Системы изменения фаз газораспределения двигателя BMW ЕР-6
В традиционном двигателе фазы газораспределения определяются формой кулачка распределительного вала и остаются неизменными во всех диапазонах работы двигателя. Однако постоянные фазы газораспределения не позволяют оптимизировать процессы смесеобразования.
Чтобы варьировать фазами газораспределения, необходимо изменять положение распределительного вала относительно коленчатого.
Холостой ход. На этом режиме работы следует устанавливать такой угол поворота распределительного вала, который соответвует самому позднему началу открытия впускных клапанов (максимальный угол задержки при минимальном перекрытии клапанов). Этим обеспечивается минимальное поступление работавших газов во впускной трубопровод, что повышает стабильность работы двигателя и снижает расход топлива.
Режим низких нагрузок. Перекрытие клапанов уменьшается для минимизации поступления отработавших газов во впускной трубопровод, что улучшает стабильность работы двигателя.
Режим средних нагрузок. Перекрытие клапанов увеличивается, что позволяет снизить «насосные» потери. При этом часть отработавших газов поступает во впускной трубопровод, что возможность снизить температуру рабочего цикла и вследсвие этого — содержание оксидов азота в отработавших газах.
Режим высоких нагрузок при низкой частоте вращения коленчатого вала. На этом режиме происходит раннее закрытие впускных клапанов, что обеспечивает увеличение крутящего момента. Небольшое или нулевое перекрытие клапанов заставляет двигатель более четко реагировать на изменение положения дроссельной заслонки, что, например, очень важно в транспортном потоке.
Режим высоких нагрузок при высокой частоте вращения коленчатого вала. Чтобы получить максимальную мощность на этом режиме, необходимо перекрытие клапанов около ВМТ (верхняя мертвая точка) с большим углом поворота коленчатого вала. Это связано с тем, что мощность в наибольшей степени зависит от максимально возможно количества топливовоздушной смеси, попадающей в цилиндр за короткое время, но чем выше частота вращения, тем меньше время, отводимое на заполнение цилиндра.
Основные задачи системы изменения фаз газораспределения:
— улучшение качества работы двигателя на холостом ходу;
— снижение расхода топлива;
— оптимизация крутящего момента в области средних и высоких частот вращения коленчатого вала;
— увеличение внутренней рециркуляции отработавших газов с сопутствующим ей снижением температуры газов при сгорании и уменьшением выброса оксидов азота;
— повышение мощности в области высоких частот вращения коленчатого вала.
Конструкция системы бесступенчатого изменения фаз газораспределения на двигателях BMW (ЕР-6) с использованием лопастного гидравлического двигателя (с гидроуправляемой муфтой) (фото. 2, 3).
1.датчик Холла впускного распределительного вала
2.гидроуправляемая муфта впускного вала (фазовращатель)
3.впускной распределительный вал
4.датчик Холла выпускного распределительного вала
5.гидроуправляемая муфта выпускного вала (фазовращатель)
6.выпускной распределительный вал
7.электрогидравлический распределитель впускного вала (электромагнитный клапан)
8.электрогидравлический распределитель выпускного вала (электромагнитный клапан)
9.блок управления двигателем
10.сигнал от датчика температуры охлаждающей жидкости
11.сигнал расходомера воздуха
12.сигнал датчика частоты вращения коленчатого вала двигателя
13.масляный насос.
Привод лопастного гидравлического двигателя состоит из двух частей — внутренней с закручивающимся ротором, связанной с распределительным валом, и внешней, приводимой цепью от коленчатого вала (см. фото 2). Связь между обеими частями осуществляется с помощью масляной полости, в которой лопасти поворачивают ротор влево или вправо. Одновременно с ротором поворачивается распределительный вал, на который навинчен ротор.
Давление масла в рабочей камере зависит от частоты вращения коленчатого вала, нагрузки и температуры двигателя. Положение распределительного вала относительно коленчатого вала во время работы двигателя может быть как переменным, так и постоянным (фиксированным). Питание рабочей полости осуществляется от системы смазки двигателя.
