Zmiany faz wałków rozrządu, działanie

Warunki działania zmiany faz wałków rozrządu, informacje ogólne

 Zacisk 87M WŁ (układ sterowania pracą silnika WŁ)

 Silnik pracuje

Zmiany faz wałków rozrządu, informacje ogólne

Za pomocą nastawnika faz wałka rozrządu można przestawić wszystkie cztery wałki rozrządu bezstopniowo do położenia 40° wału korbowego . Umożliwia to szeroki zakres zróżnicowania nakładania się na siebie pracy zaworów podczas zmian obciążeń.

Dzięki temu optymalizowany jest przebieg momentu obrotowego silnika i poprawiane są parametry spalin.

Pokrywanie się czasu pracy zaworów

Zawory ssące otwierają się, zanim zamkną się zawory wydechowe.

-----------------------------------------------------------------------------------------

Moduł sterujący ME (N3/10) w celu zmiany faz wałków rozrządu odczytuje dane z następujących czujników:

– miernik masy powietrza (B2/5), obciążenie silnika

– czujnika Halla wałka rozrządów zaworów ssących z lewej i prawej strony (B6/4, B6/5), położenie wałka rozrządu zaworów ssących

– czujnika Halla wałka rozrządów zaworów wydechowych z lewej i prawej strony (B6/6, B6/7), położenie wałka rozrządu zaworów wydechowych

– czujnik temperatury płynu chłodzącego (B11/4)

– czujnik Halla wału korbowego (B70), prędkość obrotowa silnika

-----------------------------------------------------------------------------------------

Zmiany faz wałków rozrządu, przebieg działania

Przebieg działania jest opisany w następujących punktach:

 Przebieg działania - aktywacja zmiany faz wałków rozrządu

 Przebieg działania - zmiany

 Przebieg działania - zakres przestawiania

 Przebieg działania - położenie podstawowe

 Przebieg działania - przecięcie zaworów

 Przebieg działania - monitorowanie położeń wałka rozrządu

 Przebieg działania - diagnostyka

Przebieg działania - aktywacja zmiany faz wałków rozrządu

Uruchomienie zmiany faz wałków rozrządu przez moduł sterujący ME jest zależne od prędkości obrotowej silnika i temperatury oleju silnikowego.

Moduł sterujący ME określa temperaturę oleju silnikowego na podstawie różnych danych eksploatacyjnych (np. temperatura płynu chłodzącego, czas, obciążenie silnika) oraz wprowadzonego do pamięci modelu temperaturowego.

-----------------------------------------------------------------------------------------



Temperatura oleju silnikowego jest ważna, aby także przy gorącym oleju silnikowym ciśnienie oleju (>1,5 bar) było wystarczające do regulacji wałków rozrządu.

Jeśli ciśnienie oleju jest za małe, zmiana faz wałków rozrządu zaworów ssących jest początkowo problematyczna, ponieważ przy malejącej prędkości obrotowej silnika (małe ciśnieniu oleju) muszą one być przestawiane w kierunku przeciwnym do obrotów silnika.

W celu wspomagania tego procesu przy każdym regulatorze łopatkowym po stronie wydechu znajduje się sprężyna powrotna.

Jeżeli wszystkie cztery wałki rozrządu mają mieć zmienione fazy, to zmiana faz wałków rozrządu zaworów wydechowych następuje z opóźnieniem (później). Zapobiega to problemom związanym z niedoborem oleju oraz gwarantuje prawidłowe działania mechanizmu blokującego.

Mechanizm zmiany faz wałków rozrządu jest uruchamiany w zależności od obciążenia silnika:

– przy temperaturze oleju silnikowego 80 °C od ok. 600 obr/min

– przy temperaturze oleju silnikowego 120 °C (strona ssania) od ok. 800 obr/min

– przy temperaturze oleju silnikowego 120 °C (strona wydechu) od ok. 1050 obr/min

-----------------------------------------------------------------------------------------

Przebieg działania - zmiany

Elektromagnesy nastawcze wałka rozrządu zaworów ssących z lewej lub prawej strony (Y49/4, Y49/5) i elektromagnesy nastawcze wałka rozrządu zaworów wydechowych z lewej lub prawej strony (Y49/6, Y49/7) są zasterowywane przez moduł sterujący ME sygnałem modulowanym szerokością impulsu (sygnał PWM).

W zależności od wartości charakterystycznych wypełnienia wykresu regulowane są tłoki sterujące. W zależności od ich położenia regulowana jest objętość oleju (pod ciśnieniem) na potrzeby regulatora łopatkowego. W regulatorach łopatkowych cylindry łopatkowe, połączone na stałe z wałkami rozrządu, są obracane na skutek ciśnienia oleju.

