Современные системы управления фазами ГРМ

Александр Расторгуев [razborkazapzap]

02.09.2019, Просмотров: 1829

Фаза газораспределения непосредственно определяет эффективность работы двигателя внутреннего сгорания. Фаза ГРМ означает своевременное открытие и закрытие клапанов, а также время клапанов в открытом состоянии.

До момента появления фазовращателей, на всех моторах кулачок распределительного вала непосредственно воздействовал на клапан, и определял время открытия клапанов, время, при котором клапан открыт, а также высоту подъема клапана. Отмечу, что движение топливовоздушной смеси и отработанных газов отличается в зависимости от типа режима работы мотора. Этот параметр определяет эффективность работы двигателя.

При наличии фиксированной фазы газораспределительного механизма, перед конструкторами силовых агрегатов стоит серьезная задача — сделать двигатель таким образом, чтобы в режиме минимальных и средних оборотов сохранялся крутящий момент ближе к пиковому значению, а при достижении максимальных оборотов, полка крутящего момента не упала резко.

Ко всему прочему, нужно сохранить эластичность в переходных режимах, а также стабильный холостой ход. Фиксированная фаза не дает возможность охватить все режимы работы двигателя с одинаковой эффективностью, поэтому была придумана система изменения фаз ГРМ.

Система регулировки фаз позволяет в динамическом режиме изменять значения фаз, в зависимости от степени нагрузки двигателя и оборотов. Тем самым, распределительные валы смещаются в фазах, а полка крутящего момента выравнивается. Благодаря фазовращателям можно на ходу корректировать время открытия и закрытия клапанов, время перекрытия, высота подъема клапанов. Фазы газораспределения управляют моментом тактов двигателя, смещая момент фазы в ту, или иную сторону.

Что дает фазовращатель

Максимальная величина КПД на атмосферных моторах во многом зависит от фаз ГРМ. Например: в режиме холостого хода требуется максимально узкая фаза, которая означает более позднее открытие впускного или максимально раннее открытие выпускного клапана. В данном случае перекрытие клапанов исключено, когда оба клапана открыты, ведь малое количество оборотов коленвала позволяет выхлопным газам попасть во впускной коллектор, а топливно-воздушной смеси в выпускной коллектор.

В режиме максимальной мощности требуется большое количество топливно воздушной смеси. Так как коленвал двигается намного быстрее, то времени на открытие клапанов остается крайне мало, отчего на некоторых моторах клапана не успевают закрываться, и “зависают”, встречаясь с поршнем.

Фазовращатель, для максимального наполнения, позволяет раньше открыть клапан, а также увеличить время его открытия, что называется “расширить фазу”. Тем самым, расширяется фаза перекрытия для обеспечения качественной продувки цилиндра.

Кулачок распредвала имеет такую форму, которая обеспечивает широкую и узкую фазу. Проблема фиксированной фазы заключается в невозможности одновременного обеспечения узкой и широкой фазы. Это говорит о том, что инженеры подобрали форму кулачка таким образом, чтобы обеспечить баланс между максимальным крутящим моментом на средних оборотах, и максимальной мощности на высоких оборотах.

Фазовращатель же обеспечивает гибкость, позволяющую подстраивать фазы под конкретный режим работы мотора, а итог такого действия — достижение крутящего момента в необходимом диапазоне оборотов и топливная экономичность.

Какие бывают виды фазовращателей

В современных моторах применяются три вида регулировки фаз ГРМ:

• система поворота распределительного вала;
• различный профиль кулачков распредвалов;
• механизм изменения подъема клапанов.

Гидроуправляемая муфта системы фазовращателя

Наиболее распространенная система изменения фаз посредством сдвига шестерни распредвала посредством давления масла. Такие системы, как Vanos, VVT-I b VCP. Здесь шестерня распредвала сдвигается по ходу движения, и для обеспечения раннего открытия клапанов, позволяет распредвалу вращаться быстрее. Чем выше обороты — тем выше давление масла, которое и вращает шестерню. Такой фазовращатель состоит из:

• ротора, соединенным с распределительным валом;
• корпуса, выступающим также в роли шкива распредвала.

Фазовращатель может стоять как на впускном распредвалу, так и на обоих валах, для достижения максимальной эффективности мотора.

Ступенчатое изменение фаз газораспределения

Посредством эволюции в моторостроении, инженерам удалось эффективно настраивает расширение и сужение фаз. Подобное решение основывается на ступенчатом исполнении кулачков. Система изменения формы кулачков применяется в моторах Honda (VTEC), Mitsubishi (MIVEC) и Toyota (VVTL-i).

Вышеуказанные системы одинаковы по принципу действия, а именно: распределительный вал здесь имеет два кулачка малой формы и один кулачок большого диаметра. Маленькие кулачки сообщаются с клапаном через рокера, а большой кулачок отвечает за движение незадействующего коромысла.

Эта система, в зависимости от режима работы мотора, позволяет переключаться между большим и малым кулачком, изменяя фазу ГРМ. Эластичность переходного режима обеспечивается гидравлическим блокирующим устройством.

При работе на малых оборотах и холостом ходу задействованы малые кулачки с узкой фазой, а при повышении нагрузки задействован широкофазный большой кулачок.

Система регулировки подъема клапана

Новатором этой технологии в 2001 году стала компания BMW с системой Valvetronic. Эта система позволила отказаться от дроссельной заслонки, а количество впускного воздуха определять высотой подъема клапана. Однако, дроссельная заслонка на двигателе присутствует но она все время открыта.

Лучшее решение от образования разряжения — это открытие клапана тогда, когда требуется максимальное наполнение цилиндра смесью. Время открытия клапана зависит от степени нажатия на педаль газа. Valvetronic позволяет экономить до 15% топлива, а также повысить мощность на 10% относительно мотора с таким же объемом.

Данная система имеет в конструкции вал-эксцентрик и промежуточный вал. Эксцентриковый вал вращается при помощи электродвигателя с червячной передачей. Вращение вала воздействует на промежуточный рычаг, который меняя свое положение, заставляет двигаться коромысло в заданном положении, согласно режиму работы ДВС.

Система работает постоянно, в зависимости от режима работы мотор, диапазон подъема клапана может варьироваться от 0,2 до 12 мм.

Современные системы фазовращателей направлены на достижение максимального КПД двигателя от своевременного смещения фазы ГРМ и нужного подъема клапана. Любая из вышеуказанных систем представляет собой сложную конструкцию, которая требует вмешательства в виде обслуживания и ремонта, как минимум раз в 150 000 км.

Газораспределительный механизм: устройство, типы, виды неисправностей

Алина Деева

разобралась, как работает ГРМ

Профиль автора

Большинство водителей знают, что ремень ГРМ может порваться, а цепь — растянуться и проскочить.