2. Системы изменения высоты подъема клапанов
В 2005 г. в Европе вступили в силу новые нормы по токсичности Евро-4, и моторостроители ищут способы добиться того, чтобы их серийная продукция соответствовала этим требованиям. Очередная перенастройка блока управления существенно ухудшит мощностные параметры двигателей и поэтому не приемлема. Переход на непосредственный впрыск бензина в цилиндры увеличивает выбросы оксидов азота, что требует установки на автомобили более совершенных нейтрализаторов. Такие устройства, чтобы их не вывели из строя примеси серы, должны иметь систему регенерации, а это существенно повышает их стоимость.
Применение системы изменения фаз газораспределения создает оптимальные условия работы двигателя только при полном открытии дроссельной заслонки. При других режимах работы двигателя дроссельная заслонка ограничивает поток воздуха, так как она определяет количество воздуха, поступающего в двигатель, на основании которого электронная система управления устанавливает угол опережения зажигания и количество подаваемого топлива в цилиндры двигателя.
При работе двигателя на режимах частичных нагрузок дроссельная заслонка создает во впускном трубопроводе разрежение, которое ухудшает наполнение цилиндров. Чтобы исключить из конструкции двигателя дроссельную заслонку, следует открывать впускной клапан только на время, необходимое для достижения нужного наполнения цилиндра горючей смесью.
Вследствие увеличения хода клапана на высокой частоте вращения коленчатого вала достигается наилучшая вентиляция цилиндра и заполнение топливовоздушной смесью. При наименьшей частоте вращения коленчатого вала ход клапана минимален. При этом уменьшается эффект перекрытия клапанов, благодаря чему расход топлива самый низкий. С повышением частоты вращения коленчатого вала величина открытия клапанов увеличивается. При этом уменьшается сопротивление газовым потокам внутри цилиндра, возрастает скорость продувки и наполнения цилиндра топливовоздушной смесью. Кроме того, увеличивается действие инерционного эффекта. Топливовоздушная смесь внутри цилиндра запирается клапанами при гораздо большем давлении, ее плотность выше, чем при минимальной частоте вращения коленчатого вала. Благодаря изменяющемуся ходу клапана потери на трение ниже, чем при обычном приводе клапанов вследствие небольшого сопротивления при малом ходе клапана.
Для решения задачи изменения хода клапана разработана конструкция механического привода: система Valvetronic, применяемая на автомобилях BMW, которая управляет подъемом впускных клапанов и дозирует поступающую в цилиндры рабочую смесь, что позволяет повысить экономичность двигателя без потерь мощности при удовлетворении норм Евро-4 и сохранении системы впрыска во впускной коллектор. Общий вид системы показан на фото 4, 5, 6
Между распределительным валом 5 и каждой парой впускных клапанов 16 размещен промежуточный рычаг 10, который крепится на оси. Электродвигатель (сервопривод) 1 через червячную передачу поворачивает эксцентриковый управляющий вал 9 на угол, определяемый электронной системой управления.
Клапаны открываются непосредственно рычагами 10 с роликовыми опорами при воздействии на коромысла 11, опирающиеся с одной стороны на клапан, а с другой — на гидравлический толкатель (гидрокомпенсатор). Рычаги 10 посредством витых пружин 3 прижимаются к кулачку распределительного вала. При повороте эксцентрикового вала эксцентрик, набегая на рычаг 10, поворачивает его на определенный угол. Перемещая эксцентриковый вал, электродвигатель увеличивает или уменьшает плечо промежуточного рычага, тем самым удлиняя или укорачивая ход впускных клапанов в соответствии с нагрузкой двигателя. Поскольку эксцентрик, смещающий ось толкателя, имеет электрический привод, это позволяет задавать угол поворота нелинейным и программировать его индивидуально для каждого двигателя.
Величина открытия клапана изменяется от 0,20 мм (обеспечивая работу на холостом ходу и уменьшая нагрузку на клапан) до 9,70 мм, необходимых для получения максимальной мощности. Высота подъема клапанов и, соответственно, продолжительность фазы впуска изменяются в зависимости от нажатия на педаль управления подачей топлива, потенциометр которой передает сигнал в блок управления, при этом нет необходимости применять дроссельную заслонку для изменения количества подаваемого воздуха, хотя она и сохраняется в системе Valvetronic. Заслонка нужна лишь при диагностике системы, на всех режимах работы двигателя она всегда полностью открыта.
Площадь, занимаемая установкой механической системы высоты подъема клапана, на головке блока не изменяется, необходимо лишь дополнительное пространство для установки электродвигателя. Эксцентриковый вал, рычажный механизм, распределительный вал крепятся единым модулем на головке блока.
