Система газораспределения VANOS

Система газораспределения VANOS

Система газораспределения — одна из наиболее быстро изменяющихся в современном двигателе.

Сачала распределительный вал «переехал» в головку цилиндров, потом появились многоклапанные моторы, и вот уже наступила пора изменяемых фаз газораспределения. Впрочем, от распределительного вала пока никуда не деться. Пока.

Зачем нужны все эти ухищрения? Ответ прост: требования к экономичности, токсичности, приспособляемости моторов год от года растут. Удовлетворить запросы непросто, так что замысловатые технические решения — осознанная необходимость. Уже очевидно, что будущее — за двигателями с непосредственным впрыском топлива, как дизельными, в чьих перспективах мало кто сомневается, так и бензиновыми, эпоха которых только началась. Между тем, задача системы газораспределения не изменилась — обеспечивать наилучшее наполнение цилиндра, продувку камеры сгорания и высокий крутящий момент в широком диапазоне оборотов. Последнего удалось достичь регулированием фаз — либо поворотом распределительного вала, либо с помощью дополнительных кулачков с измененным профилем. Однако даже такие сложные системы эффективны в довольно узких пределах. Согласитесь, что мысль об индивидуальном приводе каждого клапана просто обязана была прийти кому-нибудь в голову.

«Вредная» дроссельная заслонка

Одной из самых совершенных конструкций газораспределительного механизма признана система Double VANOS, применяемая фирмой БМВ на рядных шестицилиндровых моторах машин новой третьей серии и спортивных М3. Здесь оба распределительных вала, управляющие соответственно впускными и выпускными клапанами, могут поворачиваться относительно начального положения, изменяя моменты начала впуска и выпуска (длина фаз, определяемая профилем вала, постоянна), а также продолжительность перекрытия клапанов (фаза, когда впускной и выпускной клапаны открыты одновременно). Но даже она создает оптимальные условия работы мотора только на полном дросселе. В иных режимах поток воздуха ограничивает дроссельная заслонка — именно она определяет количество воздуха, поступающее в двигатель, на основании которого электроника управления впрыском и зажиганием рассчитывает количество бензина и остальные параметры.

При работе двигателя на режимах частичной нагрузки от дроссельной заслонки один убыток — она создает во впускном трубопроводе разрежение, которое ухудшает наполнение цилиндров. Идеальным вариантом было бы открывать впускной клапан только на время, необходимое, чтобы достичь нужного наполнения цилиндра горючей смесью.

В результате появилась механическая система управления не только фазами, но и подъемом впускных клапанов. К уже стандартному Double VANOS добавился механизм, изменяющий высоту подъема впускных клапанов (рис. 1). Между распределительным валом 1 и каждой парой впускных клапанов 4 поместили дополнительный рычаг 3: в зависимости от положения его оси вращения изменяется закон движения клапанов. Положение оси, в свою очередь, задается при вращении эксцентрикового вала 2. Таким образом, и высота подъема клапанов, и, соответственно, продолжительность фазы впуска изменяются в зависимости от нажатия на педаль газа и дроссельная заслонка становится ненужной.

Проведенные испытания показали, что средний расход топлива двигателем без дроссельной заслонки, измеренный по методике EU 93/116, ниже на 10% по сравнению с обычным мотором, оснащенным только Double VANOS. Если в реальной эксплуатации велика доля режимов с частично открытой дроссельной заслонкой, то экономия может достигать даже 18%.

По утверждению специалистов фирмы, подобная система — возможный предел усовершенствования бензинового двигателя с впрыском во впускной трубопровод. Дальнейшее увеличение эффективности возможно только с помощью весьма экзотических конструкций, изменяющих, казалось бы, незыблемое — степень сжатия и рабочий объем двигателя.

От механического к электромагнитному

Можно ли улучшить наполнение цилиндров, не увеличивая число и размер клапанов, не удлиняя фазу впуска и не увеличивая подъем? Можно — если приводить клапаны не с помощью кулачков, а электромагнитным или гидравлическим приводом. При тех же времени открытия и высоте подъема определяющий параметр «время-сечение» будет больше, поскольку клапан открывается и закрывается значительно быстрее. Только благодаря этому можно увеличить крутящий момент двигателя примерно на 5%.

