Качество работы мотора - его КПД, мощность, крутящий момент и экономичность зависят от многих обстоятельств, в том числе и от фаз газораспределения, другими словами от своевременности открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов. В обычном четырёхтактном двигателе внутреннего сгорания клапаны приводятся в действие кулачками распределительного вала. Профиль этих кулачков определяет момент и продолжительность открытия (другими словами ширину фаз), также величину хода клапанов.

В большинстве современных движков фазы изменяться не могут. И работа таких движков не отличается высокой эффективностью. Дело в том, что характер поведения газов (горючей смеси и выхлопа) в цилиндре, также во впускном и выпускном трактах меняется зависимо от режимов работы мотора. Постоянно изменяется скорость течения, возникают различного рода колебания упругой газовой среды, которые приводят к полезным резонансным или, напротив, паразитным застойным явлениям. Из-за этого скорость и эффективность наполнения цилиндров при различных режимах работы мотора 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 сходу). Почему? Потому Что так удаётся исключить заброс выхлопных газов во впускной коллектор и выброс части горючей смеси в выхлопную трубу.

При работе на большей мощности ситуация очень меняется. С повышением оборотов время открытия клапанов закономерно сокращается, но для обеспечения огромных крутящего момента и мощности через цилиндры необходимо прогнать куда больший объём газов, нежели на холостом ходу. Как решить так непростую задачу? Открывать клапаны чуть раньше и увеличивать продолжительность их открытия, другими словами, сделать фазы очень широкими. При всем этом для лучшей продувки цилиндров фазу перекрытия обычно делают тем шире, чем выше обороты.

Так что при разработке и доводке движков конструкторам приходится увязывать ряд взаимоисключающих требований и идти на сложные компромиссы. Посудите сами. С одними и теми же фиксированными фазами движок должен обладать неплохой тягой на низких и средних оборотах, применимой мощностью - на огромных. И плюс ко всему размеренно работать на холостом ходу, быть очень экономичным и экологичным. Вот так задачка!

Но конструкторы такие задачи уже давно щёлкают семечки и способны при помощи сдвига и конфигурации ширины фаз газораспределения поменять характеристики мотора до неузнаваемости. Поднять момент? Пожалуйста. Повысить мощность? Не вопрос. Снизить расход? Не неувязка. Правда, тотчас выходит так, что при улучшении одних черт приходится жертвовать другими. А что если научить газораспределительный механизм подстраиваться под различные режимы работы мотора? Просто. Благо способов для этого придумана масса. Какой-то из их - применение фазовращателя - специальной муфты, которая способна под действием управляющей электроники и гидравлики поворачивать распределительный вал на определённый угол относительно его исходного положения. Более 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 огромных оборотах.

Но неуёмные инженеры не тормознули на этом и разработали ряд систем, способных не только двигать фазы, ну и расшрять или сужать их. Зависимо от конструкции это может достигаться несколькими способами. К , в тойотовской системе VVTL-i после достижении определённых оборотов (6000 об/мин) вместо обыденного кулачка в работу начинает вступать дополнительный - с изменённым профилем. Профиль этого кулачка задаёт другой закон движения клапана, более широкие фазы и, кстати, обеспечивает больший ход. При раскрутке коленчатого вала до больших оборотов (около 8500 об/мин) на частоте вращения в 6000-6500 об/мин у мотора будто бы раскрывается 2-ое дыхание, которое способно придать автомобилю резкий и мощный подхват при ускорении.
Изменять момент и продолжительность открытия - это замечательно. А что если испытать изменять высоту подъёма? Ведь такой подход позволяет избавиться от дроссельной заслонки и переложить процесс управления режимами работы движком на газораспределительный механизм (ГРМ).

Чем вредна заслонка? Она ухудшает наполнение цилиндров на низких и средних оборотах. Ведь во впускном тракте под прикрытым дросселем при работе мотора создаётся сильное разрежение. К чему оно приводит? К большой инертности разреженной газовой среды (топливовоздушной смеси), ухудшению характеристики наполнения цилиндра свежим зарядом, снижению отдачи и уменьшению скорости отклика на нажатие педали газа.
Поэтому идеальным вариантом было бы открывать впускной клапан на , необходимое для награды подходящего наполнения цилиндра горючей смесью. Ответ инженеров - механическая система управления подъёмом впускных клапанов. В таких системах высота подъёма и, соответственно, продолжительность фазы впуска изменяются зависимо от нажатия на педаль . По разным данным, экономия от внедрения системы бездроссельного управления может составлять от 8% до 15%, прирост мощности и момента в границах 5-15 %. Ну И это не последнй предел.
Несмотря на то что количество и размеры клапанов приблизились к очень возможным, эффективность наполнения и очищения цилиндров можно сделать ещё выше. За счёт чего? За счёт скорости открытия клапанов. Правда, механический привод здесь сдаёт позиции электронному.
В чём ещё плюс электронного привода? В том, что закон (ускорение в каждый момент времени) подъёма клапана можно довести до образца, а продолжительность открытия клапанов позволяется поменять в очень широких границах. Электроника согласно прописанной программе периодически ненужные клапаны может не открывать, а цилиндры отключать совершенно. Зачем? В целях экономии, например, на холостом ходу, при движении в установившемся режиме или при торможении движком. Да что режимы - прямо во время работы электронный ГРМ способен перевоплотить обыденный четырёхтактный мотор в шеститактный. Интересно, скоро ли появятся такие системы на конвейере?
Пожалуй, дальнейшее увеличение эффективности работы мотора за счёт ГРМ уже нереально. Выжать ещё больше мощности и момента с того же объёма при меньшем расходе можно будет с применением других средств. К , комбинированного наддува или конструкций, изменяющих степень сжатия, других видов горю. Но это - у совсем другой разговор. //at.amobil.ru
ремонт автомобиля