Выпускные клапаны в приведенной системе, как и в традиционных системах, открываются с помощью распределительного вала и коромысел. Проведенные испытания показали, что средний расход топлива двигателем без дроссельной заслонки на холостом ходу на 18 % ниже, чем обычным двигателем, а в наиболее ходовом диапазоне частоты вращения коленчатого вала при частичных нагрузках — на 10 %. В последнем случае между клапаном и седлом образуется зазор всего в 0,5…2 мм и проходящий через него воздух полнее смешивается с бензином, образуя более качественную смесь.
ЕСЛИ СТАТЬЯ БЫЛА ПОЛЕЗНОЙ — ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ!
Доброго дня, друзья!
Вот и я сделал то, к чему готовился 2 года на пробеге 160240 км 30.10.2018 г. На 95 тыс. км я уже менял цепь, это вторая замена, включая чуть шире список работ. Все запчасти обошлись в 360$, работа 150$ — МСК с ГРМ, 12,5$ — шланг тормозной и прокачка его до суппорта.
Что предшествовало:
1. Масложор — 500 мл/1000 км. Иногда казалось, что его нет, но это только казалось, видимо на СТО иногда меня заправляли до максимума, а не до середины.
2. Появился шум гидриков на холодную, при простое на уклонах, проходил в течение 3-5 минут, напрягал — кто скажет, что это "норма", пусть так и ездит, а мне не нравится и я знаю, что мотор может быть тихим. Сейчас мотор намного тише заводится даже после ночного простоя.
3. Были пинки АКПП с 1 на 2ю — сейчас не ощущаю, может эффект плацебо, но время расставит на места мою теорию. Заменена верхняя подушка двигателя правая и клапан регулировки фаз ГРМ на впуске (выпускной раньше менялся).
4. На прошлой замене цепи не менялся успокоитель PSA 081840 — НАПРАВ ЦЕПИ ГРМ, переживал за его состояние (все в норме с ним, да и вообще, все в норме оказалось, обломанных деталей нет).
После замены появилось ощущение "тяжести" авто, т.е. раньше как-то нажму на газ и авто подумает, потом шустро ускоряется, а сейчас медленно и плавно сразу ускоряется (связываю это с новым клапаном фаз ГРМ на впуске). Сделаю адаптацию чуть позже, проверю ощущения.
Старые запчасти сохранил пока, будут вопросы по ним, пофоткаю/посмотрю.
Так основная задача была заменить МСК, все остальное пошло "заодно", т.е. замена цепи ГРМ, гидриков, верхней опоры, клапана фаз и тормозного шланга (это вне плана).
Ниже перечень запчастей, фото и где-то комментарии оставил к запчастям.
Тормозной шланг вне плана менялся, месяц назад на нем была обнаружена 1 грыжа, а при замене оказалось уже 4 шт. — так что думайте сами, решайте сами…
1) PSA 4556.22 — Прокладка вакуумного насоса на EP6 — 1шт. (4,44 BYN/139 RUR/2,22 USD) — так как эта прокладка для EP6 (не для EP6C), то установили на патрубок воздуховода, который вставляется в корпус воздушного фильтра двигателя.
2) Elring 530.330 — Прокладка вакуумного насоса на EP6C — 1шт. (8,8 BYN/275 RUR/4,4 USD) — Профукал я и заказал PSA 4556.22 из п.1 для EP6, а надо было оригинал PSA 4556.23 за 14$, по виду 1 в 1 с Elring 530.330.
3) PSA 1628924280 — ЭЛ.МАГН.КЛАПАН ВПУСКНОЙ — 1шт. (66,3 BYN/2072 RUR/33,15 USD). На выпуске недавно менял, этот оставался лежать до "лучших времен", т.е. удачно и он под замену пошел.
4) Corteco 19035976B — Сальник коленвала — 1шт. (16,38 BYN/512 RUR/8,19 USD) — такой стоял с предыдущей замены цепи.
5) PSA 0513E1 — СТУП ШКИВА КОЛЕНВАЛА — 1шт. (17,94 BYN/560 RUR/8,97 USD)
6) PSA 1606466680 — Болт ступицы коленвала в комплекте с п.6 — 1шт. (0 BYN/0 RUR/0 USD)
7) VICTOR REINZ 153763301 — Комплект прокладок, крышка головки цилиндра — 8шт. (26,52 BYN/829 RUR/13,26 USD)
8) PSA 0348T5 — Прокладка дроссельной заслонки — 1шт. (9,27 BYN/290 RUR/4,635 USD).
