Современные двигатели считаются инженерным чудом, которое достигает большего с меньшими затратами. Одной из технологий, позволивших это, является система изменения фаз газораспределения (VVT). Умная система способна в реальном времени менять характер работы двигателя, чтобы он оставался экономичным в повседневной эксплуатации и при этом мог выдавать высокую мощность по требованию. Мы рассмотрим, как VVT удается достичь этого превосходного сочетания.
Что такое система изменения фаз газораспределения и как она работает
По сути, двигатель представляет собой насос, перекачивающий воздух. Он вбирает воздух и топливо, а затем выпускает отработанные газы. Этот процесс дыхания регулируется клапанами в головке цилиндров, которые выполняют функцию заслонок. Моменты их открытия и закрытия имеют решающее значение.
В стандартных двигателях эти моменты работы клапанов заранее определены. Их задаёт распределительный вал, и изменить их невозможно. Это компромисс — конструкция, эффективная на высоких оборотах двигателя, оказывается неэффективной на низких, и наоборот.
Система изменения фаз газораспределения устраняет этот компромисс. Система динамически регулирует взаимосвязь между коленчатым и распределительным валами с помощью сложного гидравлического или электронного привода. Проще говоря, она может ускорять или замедлять открытие и закрытие клапанов во время работы двигателя. Это позволяет бортовому компьютеру двигателя постоянно корректировать работу клапанов в соответствии с текущими условиями вождения, обеспечивая максимально эффективное функционирование двигателя.
Преимущества VVT в плане расхода топлива при повседневной эксплуатации
Большинство водителей отмечают наибольший эффект в виде повышения эффективности расхода топлива, особенно в режиме движения по городу с частыми остановками. VVT играет важную роль несколькими способами.
Система VVT способна максимизировать перекрытие клапанов при низких оборотах двигателя, например, на холостом ходу или при плавном ускорении. Это кратковременный интервал, в течение которого впускные и выпускные клапаны открыты одновременно. Благодаря точной регулировке этого перекрытия двигатель может минимизировать насосные потери — энергию, расходуемую на втягивание воздуха в цилиндр. Это позволяет двигателю работать с меньшими усилиями, непосредственно экономя топливо.
Кроме того, оптимизация фаз газораспределения обеспечивает высокую стабильность процесса сгорания на низких оборотах. Это даёт возможность инженерам применять более агрессивные методы, такие как работа на обеднённой воздушно-топливной смеси при малых нагрузках, что дополнительно повышает эффективность расхода топлива. Система VVT обеспечивает тщательный контроль над процессом сгорания, гарантируя, что двигатель вбирает только необходимое количество воздуха в каждый конкретный момент, что сводит к минимуму потери воздуха и позволяет максимально эффективно использовать топливо.
Прирост производительности: как система VVT оптимизирует мощность в диапазоне оборотов
Хотя система экономична на низких скоростях, VVT действительно позволяет двигателю раскрыть свой потенциал тогда, когда это необходимо. Она решает традиционную проблему производительности — как обеспечить высокий крутящий момент на высоких оборотах и большую мощность при тех же оборотах одним и тем же двигателем.
На высоких оборотах двигатель должен совершать глубокие и быстрые вдохи. В этом случае VVT может регулировать время открытия и закрытия впускных клапанов. Это позволяет увеличить количество воздуха и топлива, поступающих в цилиндры на высоких оборотах, что называется объёмным КПД. Результатом становится значительное увеличение мощности на высоких оборотах, что позволяет двигателю легче раскручиваться и выдавать больше мощности.
С другой стороны, для получения высокой отдачи на низких и средних оборотах система использует регулировку фаз газораспределения для максимизации крутящего момента. Это также улучшает завихрение воздушно-топливной смеси за счёт точной настройки моментов открытия и закрытия клапанов на низких оборотах двигателя, обеспечивая более полное сгорание в тот момент, когда водитель отпускает педаль акселератора. Это устраняет характерные провалы или задержки, присущие старым двигателям, обеспечивая плавную, отзывчивую и мощную тягу во всём диапазоне оборотов.