obciążenia chwilowego silnika. Wariatory różnej konstrukcji używane były m.in. w samochodach grupy Fiat, Volkswagena, czy Toyoty.

Zobacz też: Jak stosować pierścienie dystansowe?

Na rynku pojawiały się również konstrukcje, w których wałek rozrządu był przesuwany wzdłuż swojej osi. Zmiana kąta otwarcia zaworu była realizowana poprzez krzywkę o zmiennym przekroju o kształcie stożkowym. Inaczej do tematu zmiennych faz rozrządu podeszła Honda. W swoim systemie VTEC zastosowała układ dźwigienek, które współpracowały z krzywkami wałka rozrządu i oddziaływały na popychacze zaworów. Sam wałek pracował, jak w standardowym silniku, natomiast, wznios dźwigienek był zmienny i wpływał na opóźnienie lub przyśpieszenie kąta otwarcia zaworów.

Bezstopniowa zmiana faz rozrządu

Rozwiązania z lat osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych cechowały się stopniową regulacją faz rozrządu. Mogła to być m.in. dwu- lub czterostopniowa zmiana. Przykładowo wałek był przesuwany do ustalonej konstrukcyjnie pozycji w zakresie średnich obrotów silnika i powracać do pozycji wyjściowej gdy silnik osiągał pełną moc. Jednak obecnie rozwijane są przede wszystkim systemy, które mogą regulować pracą rozrządu w sposób ciągły. Producenci skupili się obecnie na regulacji za pomocą dźwigienek oraz zmodyfikowanej konstrukcji popychaczy.

Zobacz też: Kiedy powinniśmy zrobić kontrolę geometrii zawieszenia?

Regulacji podlega nie tylko kąt otwarcia zaworów, ale także jego wznios. Natomiast przyszłością w dziedzinie regulacji fazami rozrządu są rozwiązania, które nie wymagają stosowania wałków rozrządu do sterowania zaworami.

Źródło: INFOR
Czy ten artykuł był przydatny?
tak
nie
Dziękujemy za powiadomienie
Jeśli nie znalazłeś odpowiedzi na swoje pytania w tym artykule, powiedz jak możemy to poprawić.
UWAGA: Ten formularz nie służy wysyłaniu zgłoszeń . Wykorzystamy go aby poprawić artykuł.
Jeśli masz dodatkowe pytania prosimy o kontakt

Komentarze(0)

Uwaga, Twój komentarz może pojawić się z opóźnieniem do 10 minut. Zanim dodasz komentarz -zapoznaj się z zasadami komentowania artykułów.
    QR Code

    © Materiał chroniony prawem autorskim - wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu za zgodą wydawcy INFOR PL S.A.

    Moto
    1 sty 2000
    21 cze 2021
    Zakres dat:
    Zapisz się na newsletter
    Zobacz przykładowy newsletter
    Zapisz się
    Wpisz poprawny e-mail

    Audi RS e-tron GT: w 3,2 sek. do setki w elektryku! Pierwsza jazda.

    Audi e-tron GT choć jest elektryczny, powstaje w tej samej fabryce co R8. Choć nie emituje spalin, generuje potężną ilość emocji.

    Zastaw rejestrowy na pojeździe. Czym jest i kiedy jest wpisywany?

    Zastaw rejestrowy na pojeździe. Czyli dziś opowiemy o tym, czemu pojawia się taka adnotacja w dokumentach pojazdu i jak się jej pozbyć.

    Nadanie nowego numeru VIN. Na czym polega?

    Nadanie nowego numeru VIN może być konieczne po poważnej modyfikacji pojazdu. jak przeprowadzić procedurę zgodnie z przepisami?

    Wydanie dowodu rejestracyjnego zatrzymanego przez Policje

    Wydanie dowodu rejestracyjnego zatrzymanego przez Policje. Czyli jak odzyskać dokumenty pojazdu po kontroli funkcjonariuszy?

    Status PKK: nieprawidłowe dane. Co to oznacza?

    Status PKK: nieprawidłowe dane. Co oznacza taki komunikat pojawiający się w systemie info-car.pl? Kandydat na kierowcę nie ma się co martwić.

    Mitsubishi L200 po tuningu. Po fabrycznym tuningu!

    Mitsubishi L200 świetnie radzi sobie w terenie. Ma jednak pewną słabość. 150 koni to niezbyt dużo. Na szczęście Japończycy mogą coś na to poradzić.

    Zdjęcie samochodu z rejestracją nie narusza RODO

    Zdjęcie samochodu z rejestracją spokojnie można publikować. Powód? Numer rejestracyjny pojazdu nie stanowi danych osobowych.