9) PSA 0942G2 — Гидрокомпенсатор впускной — 8шт. (40,8 BYN/1275 RUR/20,4 USD).
10) Ina 420022610 — Гидрокомпенсатор выпускной — 8шт. (139,68 BYN/4365 RUR/69,84 USD).
11) VICTOR REINZ 123762101 — Маслосъемные колпачки — 1шт. (36 BYN/1125 RUR/18 USD).
12) PSA 080677 — Болт — 2шт. (3,84 BYN/120 RUR/1,92 USD).
13) PSA 9822827080 — ЦЕПЬ ГРМ — 1шт. (64,08 BYN/2003 RUR/32,04 USD) — старая цепь Febi без дырочек "для лучшей смазки".
14) PSA 081841 — УСПОКОИТЕЛЬ ЦЕПИ — 1шт. (9,54 BYN/298 RUR/4,77 USD).
15) PSA 025057 — БОЛТ — 1шт. (0,48 BYN/15 RUR/0,24 USD).
16) PSA 081833 — НАПРАВ ЦЕПИ ГРМ — 1шт. (8,76 BYN/274 RUR/4,38 USD).
17) PSA 081840 — НАПРАВ ЦЕПИ ГРМ — 1шт. (9,66 BYN/302 RUR/4,83 USD).
18) PSA 082026 — БОЛТ ОСИ M8 — 2шт. (14,4 BYN/450 RUR/7,2 USD).
19) BMW 11317607551 — Натяжитель цепи — 1шт. (55,44 BYN/1733 RUR/27,72 USD) — есть у меня запись в БЖ о них и почему я выбрал именно этот.
20) PSA 0513C8 — ШКИВ ПРИВОДА ГРМ — 1шт. (20,4 BYN/638 RUR/10,2 USD).
21) PSA 082028 — Уплотнитель механизма ГРМ 14,2X20,9-1,5 — 1шт. (0,54 BYN/17 RUR/0,27 USD).
22) PSA 080739 — Кольцо уплотнительное фторпластовое — 4шт. (45,84 BYN/1433 RUR/22,92 USD) — старые в отличном состоянии.
23) PSA 1807.GJ — Верхняя опора двигателя EP6C — 1шт. (105 BYN/3281 RUR/52,5 USD) — при снятии наглядно видно, как постукивает, хотя видал и похуже состояние.
24) PSA 4806A1 — Шланг тормозной задний — 1шт. (15 BYN/469 RUR/7,5 USD)
Наконец фотки начал делать. Что-то машина ведет себя как девятина. Вроде все работает, а толку — нуль. Подключив лексию выяснил — черезмерное опережение фазы. Пообщавшись с людьми посоветовали для начала поменять клапана фаз. с последующим доливом масла. Потратив уйму времени и сил, нашел человечка, каторый сказл что сможет достать эки клпана по 4к за штуку. Глаза стали с 5рублвку и я сказл что сам ещё помучаюсь. По прошествии недели случайно увидел магазинчик ситроеновских запчастей. Дай, думаю, зайду. И вот они лежат. по 2,5к за штуку.
Инстркуция — Передний клапан на двигателе EP6 меняется просто. Вынимаем щуп, откручиваем и выдергиваем железную трубочку от щупа (сантиметров 15)
С задним клапаном придется повозиться. Для начала разбирается все включая до воздушного фильтра. Отлично. Вынимаем фильтр, откручиваем хомутик слева, который держит гофру воздуховода к инжектору. Сдергиваем кожух фильтра с двух шпилек и отводим в сторону. Практически добрались до клапана, но все этаже гофра мешает. Отворачиваем второй хомутик этой гофры уже непосредственно от инжектора. Сдергиваем её. Ура. Добрались до клапан
Поскольку клапан обращен к нам лицом, придется откручивать его в слепую. Пальцами нащупываем болтик, находим нужный ключ и отворачиваем его и также как и передний клапан вынимаем этот. Дабы облегчить себе жизнь, можно по фотографировать на телефон со вспышкой его, что бы иметь хоть какое-то представление как там все устроенно (примеры ниже) поменяли клапан, и собираем все в обратной последовательности. Время работы — 40 минут
