Význam časování ventilů. Jak přesně ovlivňují kompresi motoru?

Mechanismus distribuce plynu (GRM) slouží k zajištění včasného přívodu vzduchu nebo hořlavé směsi do válců motoru (podle typu motoru) a odvodu výfukových plynů z válců. Pojďme přijít na to, proč je nutné měnit fáze časování.

Všechny provozní režimy motoru mají své vlastní optimální hodnoty pro dobu otevírání a zavírání ventilů. Díky automatickému řízení mechanismu distribuce plynu je možné zvýšit výkon a točivý moment téměř ve všech provozních režimech motoru a snížit toxicitu výfukových plynů bez použití jiných konstrukčních řešení.

Systém variabilního časování ventilů tedy slouží k jejich optimalizaci při chodu motoru na volnoběh, maximální výkon a maximální točivý moment a k zajištění recirkulace výfukových plynů.

Moderní automobily používají systém pro automatickou změnu časových fází a také systém vypínání válců pro snížení spotřeby paliva a snížení toxicity v režimu částečného zatížení motoru. Podívejme se na hlavní typy takových systémů.

Způsoby změny časování ventilů lze klasifikovat podle nastavitelných parametrů časování:

• otáčení vačkového hřídele;
• použití vaček s různými profily;
• změna výšky zdvihu ventilu.

Nejběžnějším systémem je systém, který mění fáze otáčením vačkového hřídele, který se používá u vozů následujících značek:

• BMW: VANOS (Double VANOS);
• Toyota: VVT-i (Dual VVT-i), variabilní časování ventilů s inteligencí;
• Volkswagen: VVT, variabilní časování ventilů;
• Honda: VTC, variabilní řízení časování;
• Hyundai, KIA, Volvo, General Motors: CVVT, plynulé variabilní časování ventilů;
• Renault: VCP, proměnné fáze vačky.

Na příkladu vozů VAG (Volkswagen Audi Group) můžeme uvažovat o běžném rozvodovém systému VVT s hydraulicky ovládanými spojkami, jednou umístěnou na každém vačkovém hřídeli motoru.

Spojky jsou hydraulická zařízení připojená k systému mazání motoru. Řízení provádí řídicí jednotka motoru na základě údajů o otáčkách klikového hřídele, zatížení, teplotě a dalších parametrech. Olej ze systému mazání motoru proudí kanály ve skříni rozvodu a vačkových hřídelích do hydraulicky ovládaných spojek, které roztáčí vačkové hřídele podle příkazů z řídicí jednotky.

Existují také systémy pro změnu fází časování, jejichž činnost je založena na použití vaček různých tvarů, díky nimž je dosaženo skokové změny délky otevření a výšky zdvihu ventilu. Tyto systémy se používají na následujících vozidlech:

• Honda: VTEC, variabilní časování ventilů a elektronické ovládání zdvihu;
• Toyota: VVTL-i, variabilní časování ventilů a zdvih s inteligencí;
• Mitsubishi: MIVEC, Mitsubishi Inovativní elektronické ovládání časování ventilů;
• Audi: Systém ventilového zdvihu.

Tyto systémy mají v zásadě podobný design a principy fungování, což lze uvažovat na příkladu VTEC.

Vačkový hřídel má dvě malé a jednu velkou vačku na každé dva ventily. Během chodu motoru při nízkých otáčkách působí malé vačky na dvojici sacích ventilů přes nízkootáčkový motor prostřednictvím příslušných vahadel. Velká vačka posouvá volné vahadlo naprázdno. Ventily mají minimální výšku zdvihu a fáze časování se vyznačují krátkou dobou trvání.

Řídicí systém s hydraulicky poháněným blokovacím mechanismem umožňuje postupné přepínání z jednoho provozního režimu do druhého, když klikový hřídel motoru dosáhne určité rychlosti otáčení. Vahadla malé a velké vačky jsou spojena pomocí pojistného čepu do jednoho celku a poté je tato síla přenášena na sací ventily z velké vačky vačkového hřídele. To zvyšuje zdvih ventilů a časování ventilů.

Nevýhodou takového systému je postupný přechod z jednoho režimu do druhého a strukturální složitost implementace blokovacího procesu.

V současnosti nejpokročilejší konstrukce rozvodového systému je založena na nastavení výšky zdvihu ventilů. Průkopníkem v tomto směru je BMW, které navrhlo vývoj Valvetronic. Podobný princip je implementován v jiných systémech:

• Toyota: Valvematic;
• Nissan: VEL, systém proměnných událostí a zdvihů ventilů;
• FIAT: MultiAir;
• Peugeot: VTI, variabilní ventil a časování vstřikování.

Systém Valvetronic je instalován pouze na sacích ventilech. Zdvih ventilu se mění pomocí složitého kinematického diagramu. Excentrický hřídel 9 je poháněn elektromotorem 1 přes šnekové kolo 2. Otáčením excentrického hřídele 9 se mění poloha mezilehlé páky 10, která zase nastavuje určitý pohyb vahadla 11 a odpovídající pohyb. ventilu 16. Výška zdvihu ventilu se plynule mění v závislosti na provozních režimech motoru. Tento systém umožňuje vyhnout se použití škrticí klapky v některých provozních režimech motoru.

Časový systém je spolehlivý a majitelům aut obvykle nedělá problémy. Existují však přísné požadavky na kvalitu a životnost motorového oleje, protože řízení pohonu je hydraulické. Nejsou povoleny žádné nečistoty nebo cizí částice; musí být přísně dodržovány požadavky na viskozitu a předpisy pro výměnu oleje.

Promluvme si o některých známých poruchách rozvodového systému. Například u Renaultu Megane III (po roce 2008, motor 4 l K4M/F830R 1,6) je po studeném startu často slyšet klepání z horní části motoru. Nejčastější příčina tohoto onemocnění spočívá v pohonu rozvodového systému, konkrétně spojky vačkového hřídele sání. Pro odstranění poruchy je nutná výměna pohonu systému změny fáze a povinná aktualizace softwaru elektronické řídicí jednotky motoru.

Na Mazdě CX-7 (vyrobené po roce 2007 s 3litrovým motorem L2,3 Turbo) se vyskytuje podobná závada: nadměrný hluk z pohonu rozvodového systému, zejména při startování studeného motoru. Hlavním důvodem je neúplné zapojení pojistného čepu pohonu systému variabilního časování ventilů. Postup při odstraňování problémů je následující:

1. Nainstalujte upravený pohon systému variabilního časování ventilů.
2. Vyměňte motorový olej.
3. Nastartujte motor a nechte jej běžet na volnoběh alespoň 5 minut.
4. Zkontrolujte těsnost vysokotlakého palivového čerpadla.
5. Vypněte zapalování.
6. Počkejte, dokud teplota chladicí kapaliny neklesne.
7. Vyměňte motorový olej a olejový filtr.

KIA Rio (modelový rok 2005-2011, 4litrový motor G1,6ED) se občas potýká s nepříjemnými problémy: nestabilní volnoběh, zhoršení výkonu motoru. Důvod je podobný: porucha pohonu rozvodového systému, konkrétně spojky vačkového hřídele výfuku. Řešení je následující:

1. Zkontrolujte činnost pohonu systému časování.
2. Zkontrolujte odpor pohonu systému časování ventilů. Nominální odpor: 6,7-7,9 ohmů.
3. V případě potřeby vyměňte.