Опытный образец четырехцилиндрового мотора БМВ с электромагнитными клапанами и непосредственным впрыском бензина уже испытывают на стендах в Мюнхене. Привод клапанов выглядит следующим образом: подпружиненный клапан помещен между двумя электромагнитами, которые удерживают его в крайних положениях: закрытом или полностью открытом. Специальный датчик выдает блоку управления информацию о текущем положении клапана. Это необходимо, чтобы снизить до минимальной его скорость в момент касания седла. Количество воздуха, поступающего в цилиндр, определяется продолжительностью открытия клапана — высота подъема не регулируется.

Возможности системы практически ничем не ограничены: достаточно изменить программу управления клапанами, чтобы мотор с четырьмя клапанами на цилиндр в доли секунды стал двух- или трехклапанным; можно выборочно отключать цилиндры, эффективно тормозить двигателем при любых оборотах, на ходу изменять рабочий процесс и превращать четырехтактный мотор в двухтактный или шести-, даже в восьмитактный (на режимах с частичной нагрузкой) — такого шикарного инструмента для самых разнообразных исследований у двигателистов еще не было.

«Даймлер-Бенц» играет на дизеле

Ведет исследования в области индивидуального управления клапанами и компания «Даймлер-Бенц». Двигатель в лаборатории Ульриха Летше оборудован гидравлическим приводом клапанов (рис. 2). «Но многие поначалу неправильно понимают его работу, — говорит г-н Летше. — Они полагают, что клапаны приводятся только гидравлически».

На самом деле привод напоминает пружинный маятник — гидравлика служит лишь «спусковым крючком», после которого движением клапана управляет пружина. Для дизельного двигателя необходимы большая мощность и усилие привода, поскольку в момент открытия выпускного клапана в цилиндре еще достаточно большое давление.

Опытный двигатель Летше — одноцилиндровый, рабочим объемом около 2 л — собран на основе поршневой группы мотора «Мерседес-Бенц-Актрос». Максимальное число оборотов не превышает 2000 об/мин, но преимущества нового газораспределительного механизма очевидны. Фазы открытия впускных и выпускных клапанов оптимальны во всем диапазоне частот вращения и нагрузок, что позволяет экономить до 10% топлива и примерно на столько же уменьшить токсичность выхлопа. И хотя для дизельных двигателей грузовиков высокие обороты не нужны, гидропривод сохраняет работоспособность до 6000 об/мин, что делает возможным его применение и на легковых автомобилях.

Особенно привлекательным для грузовых автомобилей выглядит управление процессом торможения двигателем за счет варьирования ширины фазы выпуска, а также изменения рабочего объема многоцилиндровых моторов путем отключения цилиндров.

Далеко ли до рынка?

Разумеется, на этот вопрос никто из специалистов не дал прямого ответа — подобные сведения всегда держат в тайне до последнего дня. Если речь идет о моторе с электромагнитным приводом клапанов, то поклонников баварской фирмы можно огорчить: хотя экспериментальный двигатель внешне очень похож на серийный, до начала производства, по самым оптимистичным прогнозам, не меньше пяти лет. Иное дело мотор без дроссельной заслонки с механическим управлением подъемом клапанов — он может появиться на конвейере уже через пару лет.

«Мерседесовский» мотор — пока еще только лабораторная «морская свинка», но если улучшение экономических показателей оправдает усложнение конструкции, то ждать придется не так уж долго.

Однако самое главное впереди — варьирование характеристик поршневых моторов в невероятно широких пределах становится доступным человеку с компьютером, а экипаж XXI века окончательно превращается в ЭВМ на колесах. А наш старый знакомый — распределительный вал. уходит на пенсию, да не один, а вместе с дроссельной заслонкой.

Что такое VANOS на BMW? Принцип работы + разбор плюсов и минусов

Скачать PDF

Любой уважающий себя владелец BMW, задумывается о установке Ваноса, но к сожалению, большинство слабо понимает в деталях, что это такое, есть ли смысл и что получится в итоге. Наша редакция пришла к мнению, что этот вопрос нужно освятить во всех деталях. Так что, готовьтесь к техническому погружению, разбора этого вопроса.

Содержание

• Что это такое?
• Плюсы
• Принцип работы
  • На примере
• Минусы
• Стоит ли его ставить?
• Про обслуживание
• Признаки поломки

Что это такое?

VANOS — это устройство, которое устанавливается в газораспределительную систему. Оно помогает управлять фазами, для повышения эффективности двигателя. Сама система бывает двух типов: Single (установка только на клапана с одним поршнем) и Double (на клапана с двумя поршнями).

