Изменяемые фазы газораспределения (VVT) — это система изменения открытия клапанов двигателя внутреннего сгорания . Это позволяет двигателю выдавать высокую мощность, но также работать послушно и эффективно на низкой мощности. [1] Существует много систем VVT, которые включают изменение относительной синхронизации, продолжительности или открытия впускных и выпускных клапанов двигателя.
Одна из первых практических систем VVT использовала вариатор для изменения фазы [примечание 1] распределительного вала и клапанов. Эта простая система не может изменить продолжительность открытия клапана или его подъем. [примечание 2] Более поздние системы VVT, такие как винтовой распределительный вал или подвижные системы опоры, также могли изменять эти факторы. Несмотря на это ограничение, вариатор является относительно простым устройством для добавления к существующему двигателю, и поэтому они остаются в эксплуатации и сегодня.
Поскольку преимущество вариатора основано на изменении относительной синхронизации между впуском и выпуском, вариаторные системы применяются только в двигателях с двумя верхними распредвалами . Система вариатора, которая перемещает один распредвал как для впуска, так и для выпуска, была бы возможна, но не имела бы никакого преимущества в производительности.
Alfa Romeo была первым производителем, использовавшим систему изменения фаз газораспределения в серийных автомобилях (патент США 4,231,330). Alfa Romeo Spider 2.0 L 1980 года выпуска имела механическую систему VVT в автомобилях с впрыском топлива SPICA, продаваемых в США. Позже она также использовалась в моделях Alfetta 2.0 Quadrifoglio Oro 1983 года, а также в других автомобилях. Эта технология происходит от работы, проделанной в 1970-х годах инженером Alfa Romeo Джампаоло Гарсеа, и на итальянском языке это устройство называется variatore di fase . [2] Двигатель Alfa Romeo Twin Spark , представленный в 1987 году в Alfa Romeo 75 , также использует систему изменения фаз газораспределения. [3] [4]
Система Alfa изменяет фазу (а не продолжительность) фаз газораспределения и воздействует на впускной распределительный вал. [5]
Вариатор Alfa Romeo представляет собой цилиндрическую камеру, которая содержит камеру давления и поршень вместе с винтовыми шлицами. Давление моторного масла перемещает внутренний поршень, который слегка вращается из-за винтовых шлицов и продвигает фазу впускного клапана на 25 градусов. Поток масла в вариатор контролируется электромагнитным клапаном . Когда частота вращения двигателя достигает определенной скорости, обычно 1500-2000 об/мин в применении Twin Spark , соленоид активируется, заставляя сжатое масло направляться через впускной распредвал в вариатор. Положение впускного распредвала продвигается на 25 градусов, тем самым увеличивая перекрытие клапанов. Он остается в этом опереженном состоянии примерно до 5000 об/мин, когда соленоид отключается, и поршень вариатора возвращает фазы газораспределения в естественное состояние. Изменяемая фаза газораспределения увеличивает гибкость двигателя в среднем диапазоне и снижает выбросы. Точные точки переключения зависят от версии. Примечательно, что эта относительно ранняя система имеет только две настройки: неизмененная и полностью опережающая. [ необходима ссылка ]
Volkswagen использует вариаторную систему с двумя вариаторами, по одному на каждый распредвал. Как и система Alfa Romeo, это электрически управляемые гидравлические блоки, установленные в шкиве ремня ГРМ распредвала. [11] Эти системы устанавливаются на двигатели Volkswagen VR5 и VR6 , а также на двигатели W8 и W12 . Многорядные двигатели W имеют в общей сложности четыре вариатора, по одному на каждый распредвал.
Вариатор Volkswagen называют «рифленым вариатором» из-за формы гидравлических компонентов. В отличие от системы Alfa Romeo с ее винтовыми шлицами и непрямым приведением в действие, [примечание 3] система Volkswagen имеет прямое вращательное действие. Внутренние компоненты вариатора напоминают лопастное колесо внутри свободного корпуса, так что оно может свободно перемещаться на несколько градусов из стороны в сторону. Прикладывая гидравлическое давление к одной стороне этих лопастей, достигается фазовый сдвиг. [11] Гидравлическая жидкость — это моторное масло, управляемое электромагнитным клапаном, установленным на головке блока цилиндров и управляемым ЭБУ . Датчик Холла также контролирует положение распределительного вала.