Przebieg działania - zakres przestawiania

Wałki rozrządu
zaworów ssących: położenie 4° wału korbowego przed górnym martwym punktem do
położenia 36° wału korbowego za górnym martwym punktem

Wałki rozrządu
zaworów ssących: 20° wału korbowego przed GMP do 20° wału korbowego za GMP

Przebieg działania - położenie podstawowe

Wałki rozrządu zaworów ssących: 36° wału korbowego za GMP

Wałki rozrządu zaworów ssących: 20° wału korbowego przed GMP

Do rozruchu wałki rozrządu są unieruchamiane w stałym położeniu trzpieniem blokującym (blokowanie). Położenie rozruchowe jest odblokowywane hydraulicznie w chwili pierwszego zasterowania elektromagnesów nastawczych wałka rozrządu zaworów ssących i zaworów wydechowych.

P07.61-3165-75

Przedstawiono na przykładzie strumienia oleju w regulatorze łopatkowym wałka rozrządu zaworów ssących

2/3 Tłok sterujący

a Przestrzenie olejowe dla fazy późnej

b Przestrzenie olejowe dla fazy wczesnej

c Olej pod ciśnieniem z wałka rozrządu zaworów ssących

d Obieg powrotny oleju

e Kierunek obrotu

Górna część rysunku:

Napełnienie przestrzeni olejowej (A), przestrzeń olejowa (B) otwarta.

Dolna część rysunku:

Napełnienie przestrzeni olejowej (B), przestrzeń olejowa (A) otwarta.

Przebieg działania - przecięcie zaworów

Przy małej prędkości obrotowej silnika i nieznacznym obciążeniu ustawiany jest przez moduł sterujący ME duży zakres nakładania się na siebie pracy zaworów, w celu osiągnięcia wewnętrznego dopalania spalin. Zasysana jest przy tym niewielka ilość gazu, ponieważ spaliny ubogie w tlen wciąż jeszcze pozostają w cylindrach. W ten sposób obniża się temperatura spalania i redukowane jest tworzenie tlenków azotu (NOX).

Masa zasysanego powietrza jest redukowana o ilość jeszcze pozostałych spalin. Odpowiednio moduł sterujący ME skraca czas wtrysku.

Najmniejsze nakładanie się pracy zaworów podczas zmiany ładowania jest możliwe gdy wałki rozrządu zaworów wydechowych są ustawione maksymalnie przed GMP (wcześnie) a wałki rozrządu zaworów ssących maksymalnie za GMP (późno).

Zwiększony udział świeżego gazu powoduje wtedy większy moment obrotowy silnika i wzrost mocy silnika.

Przebieg działania - monitorowanie położeń wałka rozrządu

Położenia wałków rozrządu są rejestrowane przez czujniki Halla wałka rozrządu zaworów ssących i czujniki Halla wałka rozrządu zaworów wydechowych i przekazywane do modułu sterującego ME. Rejestrowanie położeń odbywa się poprzez rozpoznanie pozycji kół impulsowych, które znajdują się z przodu na wałkach rozrządu.

Przebieg działania - diagnostyka

Podczas diagnostyki mechanizmu zmiany faz wałka moduł sterujący ME sprawdza, czy wałki rozrządu podczas uruchomienia silnika znajdują się w zablokowanym położeniu do rozruchu i czy po krótkiem czasie pracy silnika osiągana jest żądana zmiana faz. Ponadto rozpoznawane są usterki stopnia końcowego (w module sterującym ME) elektromagnesów nastawczych wałków rozrządu i uszkodzenie czujnika Halla wałka rozrządu.

P07.61-3164-76

Rysunek zmiany faz wałka rozrządu zaworów ssących

1 Koło impulsowe

2 Zawór sterujący

2/1 Pierścień zabezpieczający

2/2 Podkładka

2/3 Tłok sterujący

2/4 Sprężyna powrotna

2/5 Korpus zaworu z gwintem prawym (strzałka) (po stronie wydechu z gwintem lewym)

3 Regulator łopatkowy

4 Wałek rozrządu zaworów ssących

Y49/4 Elektromagnes nastawczy wałka rozrządu zaworów ssących z lewej strony

Y49/5 Elektromagnes nastawczy wałka rozrządu zaworów ssących z prawej strony

P07.61-3166-75

Rysunek regulatora łopatkowego wałka rozrządu zaworów ssących

3/1 Koło napędowe

3/2 Obudowa

3/3 Sworzeń blokujący

3/4 Sprężyna dociskowa

3/5 Trzpień pasowany

3/6 Tłok łopatkowy

3/7 Wkładki uszczelniające z podkładkami sprężystymi

3/8 Pokrywa

3/9 Pierścień typu O