Устанавливается в приводные шестерни распредвалов, влияя на открытие клапанов. Давление же в системе регулируется электро-магнитным клапанов, завязанное полностью с блоком управления двигателем.

История: Система была разработана в 90-х годах, изначально устанавливалась на BMW 5 серии, постепенно совершенствуясь. В данный момент на машины этого производителя устанавливается 4 модификаций системы.

* Подобная технология, есть у каждого крупного производителя, смысл работы тот же, меняется только название (CVVT, VVT, DVVT, VVC, MIVEC, CVTCS, VVT-i, VVTL-i).

Интересный факт: Слово ВАНОС, никак не склоняется. Произносится всегда именно так.

Плюсы

• Снижение расхода топлива в городском режиме. Однако это не влияет, если хорошенько наваливать и валить боком;
• Снижается токсичность выхлопных газов;
• Холостые обороты прекращают плавать, особенно это заметно на прогреве или работе двигателя в низких температурах (например в северных регионах или холодных зим);
• Плавный прирост мощности при наборе оборотов — нет резких скачков, разгон машины становится более предсказуем;
• Время прогрева двигателя снижается;
• Повышение крутящего момента на высоких оборотах.

Принцип работы

Устанавливаемые масляные поршни, управляются ЭБУ, изменяя положение по своим сторонам, задавая нужное время открытия клапанов, позволяя более точно и лучше делать топливо-воздушную смесь.

Первая версия системы (SINGLE), могла регулировать только положение распределенного вала, впуск же менялся скачками, что было не совсем технически верно.

Вторая версия (Double), регулирует уже впуск и выпуск, что позволило плавно открывать клапана, более лучше обогащая топливную смесь. Здесь можно провести аналог с системой EGR. Принцип тот же самый.

На примере

• После запуска мотора, система переходит в специальный режим работы для прогрева, чтобы уменьшить время прогрева двигателя и катализатора;
• После прогрева до рабочей температуры, клапаны начинают открываться с задержкой, именно эта фишка позволяет повысить мощность мотора;
• С ростом оборотов, время открытия клапанов сокращается, в итоге путем дожигания выхлопных газов, повышается крутящий момент, двигатель раскрывается на 100% своих возможностей.

Минусы

• Снижается ресурс двигателя;
• Разрушаются уплотнительные кольца. Из-за повышенной температуры и условий работы изначально не заложенных в конструкцию элементов двигателя;
• Износ поршней. Сплав металла, из которого они сделаны, не рассчитан на такое;
• В звуке двигателя появляется металлический шум, от которого не избавиться;
• Сколы и задиры в поршнях. В будущем это приведет к провалам работы на холостом году, изменения звука работающего мотора и проседанию крутящего момента (считайте то финальной стадией, особенно на старых моторах без капиталок).

Стоит ли его ставить?

Если вы купили подержанную БМВ и хотите валить боком, как все пацаны на районе, спешим вас расстроить — это не ваш вариант. Во-первых, на старом движке, полностью потенциал Ваноса, никак не раскроете, а во-вторых убьете мотор, который и так скорее всего доживает свое время.

В итоге просто потратите деньги и время, и не при продаже не отобьете даже части вложенных денег.

Смысл в установке есть, только, когда уверены в ресурсе двигателя. Например лично сделали ему капитальный ремонт (или уверены, что предыдущий владелец сделал), или вариант при замене движка на контрактный.

Про обслуживание

Масло придется менять чаще. В идеале раз в 6000 км, поскольку мотор будет работать на другой мощности, не заложенной инженерами на стадии проектирования. Прекратите слушать тех, кто орет, что масло можно менять вообще раз в 13.000 км. и не заморачиваться.

К самому маслу нужно предъявлять повышенные требования, лить только нормальное, не экономя, и банально избегая подделок.

Чаще меняйте уплотнительные кольца на поршнях, да, по времени это будет затратно, но сэкономит огромные деньги в будущем. Именно замена избавит от проблем их люфта и повышенного износа.

Эти 2-е нехитрых манипуляции, позволят уберечь сам Ванос, да и двигатель от потери ресурса. К примеру, сам ВАНОС, стоит в районе $1000 (если берем новый, оригинальный). При варианте покупки с разборки на четверть цены, не рассчитывайте на его идеальное состояние, все касяки вскроются очень быстро.

