КУЛАЧОК, ПОДВИНЬСЯ!
КУЛАЧОК, ПОДВИНЬСЯ!
БОГАТОЕ Наследие
Оказывается, мысль сдвига фаз зависимо от характеристик работы бензинового двигателя практически так же стара, как он сам. 1-ый патент на схожее устройство получил Самуэль Хальтенбергер еще в сентябре 1918 года - более 85 годов назад. Правда, конструктор предназначал это изобретение не авто, а авиационному мотору, а управлял им... на самом деле, барометр. По мере подъема самолета в более разреженные слои атмосферы диафрагма под воздействием пружины выгибалась наружу и сдвигала специальную муфту с косо нарезанными зубьями. Ответные зубья были на кулачковом валу, который поворачивался относительно собственной ведущей шестерни. В итоге на высоте сохранялось не плохое заполнение цилиндров консистенцией, а мощность мотора практически не падала.
Самое необычное в этой седоватый истории, что механизм работы механизма оставался постоянным на долгие десятилетия, прямо до конца ХХ века. Конкретно такую муфту установили на кулачковом валу мотора "Альфа-Ромео" в 1983 году. Смещал ее особый поршень под воздействием давления масла.
Подобные устройства стояли на "фордах", "ягуарах", других автомобилях. Количество патентов достигнуло 900.
Логично: конструкторы издавна сообразили, что при помощи механизма сдвига фаз можно приметно сберегать горючее, обеспечив наилучшее заполнение цилиндра горючей консистенцией на любом режиме и при хоть какой температуре. Естественно, удельный расход горючего в граммах на киловатт-час произведенной энергии (см. диаграмму) изменяется не "в разы", но эффект приметен. Не считая того, чище становится выброс, но самое главное - приметно улучшается черта вращающего момента "на низах".
НОВЫЙ СДВИГ
Устройство Хальтенбергера имеет два суровых недочета. Во-1-х, удлиняет движок, что при сегодняшней плотной сборке моторного отдела очень неловко. Во-2-х, чтоб достигнуть наилучших характеристик, необходимо сдвигать фазы плавненько - бесступенчато, чутко подстраиваясь к работе мотора. Как досадно бы это не звучало, механизм с косозубой муфтой верно работает только в 2-ух последних положениях. Вобщем, бывают исключения, к примеру VANOS у БМВ.
Сейчас на движках с регулируемыми фазами снутри ведущей звездочки на кулачковом валу располагают типичный гидромотор с практически плоским ротором. Масло, попадая в камеры этого мотора через электрические клапаны, поворачивает ротор на тот либо другой угол, сдвигая связанный с ним кулачковый вал. Таковой механизм, обычно, именуют VaneCAM.
Механизм комфортен к тому же тем, что представляет собой функционально законченный узел, который можно сделать раздельно на спец предприятии. Установка на движок просит малых доработок. Очевидно, нужны управляющая гидравлика и электроника.
Сейчас с фазами "играют" фактически все ведущие мировые производители, притом даже на "малобюджетных" моделях. К примеру, на 1,6-литровом моторе К4М нового " Рено Меган" установлен бесступенчатый VaneCAM, сдвигающий кулачковый вал в границах 22,5°. Отдельную "гидростанцию" не ставили, давление обеспечивает штатный масляный насос. Управляют этим "хозяйством" электрические "мозги", оценивающие скорость вращения коленчатого вала, нагрузку и температуру мотора, задающие угол установки кулачков впускных клапанов. В итоге выигрыш в мощности составил 3 кВт, в вращающем моменте - 8%. Важнее, но, что 90% от наибольшего вращающего момента движок выдает в спектре от 2000 до 5750 об/мин. Переключать передачи можно пореже, а разгоняться быстрее. Vane-CAM позволил сделать в коробке дополнительную повышающую ступень, что понизило расход горючего до 6,8 л/100 км.
ВЕЧНОЕ ДВИЖЕНИЕ
Конструкторы БМВ сделали последующий шаг, научившись регулировать не только лишь фазы, да и высоту подъема клапанов и избавившись от дроссельной заслонки, съедавшей значительную долю мощности.
Пока этого достигнули при помощи хитроумной и суперточной механики, но в перспективе - управление клапанами совсем без кулачковых валов при помощи электромагнитов. Необходимо только подождать, когда появятся дешевые массивные стартер-генераторы для бортовой сети напряжением 42 В, по другому не обеспечить обмотки соленоидов подходящей электронной мощностью. Зато компьютер сумеет задать хоть какой сдвиг по фазе, отключить хоть какой цилиндр и вообщем получит над мотором практически безраздельную власть.
Механизм Double VANOS (по-немецки - Doppel VANOS) управляет не только лишь впускными, да и выпускными клапанами.
Чертеж Самуэля Хальтенбергера к патенту № DE368775.
VaneCAM на движке "Рено-К4М" и во связи с остальными узлами.