Що таке система VANOS від BMW, як вона працює
Зміст
Система VANOS (Variable Nockenwellen Steuerung) – важливий компонент сучасних двигунів BMW, завдяки якій можна значно знизити викиди вихлопних газів, знизити витрату палива, збільшити крутний момент двигуна на низьких оборотах та збільшити максимальну потужність на високих. Ця система дозволить двигуну працювати максимально стабільно на холостому ході навіть за низьких температур.
Що являє собою система Vanos
Variable Nockenwellen Steuerung перекладається з німецької як змінне керування розподільчими валами двигуна. Ця система була винайдена інженерами BMW. VANOS - це, по суті, система зміни фаз газорозподілу. Її особливість полягає в тому, що вона здатна змінювати положення розподільних валів щодо колінчастого валу. Таким чином, регулюється фази газорозподільного механізму (ГРМ). Це регулювання може проводитися в діапазоні від 6 градусів випередження до 6 градусів запізнення щодо верхньої мертвої точки.
Пристрій та основні елементи Ванос
Система VANOS знаходиться між розподільчим валом та шестернею приводу. Її конструкція відносно проста. Основна частина системи – це поршні, які змінюють положення розподільних валів, тим самим змінюючи фази газорозподілу. Ці поршні взаємодіють із шестернями розподільного валу за допомогою зубчастого валу, що з'єднується з поршнем. Ці поршні приводяться в дію тиском олії.
У пристрій входить спеціальний електромагнітний клапан, робота якого контролюється електронним блоком керування (ЕБУ). Інформація з датчиків положення розподільного валу приймається як вхідні дані. Цей датчик визначає поточне положення валів. Потім отримані дані відправляються в ЕБУ порівняння отриманого значення із заданим кутом.
Через ці зміни положення розподільних валів відбувається зміна фаз газорозподілу. В результаті клапани відкриваються трохи раніше, ніж повинні, або трохи пізніше ніж у вихідному положенні валів.
Принцип роботи системи
В даний час BMW використовує у своїх двигунах технологію VANOS (змінне керування розподільчим валом) четвертого покоління. Слід зазначити, перше покоління цієї технології називалося Single VANOS. У ній регулювався тільки впускний распредвал а фази випуску змінювалися ступенями (дискретно).
Суть роботи такої системи полягала у наступному. Положення впускного розподільного валу коригувалося на основі даних від датчика частоти обертання двигуна та положення педалі акселератора. Якщо до двигуна прикладали невелике навантаження (низькі обороти), впускні клапани починали відкриватися пізніше, що, своєю чергою, робить роботу двигуна більш плавною.
Раннє відкриття впускних клапанів на середніх оборотах двигуна дозволяє збільшити момент, що крутить, і поліпшити циркуляцію вихлопних газів в камері згоряння, знижуючи витрату палива і загальні викиди. При високих оборотах двигуна впускні клапани відкриваються пізніше, що призводить до максимальної потужності. У перші хвилини після запуску двигуна система активує спеціальний режим, головне у якому мінімізувати час прогрівання.
Нині застосовується так званий Подвійний Ванос (Double Vanos). На відміну від системи «Single», подвійна регулює роботу впускного та випускного розподільних валів та їх управління більш плавне. За рахунок застосування оновленої системи вдалося значно збільшити момент, що крутить, і потужність двигуна у всьому діапазоні оборотів. Крім того, за схемою BiVanos невелика частина вихлопних газів може бути повторно допалена в камері згоряння, що, відповідно, призводить до підвищення екологічності двигуна.
Наразі всі автомобілі німецької марки використовують систему Vanos четвертого покоління. Головна особливість цієї версії в тому, що в ній використовуються шестерні Vanos для впускних та випускних розподільних валів. Інженери BMW зробили систему компактнішою: тепер весь виконавчий механізм знаходиться в самих зірочках ГРМ. Ну а загалом четверте покоління системи принципово схоже на Single Vanos.
Переваги та недоліки Vanos
За всіх своїх незаперечних переваг: вищий крутний момент двигуна на низьких оборотах, стабілізація двигуна на холостому ходу, висока паливна економічність і висока екологічність, системи VANOS також мають недоліки. Вона недостатньо надійна.
Основні несправності Ванос
- Руйнування ущільнювальних кілець. Йдеться про масляні поршневі кільця, що регулюють положення розподільчих валів. Через безліч факторів: високої та низької температури, різних шкідливих речовин, що потрапляють у гуму (матеріал з якого виготовлені кільця), вона згодом починає втрачати пружні властивості та тріскатися. Ось чому зникає герметичність усередині механізму.
- Знос шайб та підшипників. Конструкція масляних поршнів включає металеві підшипники та шайби. Згодом вони починають деформуватися, оскільки спочатку мають низький запас міцності. Щоб визначити, необхідність заміни підшипника (або шайби) в системі VANOS, необхідно послухати, як працює двигун. У разі зношування підшипника або шайби чути неприємний, металевий шум.
- Сколи та бруд на фланцях та поршнях. Це так звана деформація металевих деталей. Може бути викликана досить агресивним стилем водіння, неякісним маслом/бензином, а також великим пробігом. На поверхні масляних поршнів або газорозподільних валів виникають зазубрини та подряпини. В результаті відбувається втрата потужності/крутного моменту, нестабільна робота двигуна на холостому ході.
Якщо двигун автомобіля починає вібрувати на неодруженому ходу, ви помічаєте досить слабке прискорення у всьому діапазоні обертів, з'являється збільшення витрати палива, деренчучі шуми при роботі двигуна, швидше за все, VANOS потрібна термінова увага. Проблеми із запуском двигуна, свічки запалювання та удари – явна ознака поганої роботи системи.
Незважаючи на ненадійність, розробка баварських інженерів дуже корисна. Завдяки використанню VANOS досягається покращення характеристик двигуна, економічності та екологічної сумісності. Vanos також згладжує криву крутного моменту у всьому робочому діапазоні двигуна.