Покупайте только оригинальные рем. комплекты, не ведитесь на китайские или другие аналоги. Мы можем порекомендовать вам хороший онлайн сервис https://dlt-audit.ru/ играть онлайн на платформе выгодно еще и тем, что здесь можно заработать приличные деньги. Средняя цена рем. комплекта — $60

При грамотном обслуживании, система может спокойно пройти 500.000 км. А неразумная экономия, снизит эту цифру до 300.000 км. Если все установлено правильно, с использованием живых элементов, то система даже на аварийной стадии поломки, будет работать на максимум своего ресурса, это фишка всего концерна BMW, по крайней мере старой школы.

Что такое ванос(vanos bmw)? как он работает и устроен?

BMW X5 e53. Замена VANOS и цепей ГРМ. Мотор M62B44.

В результате вибрация на холостых, вялая тяга, повышенный расход, грохот, нестабильный пуск двигателя, залив свечей, детонация и прочее. В современных силовых агрегатах компания применяет только управляемые компьютером системы Vanos, хотя раньше применялись и другие варианты. Также на этапе прогрева система работает в особом режиме, позволяющим быстрее прогреть каталитические нейтрализаторы до рабочей температуры.

Vanos/double-Vanos. Система регулировки фаз газораспределения Vanos/double-Vanos. Более плавная работа на холостых оборотах, высокий крутящий момент…

Система технологична и очень надежна. Со временем они не задубеют и не покроются трещинами. В связи с этим, рекомендуем не затягивать с ремонтом vanos.

При высоких оборотах двигателя система вновь переходит в режим позднего открывания клапанов, так как при этом двигатель полностью раскрывает свой потенциал мощности. Мы изготавливаем и продаем новые уплотнительные кольца из материалов которые превосходят по своим характеристикам материалы используемые в оригинальных исполнительных узлах Ванос.

Система с Vanos-шестернями по принципу работы схожа с Single Vanos, но имеет более совершенную и компактную конструкцию за счёт помещения всего исполнительно механизма внутрь шестерён звёздочек ГРМ.

Vanos-шестерни всех распредвалов Эта система является логическим продолжением систем Ванос третьего поколения, то есть включает в себя управляющие шестерни на впускных и выпускных распредвалах.

Впервые эта система появилась на двигателях n-серии в году. Ну с историей вроде бы разобрались, теперь осталось разобраться как все это работает.

Последние новости

На самом деле, если подробно разобраться, то все становиться очень ясно и понятно. Разбираться будем на примере самого первого поколения, а именно Single Vanos. Убрать «заусенцы» внутри управляющего цилиндра, можно свернутой в трубочку абразивным слоем наружу наждачной бумагой после процедуры обязательно промыть весь исполнительный узел ванос например бензином.

Если задиры незначительные отшлифовать мелкой наждачной бумагой до устранения задиров, обязательно заменить уплотнительные кольца и металлическое кольцо наборного подшипника.

Зашкурить задиры заусенцы , отшлифовать мелкой наждачной бумагой до устранения задиров фланец распредвала и звезду. Помимо плохой работы двигателя и шума, дальнейшая эксплуатация авто с неисправным Vanos повлечет за собой износ шлицевого вала и звезды появятся люфты.

В итоге образовавшийся люфт будет влиять на положение распредвалов и как следствия неправильный градус открытия закрытия клапанов. Революционная технология Vanos была впервые представлена BMW в году. Технология Double-Vanos применяется на серийных автомобилях с года.

Похожие вопросы

Как следствие появляются зазоры приводящие к негерметичности механизма внутри, в результате для поворота распредвалов требуется гораздо большее давление масла которое возможно при более высоких оборотах, и чем старее Ваш Vanos тем более высокие нужны обороты, а когда давления масла уже не хватает для поворота валов Vanos перестает работать в принципе Срок службы нового заводского Ванос не большой, ухудшение работы заметно уже на пробеге в 50 тыс.

На фотографии ниже видно, что снятые уплотнительные кольца давно уже не имеют ничего общего с резиной: У нас есть решение этой проблемы!

По сути они находятся друг в друге и при движении шестерней в Ваносе, начинают двигаться и шестерни распредвалов, тем самым изменяя фазы газораспределения степень открытия впускных выпускных клапанов. Как же они начинают двигаться? В самом Ваносе находятся маленькие поршни, которые под определённым давлением масла, начинают перемещаться вперёд-назад, тем самым воздействуя на шестерни распредвалов.