    Cupra Ateca [TEST]: w 4,9 sek. do setki w... rodzinnym SUV-ie

    Cupra Ateca choć ma typowo rodzinne ubranie, oferuje kierowcy aż 300 koni. Czy takie połączenie sprawdza się na drodze?

    Jak sprawdzić numer PKK? Kierowcę czeka wizyta w urzędzie...

    Jak sprawdzić numer PKK? Niestety, ale ustawodawca nie przewidział możliwości sprawdzenia online. To oznacza, że kierowca musi zawitać w urzędzie.

    Wniosek o dokonanie adnotacji w dowodzie rejestracyjnym

    Wniosek o dokonanie adnotacji w dowodzie rejestracyjnym: jak wygląda, jakie dokumenty do niego dołączyć i ile kosztuje załatwienie sprawy?

    Ile czasu jest ważny numer PKK?

    Ile czasu jest ważny numer PKK? To pytanie, które mogą zadać kandydaci na kierowców. A więc? Postaramy się odpowiedzieć na nie w naszym materiale.

    Fabryczny gaz nie wbity w dowód. Co to oznacza?

    Fabryczny gaz nie wbity w dowód tworzy poważny problem dla kierowcy. Powód? Samochód nie przejdzie przeglądu technicznego!

    Nowy Lexus NX. Wygląda jak stary, ale jest nowy i ma plug-ina

    Nowy Lexus NX został oficjalnie zaprezentowany. Druga odsłona SUV-a segmentu D zdaniem producenta otrzymała aż 95 proc. nowych komponentów.

    Jak założyć PKK przez internet?

    Jak założyć PKK przez internet? Wystarczy że kandydat na kierowcę odwiedzi rządową stronę i po wypełnieniu zatwierdzi wniosek profilem zaufanym.

    Jak usunąć wpis taxi z dowodu? Czy się da?

    Jak usunąć wpis taxi z dowodu rejestracyjnego pojazdu? No i tu pojawia się pewien problem. Bo przepisy mówią nie o usunięciu, a raczej wykreśleniu.

    Gaz nie wbity w dowód: jak zalegalizować LPG w aucie?

    Gaz nie wbity w dowód? Jak zalegalizować obecność instalacji LPG w aucie? Błąd podczas montażu będzie kosztować kierowcę trochę... czasu!

    Mandat za brak wbitego haka. Ile wynosi?

    Mandat za brak wbitego haka: czy policjant może ukarać kierowcę grzywną? Jakie jeszcze konsekwencje oznacza brak haka w dowodzie rejestracyjnym?

    Test: Skoda Octavia Plug-in - nie świetna, ale zaskakująco dobra!

    Skoda Octavia plug-in nie jest idealna. Mimo wszystko test zakończyłem z uśmiechem na twarzy. Powód? Nie tylko hybrydy z Japonii są oszczędne!

    Volkswagen Polo 2021: częściowa autonomia jazdy to nowość!

    Volkswagen Polo 2021 jest oferowany z systemem IQ.Drive Travel Assist. Częściowa autonomia jazdy jest nowością w segmencie B.

    Samochód elektryczny: cena może czynić cuda?

    Samochód elektryczny: cena może sprawić, że elektryka kupiłby każdy Polak. Jaka jednak musiałaby być ta cena? Taka sama jak w spalinowcach.

    Zgłoszenie nabycia pojazdu: gdzie złożyć wniosek? W miejscu...

    Zgłoszenie nabycia pojazdu: gdzie złożyć wniosek? Ministerstwo Infrastruktury nie ma wątpliwości - zgłoszenie składa się w miejscu zamieszkania.

    Dożywotni zakaz prowadzenia pojazdów jest legalny?

    Dożywotni zakaz prowadzenia pojazdów jest legalny? Do Trybunały Konstytucyjnego wpłynęła właśnie skarga. Jaka będzie decyzja?

    Jak wygląda rejestracja nowego samochodu z salonu 2021?

    Jak wygląda rejestracja nowego samochodu z salonu w 2021 roku? Teraz salon dealerski może zarejestrować pojazd online. Jak wygląda procedura?

    Opel Astra 2022. Tak będzie wyglądać Astra L!

    Opel Astra 2022 pokazuje pierwsze szczegóły stylistyczne. Co zwraca uwagę? Astra L otrzyma przedni pas w stylu nowej Mokki i wirtualny kokpit.

    Zasady korzystania z hulajnogi elektrycznej

    Zasady korzystania z hulajnogi elektrycznej. Czyli dziś opowiemy o tym, o czym po 20 maja 2021 roku muszą pamiętać kierowcy tego typu pojazdów.