Чтобы понять, как этого избежать, важно разобраться, что такое газораспределительный механизм и как он работает.

Внутри двигателя внутреннего сгорания — ДВС — горит топливовоздушная смесь: поступает в цилиндры, поршни сжимают смесь, она взрывается. Образуется давление газа, которое толкает поршни. А за наполнение цилиндров рабочей смесью и выпуск отработанных газов отвечает газораспределительный механизм — ГРМ. Он открывает и закрывает впускные и выпускные клапаны в соответствии с тактами работы двигателя.

Разберемся, что такое ГРМ, почему он так важен и какие с ним могут случиться проблемы кроме порвавшегося ремня или растянутой цепи.

Как устроен ГРМ

Объяснить простыми словами, как устроен и работает ГРМ, будет сложно — проще посмотреть видео. Но мы все же попытаемся.

ГРМ состоит из распредвала или распредвалов, цепного или ременного привода, впускных и выпускных клапанов, толкателей, гидрокомпенсаторов или регулировочных шайб и коромысла. Бывают ГРМ с системами изменения фаз газораспределения — в таких есть фазовращатели.

Распределительный вал вращается, открывает и закрывает клапаны: в одни поступает топливовоздушная смесь, в другие выходят отработавшие газы. Все происходит в определенной последовательности и с определенной частотой. Вал вращается, открывает и закрывает клапаны с помощью кулачков — специальных участков асимметричной формы.

Геометрия и степень износа кулачков влияют на длительность и степень открытия клапанов, а значит, и на работу двигателя в целом. Распредвал фиксируется подшипниками и фланцем.

6 способов сломать двигатель автомобиля

ГРМ может быть с одним или с двумя валами, но в большинстве современных двигателей два распредвала в головке блока цилиндров.

Шестерня распредвала располагается с торца, соединяется ремнем или цепью с шестерней на передней части коленвала — от нее и передается вращение.

Головка блока цилиндров двигателя Фольксваген 1,6 л CFNA с двумя распредвалами. Асимметричные утолщения на валах — кулачки. Их столько же, сколько клапанов. Фото: Алексей Федоров Тот же двигатель, шестерни распредвалов. Фото: Алексей Федоров

Коленвал через шатуны получает механическую энергию от цилиндро-поршневой группы и отдает крутящий момент на трансмиссию и далее на колеса. Одновременно с этим коленвал приводит в движение распредвал. У коленвала сложная изогнутая форма.

Башмак нужен в ГРМ с цепным приводом, чтобы цепь не провисала. Он прилегает к самой цепи, на него давит гидронатяжитель.

Успокоитель прилегает к цепи и гасит остаточные колебания.

Натяжной ролик в ГРМ с ременным приводом отвечает за постоянное и равномерное натяжение ремня.

Передняя часть коленвала — сразу за болтом и звездочкой в центре фото. Оранжевые пластмасски — успокоители. Черная слева сверху — башмак. Мотор — 1,8 TSI, CFNA, в нем три цепи. Первую сняли, она лежит снизу — цепь привода масляного насоса. Вторая — та, что сейчас прижата башмаком и стоит ближе всех, — цепь ГРМ. Под ней третья — цепь привода балансирных валов. Фото: Алексей Федоров Натяжной ролик ремня ГРМ двигателя Фольксваген 1,6 л BSE. Фото: Алексей Федоров

Клапаны, с которыми взаимодействуют кулачки распредвала, бывают впускные и выпускные. Это стержни с плоской тарелкой на конце.

Впускные клапаны цельные и с тарелкой большего диаметра. Когда они открываются, топливная смесь попадает в цилиндры двигателя. У выпускных клапанов внутри полый стержень с натриевым наполнителем. Благодаря такому решению клапан лучше охлаждается, ведь он отвечает за выпуск отработанных газов и работает при более высоких температурах.

В современных двигателях клапаны устанавливают в головке блока цилиндров — ГБЦ. Их обычно по два или четыре на цилиндр. Место контакта клапана и ГБЦ называют седлом.

Клапаны впуска и выпуска: у них есть стержень с фаской в верхней части и тарелка. У впускного клапана тарелка большего диаметра — это обеспечивает максимальное наполнение цилиндра топливной смесью. Фото: Kudrin Ilia / Shutterstock

Кроме самих клапанов в механизме есть:

1. Пружины — возвращают клапаны в исходное положение после открытия.
2. Маслосъемные колпачки — препятствуют попаданию масла в камеру сгорания.
3. Направляющие втулки — установлены в корпусе ГБЦ и определяют направление движения клапанов.
4. «Сухари» и «тарелки» удерживают пружину на стержне клапана.

Распредвал передает усилие на клапаны через толкатели. Они обычно стальные и могут быть механическими, роликовыми, бывают и гидротолкатели. Толкатель двигается линейно — внутри корпуса или по направляющей — и передает усилие на коромысло.

/guide/motor-oil/

Моторное масло: из чего состоит и как его правильно выбирать

Рокер, или коромысло, доводит усилие до самого клапана. Это рычаг с двумя плечами разной длины: более короткое получает усилие от толкателя, длинное давит на стержень клапана.

Клапанный механизм двигателя с двумя распредвалами. Один вал открывает и закрывает впускные клапаны, второй — выпускные. Фото: patruflo / Shutterstock

Детали ГРМ двигателя расширяются и сужаются под воздействием температуры. Чтобы это не влияло на работу ДВС, важно поддерживать тепловой зазор между клапанами и кулачками распредвала. В ГРМ с механическими толкателями зазор выставляют и регулируют вручную.

Гидрокомпенсаторы поддерживают зазор автоматически. Если совсем просто, это стальной корпус с полостью для масла и плунжерной парой внутри. Плунжерная пара состоит из металлического цилиндра — плунжера — и втулки, в которой он двигается. Плунжер ходит вверх-вниз под действием толкателя и компенсирует изменения теплового зазора.

Гидрокомпенсатор можно установить в любую часть привода клапанов — хоть в толкатель, хоть в рокер. В современных ДВС чаще встречаются гидрокомпенсаторы в толкателях — тогда кулачки распредвала давят на него напрямую, без помощи рокера.

Системы изменения фаз газораспределения устанавливают в газораспределительный механизм дополнительно. Они регулируют параметры ГРМ в зависимости от режима работы двигателя. Вот какие параметры ГРМ можно регулировать:

1. Моменты, в которые клапаны открываются и закрываются.
2. Время, на которое клапаны открываются.
3. Высоту, на которую клапаны поднимаются

ГРМ без системы изменения фаз может обеспечить работу ДВС только с одним набором параметров. Но двигателю на холостом ходу и двигателю на высоких оборотах требуются разные уровни очистки от отработанных газов и разная мощность.

/guide/wheel-drive/

Какой привод выбрать: RWD, FWD, 4WD или AWD

Вот что можно сделать, чтобы системы изменения фаз подстраивали параметры ГРМ под разные режимы работы двигателя:

1. Регулировать движение распредвала с помощью гидроуправляемой муфты.
2. Применять кулачки различной формы.
3. Регулировать высоту подъема клапана с помощью эксцентрикового вала и промежуточного рычага.

Как работает ГРМ

Газораспределительный механизм действует синхронно с тактами работы двигателя. У современных автомобилей четырехтактные ДВС, а значит, четыре фазы работы. Опишем процесс на примере бензинового двигателя:

1. На такте впуска распредвал через цепной или ременной привод начинает вращаться от вращения коленвала. Кулачки распредвала набегают на толкатели, которые передают движение коромыслу. Длинное плечо коромысла опускается вниз и надавливает на стержень клапана впуска. Клапан сжимает пружину, открывается и впускает топливную смесь.
2. На такте сжатия кулачок распредвала сходит с толкателя, клапан впуска под действием пружины садится на место. Клапан выпуска остается закрытым. Рабочая смесь сжимается внутри цилиндра.
3. Во время рабочего такта двигателя все клапаны закрыты. Срабатывает свеча зажигания, сгорает топливовоздушная смесь.
4. На такте выпуска кулачки распредвала снова надавливают на толкатели, а те передают движение на коромысло, которое открывает клапаны выпуска. Отработанные газы выходят в выпускной коллектор.

При переходе от такта выпуска к такту впуска впускные и выпускные клапаны открыты одновременно: так цилиндр лучше очищается от отработанных газов. Моменты и продолжительность открытия и закрытия клапанов подбираются для каждого типа двигателя.

/osmotr-avto/

Как осмотреть автомобиль с пробегом

Типы ГРМ в зависимости от управления впуском и выпуском

ГРМ различаются по количеству распредвалов, по их положению, по числу клапанов и так далее.

В зависимости от механизма впуска и выпуска топлива ГРМ могут быть поршневые, золотниковые, гильзовые и клапанные:

1. В поршневых ГРМ впуск и выпуск производит сам поршень, который открывает и закрывает окна в стенке цилиндра. Это двухтактные ДВС, у них нет ГРМ как такового — просто окна в стенках цилиндра.
2. В золотниковых ГРМ открытием окон впуска и выпуска управляет золотниковый клапан. Он вращается вокруг неподвижной оси внутри цилиндрической втулки.
3. У гильзовых ГРМ в цилиндре двигателя две гильзы, одна внутри другой. Они двигаются в противоположных направлениях, а впуск и выпуск происходят, когда совпадают окна цилиндра и гильзы.
4. В клапанных ГРМ за впуск и выпуск отвечают тарельчатые клапаны. Они открываются и закрываются под действием кулачков распредвала.

В ДВС легковых автомобилей используют только клапанное управление газораспределением. Клапанный механизм может различаться по расположению распредвала. Раньше были широко распространены двигатели с нижневальной компоновкой — в блоке цилиндров. Но в современных ДВС вал устанавливают сверху, в головке блока цилиндров.

/guide/china-auto/

Что нужно знать о китайских машинах

Есть два вида верхневальных ГРМ по количеству распредвалов, клапанов на цилиндр и по типу привода.

ГРМ с распредвалом в блоке цилиндров. Нижнеклапанные двигатели с валом в блоке цилиндров компактные и экономичные. Их нет в легковых автомобилях с середины 1990-х.

Верхнеклапанные двигатели с распредвалом в блоке цилиндров послужили переходом к верхневальным ДВС, но двигатель V8 до сих пор производят с такой компоновкой. Его ставят на машины «Дженерал-моторс», например на Джип Ранглер 2020 года.

ГРМ с распредвалом в головке блока цилиндров. Клапаны впуска и выпуска приводит в движение один распредвал в головке блока. В одном двигателе могут сочетаться разные механизмы воздействия на клапаны: например, коромысла для клапанов впуска и толкатели для выпуска. Система single overhead camshaft — SOHC — в современных ДВС встречается редко, но один распредвал у двигателей на автомобилях платформы B0: например, Рено Логан, Лада Гранта и Ниссан Альмера.

У ГРМ с двумя распредвалами — double overhead camshaft, или DOHC, — один открывает и закрывает клапаны впуска, другой — клапаны выпуска. У современных автомобилей обычно по четыре клапана на цилиндр, их приводят в движение толкатели. Схема DOHC сегодня самая распространенная в производстве двигателей для легковых авто.

/list/avtonovinki-zima-2022/

6 автомобилей, которые вышли на российский рынок зимой 2022

Типы ГРМ в зависимости от привода

Привод бывает ременной, цепной и зубчатый, или шестеренчатый, — в зависимости от того, что именно связывает коленвал и распредвал. В современных ДВС не бывает зубчатого ГРМ.

В ременном приводе ГРМ вращение от коленвала передает зубчатый ремень, который вынесен за картер ДВС. Он не требует дополнительной смазки и снижает уровень шума. Обслуживать такой привод относительно недорого и несложно.

Ресурс ремня сравнительно невелик — 60 000—70 000 км. Но, например, на Ауди А4 четвертого поколения, которые выпускались в 2007—2013 годах, производитель рекомендует менять ремень каждые 150 000 км пробега. На Ауди А6 с двигателем 2.0 TD CAGB ремень может пройти более 200 000 км — как хорошая массивная цепь.

Обрыв ремня у 16-клапанного ДВС может привести к загибу клапанов и серьезным повреждениям самого двигателя — восстановление обойдется дорого. У одновальных ДВС поршень цилиндра не достает до клапанов даже в самом верхнем положении — если ремень внезапно порвется, велика вероятность, что машина просто заглохнет и больше не запустится. Например, так у большинства 8-клапанных двигателей для Лад.

С ременным приводом можно купить автомобиль любого размера: какую угодно Гранту, Поло 2015 года выпуска и моложе, все поколения Логана, новый Ленд Ровер Дискавери с дизельным двигателем 3.0 и старые авто бизнес-класса. Ремни ГРМ на БМВ и Мерседесах по надежности не уступают массивной долговечной цепи, но встречаются только на старых машинах, которые не выпускают с середины 1990-х.

/audi-80-cheap-restore/

Как я бюджетно привела в порядок 30-летнюю Ауди 80

Цепной привод ГРМ. Механизм приводит в движение цепь, которую устанавливают в корпусе двигателя. Цепному приводу необходима смазка и дополнительные детали вроде башмака и успокоителя.

Обычно срок службы цепи — 150 000—200 000 км, поэтому менять ее нужно реже, чем ремень, но стоит она прилично дороже. У некоторых современных двигателей ресурс цепи почти как у ремня — около 100 000 км. Например, у Тигуана предпоследнего поколения с двигателем 1,4 л или у Октавии с 1,8 л. Необходимость соответствовать жестким экологическим требованиям вынуждает автопроизводителей уменьшать вес авто и узел ГРМ в том числе.

В отличие от ремня, который может внезапно оборваться, цепь со временем растягивается и может перескочить на один, два и более зубьев. Фазы распределения ГРМ сместятся, появятся проблемы в работе двигателя. Это не так страшно и дорого, как если бы загнуло клапаны, хотя бывают и тяжелые случаи.

Например, если на цепных двигателях концерна VAG 1,2 и 1,4 л проскочит цепь, придется ремонтировать головку блока цилиндров и менять клапаны. А если все пойдет совсем плохо и клапан повредит стенки цилиндра, придется менять двигатель целиком.

В основном цепной привод устанавливают в двигатели легковых автомобилей бизнес-класса и внедорожники. У концернов «Мерседес» и БМВ комплектация с цепью ГРМ есть практически у всего модельного ряда. «Тойота» ставит цепной привод на Хайлюкс и Ленд Крузер, «Ниссан» — на Икстрейл и Патфайндер.

/bmw-tune/

Я дооснастил свою БМВ и сэкономил 540 тысяч

Вместе с тем цепи все чаще встречаются у малолитражек и авто эконом-класса. ДВС с цепным приводом есть у Тойоты Ярис, Фольксвагена Поло седан до 2014 года, у Шкоды Октавии и Рапид, у Киа Рио и Форда Фокуса.

Типичные неисправности ГРМ

От работы ГРМ зависит стабильность работы двигателя, поэтому механизм важно своевременно обслуживать. В системе ГРМ много деталей, каждая из которых может выйти из строя. Вот как это может почувствовать водитель:

1. Двигатель стучит на малых оборотах, машина разгоняется медленнее — мощность явно упала. Стоит проверить тепловой зазор и состояние кулачков и подшипников распредвала.
2. Двигатель стучит, пока не прогреется: возможно, неисправны гидрокомпенсаторы.
3. Двигатель шумит в районе распредвала, в выхлопной системе что-то стреляет. Сбились фазы ГРМ.
4. Синий дым из выхлопной трубы, уровень масла в двигателе падает. Стоит проверить состояние маслосъемных колпачков, стержней и направляющих втулок клапанов.
5. Кратковременные перебои в работе двигателя, падает мощность, температура выше стандартной несмотря на то, что с охлаждающей жидкостью все в порядке, — возможно, износились пружины клапанов. Самая тяжелая форма такой неисправности — зависание клапанов. Это когда пружина настолько износилась, что не может вернуть клапан на место, он остается в открытом положении дольше, чем нужно, и может встретиться с поршнем. С современными авто такое бывает очень редко.

Работы по диагностике и ремонту ГРМ

Капитальный ремонт двигателя	От 15 000 Р для ВАЗ, от 30 000 Р для иномарок
Замена клапана со снятием и установкой цепи или ремня и головки блока цилиндров	От 5500 Р + 6000 Р + 4000 Р
Замена гидротолкателей со снятием и установкой цепи или ремня	От 3000 Р + 6000 Р
Замена маслосъемных колпачков со снятием и установкой цепи или ремня	От 2500 Р + 6000 Р
Замена распредвала со снятием и установкой цепи или ремня	От 2000 Р + 6000 Р
Замена цепи ГРМ	От 6000 Р
Снятие и установка ГБЦ	От 4000 Р ременной, от 6500 Р цепной
Замена ремня ГРМ	От 3500 Р
Регулировка клапанов	От 2500 Р
Диагностика двигателя	700—1500 Р

Капитальный ремонт двигателя

От 15 000 Р для ВАЗ, от 30 000 Р для иномарок

Замена клапана со снятием и установкой цепи или ремня и головки блока цилиндров

От 5500 Р + 6000 Р + 4000 Р

Замена гидротолкателей со снятием и установкой цепи или ремня

От 3000 Р + 6000 Р

Замена маслосъемных колпачков со снятием и установкой цепи или ремня

От 2500 Р + 6000 Р

Замена распредвала со снятием и установкой цепи или ремня

От 2000 Р + 6000 Р

Замена цепи ГРМ

От 6000 Р

Снятие и установка ГБЦ

От 4000 Р ременной, от 6500 Р цепной

Замена ремня ГРМ

От 3500 Р

Регулировка клапанов

От 2500 Р

Диагностика двигателя

700—1500 Р

Цены на запчасти для ремонта ГРМ на 21 марта 2022 года

Цепь ГРМ	От 35 000 Р за неоригинальный комплект, от 18 000 Р за одну цепь
Комплект ремня ГРМ с роликами	От 10 000 Р для ВАЗ, от 18 000 Р для иномарок
Распредвал	От 8000 Р на ВАЗ, от 20 000 Р за неоригинальный распредвал на иномарку
Втулки клапанов, комплект из 16 штук	От 3500 Р для ВАЗ, от 6500 Р для иномарок
Гидрокомпенсаторы	От 3000 Р для ВАЗ за комплект из 8 штук, от 700 Р за штуку для иномарок
Клапан	От 200 Р для ВАЗ, от 1500 Р для иномарок
Пружины клапанов	От 100 Р, но бывают и очень дорогие пружины

Цепь ГРМ

От 35 000 Р за неоригинальный комплект, от 18 000 Р за одну цепь

Комплект ремня ГРМ с роликами

От 10 000 Р для ВАЗ, от 18 000 Р для иномарок

Распредвал

От 8000 Р на ВАЗ, от 20 000 Р за неоригинальный распредвал на иномарку

Втулки клапанов, комплект из 16 штук

От 3500 Р для ВАЗ, от 6500 Р для иномарок

Гидрокомпенсаторы

От 3000 Р для ВАЗ за комплект из 8 штук, от 700 Р за штуку для иномарок

Клапан

От 200 Р для ВАЗ, от 1500 Р для иномарок

Пружины клапанов

От 100 Р, но бывают и очень дорогие пружины

Система управления фазовым сдвигом распределительного вала двигателя внутреннего сгорания (Патент)

Система управления фазовым сдвигом распределительного вала двигателя внутреннего сгорания (Патент) | ОСТИ. GOV

перейти к основному содержанию

• Полная запись
• Другое связанное исследование

Этот патент описывает двигатель внутреннего сгорания, вращающуюся муфту для изменения момента по крайней мере одного распределительного вала относительно коленчатого вала, вращающуюся муфту. Он содержит приводной фланец, приспособленный для соединения с коленчатым валом с возможностью вращения вокруг оси; ведомый фланец, выполненный с возможностью соединения с по меньшей мере одним распределительным валом с возможностью вращения вокруг оси; гидравлическую муфту, включающую корпусное средство, соединенное с одним из фланцев, и поршневое средство, взаимодействующее с корпусным средством и соединенное с другим фланцем, клапанное средство для регулирования потока жидкости в трубопроводе в ответ на управляющий сигнал; каждый челночный плунжерный элемент хранит заданный объем жидкости под давлением для избирательного перемещения в соответствующую одну из камер для жидкости в ответ на управляющий сигнал; и средство регулирующего клапана внутри средства трубопровода.

Изобретатели:

Симко А.О.; Шехтер, М М

Дата публикации:

16.06.1992

Идентификатор ОСТИ:

7166223

Номер(а) патента:

США 5121717; А

Номер заявки:

PPN: США 7-620517

Правопреемник:

Ford Motor Co., Дирборн, Мичиган (США)

Тип ресурса:

Патент

Отношение ресурсов:

Дата файла патента: 28 ноября 1990 г.

Страна публикации:

США

Язык:

Английский

Тема:

33 УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЕ ДВИГАТЕЛИ; ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ; СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ; МЕХАНИЗМЫ; ВАЛЫ; ДВИГАТЕЛИ; ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ; ЧАСТИ МАШИН; 330100* — Двигатели внутреннего сгорания; 330603 — Факторы конструкции автомобиля — система двигателя

---

Форматы цитирования

• MLA
• АПА
• Чикаго
• БибТекс

Симко А.О. и Шехтер М.М. Система управления фазовым сдвигом распределительного вала двигателя внутреннего сгорания . США: Н. П., 1992. Веб.

Копировать в буфер обмена

Симко, А. О., и Шехтер, М. М. Система управления фазовращателем распредвала двигателя внутреннего сгорания . Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена

Симко, А. О., и Шехтер, М. М., 1992. «Система управления фазовым сдвигом распределительного вала двигателя внутреннего сгорания». Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_7166223,
title = {Система управления фазовым сдвигом распредвала двигателя внутреннего сгорания},
автор = {Симко, А.О. и Шехтер, М.М.},
abstractNote = {Этот патент описывает двигатель внутреннего сгорания, вращающуюся муфту для изменения момента по крайней мере одного распределительного вала относительно коленчатого вала, вращающуюся муфту. Он содержит приводной фланец, приспособленный для соединения с коленчатым валом с возможностью вращения вокруг оси; ведомый фланец, выполненный с возможностью соединения с по меньшей мере одним распределительным валом с возможностью вращения вокруг оси; гидравлическую муфту, включающую корпусное средство, соединенное с одним из фланцев, и поршневое средство, взаимодействующее с корпусным средством и соединенное с другим фланцем, клапанное средство для регулирования потока жидкости в трубопроводе в ответ на управляющий сигнал; каждый челночный плунжерный элемент хранит заданный объем жидкости под давлением для избирательного перемещения в соответствующую одну из камер для жидкости в ответ на управляющий сигнал; и средство регулирующего клапана в средстве трубопровода.

},
дои = {},
URL-адрес = {https://www.osti.gov/biblio/7166223}, журнал = {},
номер =,
объем = ,
место = {США},
год = {1992},
месяц = ​​{6}
}

Копировать в буфер обмена

---

Полный текст можно найти в Ведомстве США по патентам и товарным знакам.

---

Экспорт метаданных

Сохранить в моей библиотеке

Вы должны войти в систему или создать учетную запись, чтобы сохранять документы в своей библиотеке.

Аналогичных записей в сборниках OSTI.GOV:

• Аналогичные записи

Двигатель внутреннего сгорания с фазовращателем распределительного вала и внутренней системой рециркуляции отработавших газов

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к системе и способу выборочного отключения по крайней мере некоторых цилиндров поршневого двигателя внутреннего сгорания, а более конкретно к системе и метод фазового сдвига распределительных валов как впускных, так и выпускных клапанов для отключения цилиндров при обеспечении рециркуляции выхлопных газов (EGR) с насосом в рабочие цилиндры.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Улучшенная экономия топлива может быть достигнута за счет деактивации некоторых цилиндров многоцилиндрового двигателя, в то время как остальные цилиндры несут желаемую нагрузку. Основная причина экономии топлива заключается в том, что рабочие цилиндры работают с более высокой удельной нагрузкой и, следовательно, с более высоким давлением в коллекторе, что приводит к уменьшению работы насоса на такте впуска.

Выпущены многоцилиндровые двигатели с возможностью отключения цилиндров. Как правило, в случае рядного 4-цилиндрового двигателя отключаются два цилиндра; в случае V6 отключаются три цилиндра (один ряд). В обоих случаях деактивация цилиндра осуществляется путем отключения как впускных, так и выпускных клапанов с помощью отдельных контроллеров клапанов. Это заставляет поршень сжимать и расширять захваченную массу внутри цилиндра при каждом обороте коленчатого вала, тем самым создавая газовую пружину. То есть захваченная масса газа попеременно сжимается и расширяется. Поскольку поршень просто сжимает и расширяет газ, заключенный в цилиндре, потери на трение и термодинамические потери относительно невелики, а другие цилиндры двигателя, которые фактически работают, могут работать с гораздо большей эффективностью, так что общий КПД двигателя улучшается. Если пренебречь теплопередачей и потерями на прорыв газов в поршневых кольцах, работа, выполненная при сжатии, восстанавливается при расширении, поэтому единственная затрачиваемая работа — это трение для скольжения узла поршень/кольцо в отверстии цилиндра и подшипниках шатуна. И механическое трение деактивированных цилиндров уменьшается из-за значительно более низких пиковых давлений в цилиндрах.

К сожалению, известные системы, которые отключают как впускные, так и выпускные клапаны цилиндров двигателя, довольно дороги и, следовательно, непривлекательны, поскольку транспортные средства, в которых экономия топлива является наиболее важной, часто продаются в более низком ценовом диапазоне и, следовательно, не могут управлять цена, достаточная для компенсации стоимости дополнительного оборудования.

Другим решением отключения цилиндров является использование сдвоенного двигателя с одинаковым рабочим объемом. Это означает, что исполнительный механизм используется для одинакового сдвига фаз впускного и выпускного распределительных валов на отключаемых цилиндрах. Если клапаны на отключенных цилиндрах управляются двумя распределительными валами (DOHC), одним для выпускных и одним для впускных, то фазовращатель должен будет управлять обоими в равной степени с некоторыми средствами взаимосвязи. По сути, они будут работать как один верхний кулачок для фазового сдвига для деактивации цилиндра. Если предположить, что один верхний кулачок (SOHC) на цилиндрах отключен, распределительный вал отстает (или, альтернативно, может опережать) примерно на 9От 0 до 100 градусов от стандартной синхронизации с использованием фазовращателя с широким диапазоном. Масса, которая втягивается в цилиндр в конце такта впуска, выталкивается обратно во время первой части такта сжатия. Выхлопной газ, который выталкивается во время последней части такта выпуска, втягивается во время первой части такта впуска. Таким образом, нет чистого массового потока через деактивированные цилиндры и фактическое устранение насосной работы чистого цикла, что приводит к истинному отключению цилиндра.