Само же давление масла, регулируется электро-магнитным клапаном, который работает от системы управления двигателем «мозгов» , которая, в свою очередь получает данные от датчиков расположения распредвалов Короче вот, небольшое видео, на тему-как это работает. Вот по идее и всё устройство…в кратце. Но вопрос следующий, зачем же это всё нужно?

Во первых, как и у любой системы газораспределения, самая главная задача Ваноса-это снижение расхода топлива и соответственно, снижение вредных выбросов в атмосферу.

Далее, более ровная работа на холостых оборотах, посредством более позднего открытия клапанов. Первой задачей устройства является сохранение работы двигателя в те моменты, когда можно снизить или отключить подачу топлива.

Еще одно важное преимущество применения системы — снижение количества вредных выбросов. Существуют и негативные эффекты, такие как значительное повышение стоимости ремонтных работ.

Ванос БМВ. Принцип работы ваноса

Теперь вы знаете, что это такое, Vanos, но стоит разобраться с задачами механизма более подробно. STiQ 7 7 лет Система изменения фаз газораспределения. Более плавная работа на холостых оборотах, высокий крутящий момент и улучшенная эластичность двигателя.

Система double-Vanos регулирует фазы газораспределения, оптимизируя мощность двигателя при любых оборотах.

Замена / ремонт VANOS (Ваноса) BMW

«Добрый день! Меня зовут Александр Севашов. Я приглашаю вас в свой технический центр «BMW запад». Здесь вас ждут качественно новый уровень обслуживания. И тысячи возможностей сделать свой автомобиль инидивидуальным.»

Руководитель технического центра «БМВ запад»

Двигатели BMW обладают своей собственной уникальной системой изменения фаз газораспределительного механизма VANOS (от немецкого Variable Nockenwellensteuerung). Появившись впервые в начале девяностых годов прошлого столетия она без особых изменений дожила до наших дней (первые системы регулировали только впускные клапаны, но позже ваносы начали отвечать и за выпуск). Залогом такой долгой жизни системы стала ее эффективность (значительное снижение расхода топлива, рост мощности и эластичности двигателя), а также относительная простота и надежность исполнительного механизма. Но несмотря на все плюсы у ваносов есть и свои слабые места.

В этой статье мы расскажем, как не «приговорить» VANOS на своем автомобиле раньше времени, как определить первые признаки износа системы, что будет, если несмотря на эти симптомы, продолжить эксплуатацию авто и как не наделать ошибок при диагностике и ремонте системы изменения фаз газораспределения.

Стоимость замены ВАНОС на BMW

Срок службы VANOS на BMW

Система VANOS – это сложный механизм. Разные его части изнашиваются с различной скоростью. Ремкомплекты для этого узла производитель не выпускает, поэтому, например, на старых рядных шестицилиндровых двигателях поколения «M» ориентироваться приходилось на наиболее уязвимые резиновые уплотнительные кольца поршней системы. Как правило они «дубели» уже к 50-60 тысяч километрам пробега.

На двигателях новых семейств «N» и «B» резиновые уплотнители уже не применяются, и замену системы VANOS лучше совместить с заменой цепи ГРМ (то есть на пробеге около 100-120 тысяч километров).

На продолжительность жизни системы VANOS влияет не только пробег, но и сильные перепады температуры (в российский условиях температура двигателя колеблется от -35°C до 115°C). Кроме того, срок службы системы зависит от качества масла (зачастую жидкость может оказаться достаточно дорогой, но неподходящей по вязкости к условиям эксплуатации или типу двигателя), а также от его уровня и интервалов замены.

Признаки неисправности VANOS на BMW

• Затрудненный пуск двигателя (особенно это заметно при минусовых температурах);
• Неустойчивая работа двигателя на холостом ходу (нарушение фаз газораспределения);
• Шум и стук при работе двигателя (раздается из-под клапанной крышки в передней части двигателя, где находится исполнительный механизм системы VANOS);
• Снижение динамических показателей двигателя (падение крутящего момента);
• Увеличенный расход топлива (нарушение фаз газораспределения);
• Характерный запах отработавших газов из-за повышения токсичности выхлопа (при неисправной системе VANOS катализатор долго прогревается до рабочих температур).

Если не отремонтировать VANOS вовремя

Выход из строя системы изменения фаз газораспределения происходит постепенно и неисправность исполнительного узла VANOS не приводит к моментальной остановке или поломке двигателя. Тем не менее, эксплуатация автомобиля с неисправным ваносом влечет за собой нарушение фаз газораспределения, а это, в свою очередь, приводит к: