Valvetronic

Система контроля перемещения клапанов

Разработчик: BMW

Конструкторы бензиновых двигателей, словно былинный витязь, оказались на перепутье. К 2005 году степень токсичности всех новых моторов, работающих по циклу Отто, должна быть приведена в соответствие с требованиями экологического стандарта EURO 4. К цели ведут несколько дорог, но по крайней мере две из них не являются идеально ровными.

Перенастроика процессоров управления двигателем самый простой и дешевый способ (а потому наиболее распространенный). Но электронная узда ощутимо снижает отдачу моторов, особенно малого и среднего литража. Скажем реальный потенциал современной 2-литровой атмосферной четверки соответствует возможностям 1.8-литрового двигателя той же архитектуры начала 90-х. Куда живей моторы с непосредственным впрыском бензина. К тому же они дают значительное сокращение выбросов СО. Но есть и оборотная сторона медали. Поскольку сгорание топлива в двигателях системы GDI (Gasoline Direct Injection) происходит при существенно более высоких температурах, это приводит к увеличению выбросов окислов азота NOx. Преградить им путь в атмосферу способны лишь специальные «ловушки NOx». Что бы их не вывели из строя содержащиеся в современных бензинах примеси серы такие катализаторы нуждаются в дополнительной системе регенерации. Все это, а также высочайшая прецизионность системы впрыска немало увеличивает стоимость моторов семейства GDI. Переход на новые сорта бензина без примесей серы потребует серьезной реконструкции нефтеперерабатывающей промышленности, а следовательно огромных капиталовложений.

Существуют и третий, менее затратный, путь — создание моторов с обычной системой впрыска, но без дроссельнои заслонки. Известно, что работы в этом направлении ведут DaimlerChrysler и FIAT, но успешнее их оказалась BMW. На Женевском автосалоне (2001) была представлена новая модель BMW 316ti Compact с революционным серийным (!) двигателем с системой Valvetronic. Как механическая система впрыска, а до этого — карбюратор дроссельная заслонка отправлена в отставку.

На моторах с обычной системой впрыска заслонка выполняет роль дозатора поступающего в цилиндры воздуха, образующего вместе с бензином рабочую смесь, от количества и качества которой зависит мощность. Однако эта вращающаяся на оси округлая пластинка подобна двуликому Янусу. При неполной нагрузке частично открытая дроссельная заслонка становится преградой на пути всасываемого в цилиндры воздуха. На преодоление этого сопротивления мотору приходится отдавать долю мощности, а значит быстрее пустеет бензобак, да и выхлоп, понятно, не становится чище.

В принципе эффекта дроссельнои заслонки можно достичь, плавно изменяя во всем диапазоне оборотов величину хода впускных клапанов. Идея сколь заманчивая, столь и труднореализуемая. Только представьте, чтобы мотор ровно работал на холостом ходу (в этот момент зазор между седлом и клапаном составляет сотые доли миллиметра), необходимо отрегулировать клапанный механизм с точностью до тысячных долей миллиметра! И вот проблемы решены. Valvetronic способен скрупулезно контролировать перемещение клапанов в диапазоне 0-9,7 мм. Чтобы увеличить степени свободы системы распредвал-коромысло-клапан, инженеры BMW дополнили ее двумя новыми элементами — эксцентриковым валом и промежуточным рычагом (см. схему). Перемещая эксцентриковый вал, электродвигатель увеличивает или уменьшает плечо промежуточного рычага, тем самым удлиняя или укорачивая ход впускных клапанов в соответствии с нагрузкой двигателя.

Применение системы Valvetronic сулит немалую топливную экономию, которая, по расчетам, на холостом ходу достигает 18%, а в наиболее ходовом диапазоне оборотов, при частичных нагрузках — 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. Само собой разумеется, 1,8-литровая «четверка» BMW удовлетворяет требованиям стандарта EURO 4. Двигатель с системой Valvetronic непривередлив и легко «переваривает» обычный бензин с примесями серы. Как это нередко происходит, устранение посредника (в данном случае дроссельной заслонки) ускоряет дело: новый мотор BMW практически без заминки реагирует на нажатие педали «газа», что не может не радовать поклонников активного стиля вождения. В общем, преимущества Vaivetronic вполне оправдывают 15-процентное повышение себестоимости двигателя.

Отчасти это удорожание объясняется необходимостью искусственно воссоздать разряжение в системе усилителя тормозов, которое заслонка обеспечивала «безвозмездно». Так на задней оконечности распредвала выпускных клапанов появился специальный вакуумный насос. Впрочем, если «распотрошить» новый мотор BMW, то в нем удастся отыскать и… дроссельную заслонку. Немецкие инженеры поступили в соответствии с любимой русской поговоркой Рональда Рейгана «Доверяй, но проверяй». Заслонка теперь используется лишь для диагностики системы Valvetronic. Как только проверка завершена, заслонка полностью открывается.

В скором будущем системой Valvetronic будут оснащены 2-литровые «четверки» мощностью 140 л.с., а в течение ближайших двух лет от дроссельной заслонки избавятся также 8- и 12-цилиндровые двигатели баварской фирмы. Как утверждается, речь идет о самом грандиозном проекте в истории моторостроения BMW…

Установленный на BMW 316ti Compact=

АвтоОбоз © 1999-2017. Версия 4.0. Идея и создание: Александр Флегентов

Яндекс.Метрика