Другая проблема возникает с обеими упомянутыми системами деактивации цилиндров, а также с другими. При использовании системы отключения цилиндров в двигателе уровень оксидов азота (NOx) при работе с частичной нагрузкой может быть выше допустимого. В обычном двигателе при частичной нагрузке перепад давления между выхлопной системой (как правило, около атмосферного давления) и впускным коллектором (давление намного ниже атмосферного из-за дросселирования) вызывает рециркуляцию отработавших газов (EGR) из выхлопной системы через регулирующий клапан. клапана внешней системы рециркуляции отработавших газов во впускной коллектор, тем самым контролируя выбросы NOx.

Однако при работе двигателя с переменным рабочим объемом, когда некоторые цилиндры отключены, рабочие цилиндры несут нагрузку, которая обычно приходится на весь двигатель. Таким образом, они работают при гораздо более высоком абсолютном давлении во впускном коллекторе из-за меньшего дросселирования. Это более высокое давление уменьшает побуждение газов системы рециркуляции отработавших газов к течению, и, кроме того, по мере увеличения нагрузки на двигатель это приведет к отсутствию потока рециркуляции отработавших газов именно тогда, когда выбросы NOx самые высокие и потребность в системе рециркуляции отработавших газов наибольшая.

Поэтому желательны экономичные и надежные средства деактивации цилиндров, которые также решают проблемы, связанные с выбросами NOx.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В своих вариантах осуществления настоящее изобретение предполагает четырехтактный многоцилиндровый поршневой двигатель внутреннего сгорания, имеющий коленчатый вал и множество поршней, взаимно содержащихся внутри множества цилиндров. Двигатель содержит по меньшей мере один впускной тарельчатый клапан и по меньшей мере один выпускной тарельчатый клапан для каждого цилиндра двигателя и распределительный вал для управления впускными клапанами и выпускными клапанами. Фазер распределительного вала соединен с распределительным валом для регулировки вращательного положения распределительного вала относительно вращательного положения коленчатого вала. Впускной коллектор, имеющий общую камеру нагнетания, сообщается с каждым из впускных клапанов, а взаимосвязанная система выпуска отработавших газов принимает выхлопные газы, по крайней мере, от некоторых цилиндров, которые должны оставаться полностью активными, и по крайней мере, от некоторых из цилиндров, которые должны быть отключены. Контроллер соединен с фазовращателем распределительного вала для деактивации, по крайней мере, некоторых цилиндров и рециркуляции выхлопных газов из деактивированных цилиндров в общую камеру за счет управления фазовращателем распределительного вала, так что для цилиндров, которые должны быть деактивированы, синхронизация распределительного вала регулируется таким образом. что впускной клапан и выпускной клапан открываются и закрываются в точках, немного отличающихся от симметричных относительно положения вращения коленчатого вала, при котором изменяется направление движения поршня цилиндра.

В настоящем изобретении дополнительно рассматривается способ работы многоцилиндрового четырехтактного поршневого двигателя внутреннего сгорания с числом цилиндров, меньшим максимального. Способ включает этапы: обеспечения впускного коллектора, имеющего общую камеру нагнетания; обеспечение выхлопной системы, соединенной с цилиндрами; определение множества рабочих параметров двигателя и транспортного средства, включая, по меньшей мере, нагрузку на двигатель и частоту вращения двигателя; сравнение измеренных рабочих параметров с заданными пороговыми значениями; выдачу команды работы частичного цилиндра двигателя в случае, если измеренные параметры превышают указанные пороговые значения, чтобы деактивировать по меньшей мере один цилиндр указанного двигателя; регулировку момента по меньшей мере одного распределительного вала, который управляет тарельчатыми впускными и выпускными клапанами цилиндров, подлежащих деактивации, таким образом, чтобы события подъема клапана как для впускного, так и для выпускного клапана смещались по фазе от стандартной синхронизации; и дополнительно регулируют синхронизацию по меньшей мере одного распределительного вала так, чтобы выхлопные газы проходили мимо тарельчатых впускных клапанов отключенных цилиндров в общую камеру.

В настоящем изобретении используется сдвиг фаз впускного и выпускного распределительных валов в широком диапазоне. Система в соответствии с настоящим изобретением просто использует приводной механизм для одинакового фазового сдвига впускного и выпускного распределительных валов на отключаемых цилиндрах, а также для обеспечения нагнетания рециркуляции отработавших газов, когда эти цилиндры отключены. Если клапаны на отключенных цилиндрах управляются одним верхним распредвалом, то фазовращатель подключается к одному распредвалу. Если клапаны на отключенных цилиндрах управляются двойными верхними распределительными валами, одним для выпускных и одним для впускных, то фазовращатель будет управлять обоими распределительными валами в равной степени либо путем предоставления двух фазовращателей, по одному на каждый распределительный вал, либо одного фазовращателя. при условии, что в случае одинарного фазовращателя два распределительных вала механически связаны друг с другом. Таким образом, в соответствии с настоящим изобретением регулировка синхронизации событий подъема клапана не влияет на относительную синхронизацию между событием подъема выпускного клапана и событием подъема впускного клапана. То есть синхронизация между событиями подъема выпускного клапана и впускного клапана остается постоянной, независимо от фазового сдвига.

Кроме того, все цилиндры в этом двойном равном двигателе с переменным рабочим объемом соединены общей выхлопной системой. Затем, за счет замедления (или, альтернативно, опережения) фазирования кулачкового вала деактивированных цилиндров за положение отсутствия чистого потока, поток изменит направление и фактически подаст рециркуляцию отработавших газов в общую камеру нагнетания и, следовательно, в цилиндры зажигания. Затем фазировка распределительного вала регулируется для большего или меньшего количества EGR и действует как насос EGR, подающий необходимый EGR в цилиндры зажигания для контроля NOx. Эта операция особенно эффективна, когда цилиндры воспламенения сильно нагружены, и, даже если давление воздуха в коллекторе находится на высоком уровне, EGR все же можно прокачать, чтобы уменьшить выбросы NOx.

Соответственно, целью настоящего изобретения является создание двигателя, в котором отключение цилиндров осуществляется за счет двойного равного сдвига фаз кулачка вместе с нагнетаемой системой рециркуляции отработавших газов во время отключения цилиндров, при этом выхлопные газы перетекают из отключенных цилиндров в активные цилиндры за счет дополнительного сдвига фаз кулачка.

Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что кулачковые фазовращатели, используемые для отключения цилиндров, могут использоваться для прокачки EGR, что позволяет создать систему отключения цилиндров, которая работает надлежащим образом с минимальными затратами и сводит к минимуму выбросы NOx.

Другим преимуществом настоящего изобретения является то, что датчики кислорода в отработавших газах могут использоваться для управления с обратной связью потоком EGR через деактивированные цилиндры для точного управления EGR в активных цилиндрах.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

РИС. 1 представляет собой схематическое изображение двигателя, оснащенного системой отключения цилиндров согласно настоящему изобретению;

РИС. 2 представляет собой принципиальную схему двигателя согласно настоящему изобретению;

РИС. 3 представляет собой схематическую диаграмму, аналогичную фиг. 2, иллюстрирующий альтернативный вариант осуществления настоящего изобретения; и

РИС. 4 представляет собой схематическую диаграмму, аналогичную фиг. 2, иллюстрирующий третий вариант осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

РИС. 1 показан один цилиндр 8 многоцилиндрового четырехтактного поршневого двигателя внутреннего сгорания 10. Двигатель 10 имеет коленчатый вал 12 с шатуном 14 и поршнем 16, расположенным в цилиндре 8. Воздух, который был отрегулирован напорным дросселем 28, расположенным перед цилиндром 8, поступает в цилиндр 8 через впускной канал 18 вместе с топливом из топливной форсунки 19.. Входящий поток регулируется впускным клапаном 20, который приводится в действие впускным распределительным валом 25. Свеча 21 зажигания используется обычным образом для воспламенения воздушно-топливной смеси. Выхлопные газы выходят из цилиндра 8 через выпускное отверстие 22 после прохождения через выпускной клапан 24. Выпускной клапан 24 приводится в действие выпускным распредвалом 26. Как и в обычных двигателях этого типа, вход и выход воздуха в двигатель и из него 10 управляется путем регулировки фаз впускного распределительного вала 25 и выпускного распределительного вала 26 соответственно.

Фазер 34 кулачка соединен с обоими распределительными валами 25, 26, который регулирует относительное положение вращения распределительных валов 25, 26 относительно коленчатого вала 12. Конечно, отдельные фазовращатели распределительного вала могут использоваться как для впускного распределительного вала 25, так и для выпускного распределительного вала. 26 до тех пор, пока они могут сдвигаться по фазе одновременно. Контроллер 36 взаимодействует с фазовращателем 34 кулачка, чтобы управлять синхронизацией и величиной фазового сдвига кулачка, который имеет место. Следует отметить, что фиг. 1 показан двигатель 10, имеющий конфигурацию с двумя верхними распределительными валами. Однако, как будет очевидно специалистам в данной области техники, ввиду настоящего изобретения, вместо этого может использоваться конфигурация с одним верхним кулачком для приведения в действие и регулировки синхронизации как впускного клапана 20, так и выпускного клапана 24.

Распределительные валы 25, 26 вращаются с половинной скоростью вращения коленчатого вала 12, как в обычном четырехтактном двигателе. Таким образом, используемые здесь термины «такт впуска», «такт выпуска», «такт сжатия» и «такт расширения» относятся к этим обычным тактам, которые известны специалистам в области двигателей внутреннего сгорания. и эти ходы упоминаются обычным образом, даже когда цилиндр деактивирован. Это сделано для удобства понимания моментов в цикле работы двигателя, в которых происходят различные события согласно настоящему изобретению.

РИС. 2 схематично показана конфигурация двигателя V6, в которой используется цилиндр 8, показанный на фиг. 1. Правый ряд 30 цилиндров 8а представляет собой цилиндры, подлежащие деактивации, в то время как левый ряд 32 цилиндров 8b представляют собой цилиндры, которые остаются активированными (т.е. работают) для всех режимов работы двигателя. В цилиндрах 8а, подлежащих деактивации, распределительные валы 25, 26, которые отстают примерно на 90°-100° от стандартной синхронизации, должны будут использовать фазовращатель с широким диапазоном. Для левого ряда 32, в то время как на фиг. 1 показан фазовращатель распределительного вала, распределительный вал для левого ряда 32 может иметь или не иметь фазовращатель. Фазер кулачка не требуется на левом ряду 32 для стратегии деактивации цилиндра, но может использоваться для других причин стратегии двигателя, известных специалистам в данной области техники.

Впускной коллектор, имеющий общую впускную камеру 38, поступает во впускные каналы 18 через впускной канал 52. При такой конфигурации деактивированные цилиндры 8а испытывают такое же давление во впускном коллекторе, что и пусковые цилиндры 8b, которые несут нагрузку. Таким образом, нагнетательная камера 38 должна быть достаточно большой, чтобы пульсация впуска, вызванная отключенными цилиндрами 8а, не нарушала работу пусковых цилиндров 8b.

Выхлопная система 40 включает правый коллектор 42 и левый коллектор 44, которые сообщаются с правым 30 и левым 32 блоками соответственно. Они соединяются вместе в одном желобе 46, образуя взаимосвязанный выхлоп.

Существует много условий, при которых желательно эксплуатировать двигатель с меньшим количеством цилиндров, чем максимальное, и, как отмечалось выше, цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы обеспечить такую ​​частичную работу. В соответствии с настоящим изобретением регулировка синхронизации событий подъема клапана не влияет на относительную синхронизацию между событием подъема выпускного клапана и событием подъема впускного клапана. То есть синхронизация между событиями подъема выпускного клапана и впускного клапана остается постоянной, независимо от фазового сдвига.

В типичном алгоритме управления отключение цилиндров не будет использоваться, если частота вращения двигателя не превысит минимальное пороговое значение, а нагрузка на двигатель не станет меньше минимального порогового значения. В этом смысле термин «превышение» используется здесь для обозначения того, что значение измеряемого параметра может быть больше или меньше порогового значения. Другие параметры, помимо частоты вращения двигателя и нагрузки, также могут использоваться для определения момента отключения цилиндра. В случае, если измеренные параметры превышают пороговые значения, контроллер 36 дает команду фазовращателю 34 распределительного вала отрегулировать или сместить синхронизацию распределительных валов 25, 26, которые приводят в действие впускной клапан 20 и выпускной клапан 24, соответственно, для достижения момента, необходимого для деактивации цилиндра. . Точная величина временной задержки должна быть определена экспериментально; но управляющим фактором является то, что событие впуска должно быть приблизительно центрировано (симметрично) относительно НМТ, а событие выпуска — приблизительно центрировано относительно ВМТ. Как будет очевидно специалисту в данной области техники с учетом этого раскрытия, распределительные валы 25, 26 также могут быть сдвинуты по фазе примерно на 9°.0° опережает стандартное время для достижения того же результата.

В двигателе, имеющем систему согласно настоящему изобретению, атмосферное давление, которое достигается на такте выпуска, поддерживается на протяжении части такта впуска, пока не откроется впускной клапан 20, а выпускной клапан 24 не закроется. После этого давление снижается до давления ниже атмосферного в нижней мертвой точке (НМТ) такта впуска (уровень которого определяется давлением в камере 38 впускного коллектора) до тех пор, пока выпускной клапан 24 не закроется. Затем давление в цилиндре 8а поддерживается на уровне давления во впускном коллекторе через НМТ такта впуска и вновь увеличивается в ходе такта сжатия до сверхатмосферного значения, которое затем снижается в ходе такта расширения, следующего за тактом сжатия. Масса, которая втягивается в цилиндр 8а в конце такта впуска, выталкивается обратно во время первой части такта сжатия. Масса, которая выталкивается из цилиндра 8а в конце такта выпуска, втягивается обратно во время первой части такта впуска. Таким образом, нет чистого массового потока через деактивированные цилиндры, что устраняет необходимость в каком-либо специальном дросселе, регуляторе дросселя или отсечном клапане потока для деактивированных цилиндров 8а.

Поскольку повышение давления от ниже атмосферного до атмосферного, которое происходит, когда поршень 16 движется от НМТ к верхней мертвой точке (ВМТ) на такте выпуска, снижается до такого же давления ниже атмосферного при последующем расширении до НМТ на такте впуска чистый эффект заключается в том, что работа, необходимая для сжатия газов в цилиндре 8а, извлекается во время расширения такта впуска, и в результате в цилиндре 8а двигателя рассеивается очень мало энергии. Это предотвращает насосные потери, которые произошли бы, если бы воздух проходил через систему впуска в период, когда цилиндры 8а выключены. Специалистам в данной области техники будет понятно, ввиду этого раскрытия, что различные механизмы фазовращателя распределительного вала могут быть использованы с целью обеспечения фазовращателя распределительного вала 34. Например, патент США No. US 5107804 раскрывает лишь один из множества механизмов фазовращателя распределительного вала, которые могут быть использованы в системе согласно настоящему изобретению. Такая система и способ раскрыты в заявке на патент США Сер. № 08/543744, включенный сюда в качестве ссылки.

Описание настоящего изобретения до этого момента описывает средства отключения цилиндров, но не касается выбросов NOx. Для этого контроллер 36 дополнительно приводит в действие фазовращатель 34 кулачка, чтобы сдвинуть фазу немного выше точки, в которой достигается состояние отсутствия чистого потока для деактивации цилиндра. Правый ряд цилиндров 30 теперь не только деактивирован, но и действует как насос EGR, подающий газы EGR к работающему левому ряду цилиндров 32. Противоток возникает во время периода перекрытия клапанов, который происходит частично во время такта впуска. Стрелки на фиг. 2 показан поток газов, когда правый ряд 30 деактивирован, а затем фазовый сдвиг немного больше.

Путем регулировки фаз газораспределения для увеличения замедления (или опережения в зависимости от обстоятельств) деактивированные цилиндры 8a теперь втягивают часть выхлопных газов вверх через правый коллектор 42 из левого коллектора 44, которые в противном случае вытекали бы вместе с остальными выхлопных газов, производимых стреляющими цилиндрами 8b, в объединенный канал 46. Этот выхлопной газ в деактивированных цилиндрах 8а будет закачиваться в общую впускную камеру 38 и смешиваться с поступающим воздухом, поступающим через дроссельную заслонку 28 камеры перед входом в стреляющие цилиндры 8b. Величина фазового сдвига за пределы условия отсутствия чистого потока, конечно, будет зависеть от желаемого количества рециркуляции отработавших газов, необходимого для снижения содержания NOx, хотя, как правило, дальнейший фазовый сдвиг примерно до 20 градусов коленчатого вала сверх условия отсутствия чистого потока считается, что условия потока достаточны для необходимого количества рециркуляции отработавших газов.

Рассмотренный выше вариант осуществления относится к двигателю V6. Тем не менее, специалисты в данной области техники поймут с учетом этого раскрытия, что система в соответствии с данным изобретением может быть использована в двигателе V6 или V12, или, если на то пошло, двигателе V8, если двигатель V8 оборудован совмещенным двигателем. плоский коленчатый вал.

РИС. 3 иллюстрирует второй вариант осуществления настоящего изобретения. Этот вариант осуществления позволяет более точно определить величину замедления (или, альтернативно, опережения) кулачка, которая необходима для создания требуемой величины потока EGR для режима деактивации цилиндра. В первом варианте количество рециркуляции EGR, нагнетаемой деактивированными цилиндрами 8а, определяется экспериментально для заданной величины задержки распределительного вала. Тогда эта величина замедления считается правильной во время работы двигателя. Хотя этого может быть достаточно для некоторых применений, может возникнуть необходимость в более точном управлении фактическим потоком EGR.

Нагретый датчик кислорода в выхлопных газах (HEGO) 50 помещается в направляющую 52 впускного коллектора одного из деактивированных цилиндров 8a и сообщается с контроллером 36. Датчик HEGO обычно используется в обычных бензиновых двигателях в качестве устройства. для поддержания стехиометрического соотношения воздух/топливо. Его выходное напряжение переключается в зависимости от концентрации кислорода (коэффициента эквивалентности) при переходе от богатого или обедненного к стехиометрии.

При работе с частичной нагрузкой (т. е. с отключенным одним рядом цилиндров) при стехиометрическом соотношении воздух/топливо (коэффициент эквивалентности равен единице) датчик HEGO 50 переключается, когда выхлопные газы начинают поступать из отключенного цилиндра 8а во впускной коллектор 38. Таким образом, он будет указывать, когда фазирование кулачка задерживается после состояния отсутствия чистого потока и начинает нагнетать EGR (стехиометрический выхлопной газ) во впускной канал 52. В этот момент контроллер 36 отрегулирует кулачок до калиброванного заданного значения. настройка относительно состояния отсутствия чистого потока, которая будет накачивать желаемое количество EGR в цилиндры 8b зажигания. Точное знание того, когда достигается состояние отсутствия чистого потока из-за фазирования кулачков, позволяет более точно управлять потоком.

РИС. 4 иллюстрирует третий вариант осуществления настоящего изобретения. Другая конфигурация для управления с обратной связью скорости EGR, которую можно использовать не только для стехиометрической работы двигателя, но также и для работы двигателя на обедненной смеси, заключается в размещении универсального датчика кислорода в отработавших газах (UEGO) 56 в камере 38 впускного коллектора. имеет линейную выходную мощность в зависимости от концентрации кислорода (коэффициент эквивалентности). Когда распределительный вал для деактивированного ряда цилиндров 30 задерживается после положения отсутствия чистого потока, и газ EGR начинает закачиваться во впускной коллектор 38, датчик UEGO 56 измеряет концентрацию кислорода (коэффициент эквивалентности) смеси, обеспечение системы с замкнутым контуром для управления точным количеством рециркуляции отработавших газов, требуемым для запускающих цилиндров 8b.