Zmiany faz wałków rozrządu, działanie

P07.61-3032-76

Na rysunku przedstawiono silnik 272

1 Regulator łopatkowy wałka rozrządu zaworów wydechowych z lewej strony

B2/5 Przepływomierz powietrza (HFM)

B6/4 Czujnik Halla wałka rozrządu zaworów
ssących z lewej strony

B6/5 Czujnik Halla wałka rozrządu zaworów
ssących z prawej strony

B6/6 Czujnik Halla wałka rozrządu zaworów
wydechowych z lewej strony

B6/7 Czujnik Halla wałka rozrządu zaworów
wydechowych z prawej strony

B11/4 Czujnik temperatury płynu chłodzącego

B70 Czujnik Halla wału korbowego

N3/10 Moduł sterujący ME

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

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

Y49/6 Elektromagnes nastawczy wałka
rozrządu zaworów wydechowych z lewej strony

Y49/7 Elektromagnes nastawczy wałka
rozrządu zaworów wydechowych z prawej strony

Fazy wszystkich czterech wałków rozrządu mogą być bezstopniowo zmieniane o kąt obrotu wału korbowego do 40° KW. Umożliwia to szeroki zakres zróżnicowania nakładania się na siebie pracy zaworów podczas zmian obciążeń. Przy nakładaniu się na siebie pracy zaworów, zawory ssące otwierają się jeszcze przed całkowitym zamknięciem zaworów wydechowych.

Zakres zmiany faz wałków rozrządu w ° wału korbowego:

wałek rozrządu zaworów ssących 4° przed GMP do 36° po GMP

wałek rozrządu zaworów wydechowych 20° przed GMP do
20° po GMP

Zablokowane położenie podczas rozruchu w ° wału korbowego:

wałek rozrządu zaworów ssących 36° po GMP

wałek rozrządu zaworów wydechowych 20° przed GMP.

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

Przy małej prędkości obrotowej silnika i nieznacznym obciążeniu ustawiany jest duży zakres nakładania się na siebie pracy zaworów, w celu osiągnięcia wewnętrznego dopalania spalin. Zasysana jest przy tym mniejsza ilość powietrza, ponieważ pewna część ubogich w tlen spalin pozostaje w cylindrze. Temperatura spalania spada i redukowana jest ilość powstających NOX. Masa zasysanego powietrza jest redukowana o ilość dopalanych spalin. Odpowiednio do tego moduł sterujący ME dawkuje mniejszą ilość paliwa.

Najmniejszy zakres nakładania się na siebie pracy zaworów przy zmianie obciążenia występuje wtedy, gdy wałki rozrządu zaworów wydechowych są przestawione w maksymalnym stopniu w kierunku "wcześnie", a ssących - w kierunku "późno". Zwiększony udział świeżego powietrza zwiększa moment obrotowy i moc silnika.

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

Udostępnienie zmian faz wałków rozrządu jest zależne od prędkości obrotowej silnika i od temperatury oleju silnikowego, aby również przy gorącym oleju zapewnić wystarczające ciśnienie oleju (zmiana faz wałków rozrządu wymaga ciśnienia oleju co najmniej ok. 1,5 bar). Jeśli ciśnienie oleju jest za małe, zmiana faz wałków rozrządu zaworów ssących jest początkowo problematyczna, ponieważ przy malejącej prędkości obrotowej silnika, i tym samym malejącym 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.

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

Udostępnienie zależnych od obciążenia i prędkości obrotowej zmian faz wałków rozrządu następuje:

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

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

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

Magnesy nastawcze wałków rozrządu są sterowane przez moduł sterujący ME sygnałem masowym. Uruchamianie tłoków sterujących w regulatorach łopatkowych następuje poprzez zależną od charakterystyki proporcję impulsów. Odpowiednio do położenia tłoków sterujących zmienia się ilość oleju w regulatorach łopatkowych.

W przypadku jednoczesnej zmiany faz wszystkich wałków rozrządu w dużym zakresie, zmiana następuje ze zwłoką, aby nie dopuścić do problemów z zasilaniem olejem. Priorytet ma przy tym zmiana faz wałków rozrządu zaworów ssących.

Każde położenie wałka rozrządu jest rejestrowane przez czujnik Halla. Są one umieszczone przed regulatorami wałków rozrządu i odczytują położenie wycięć w kołach impulsowych. Podczas diagnostyki następuje test, czy wałki rozrządu znajdują się w zablokowanym położeniu do rozruchu i czy po krótkiej zwłoce osiągana jest żądana zmiana faz. Ponadto sprawdzane są usterki stopni końcowych magnesów nastawczych i czujników Halla wałków rozrządu.

P07.61-3164-76

Położenie zaworu sterującego, na przykładzie strony ssania

1 Koło impulsowe

2 Zawór sterujący

2/1 Pierścień zabezpieczający

2/2 Element dociskowy

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

P07.61-3165-75

Przepływ oleju w regulatorze łopatkowym, na przykładzie strony ssania

2/3 Tłok sterujący

A Komory olejowe zmiany faz w kierunku "późno"

B Komory olejowe zmiany faz w kierunku "wcześnie"

c Ciśnienie oleju z wałka rozrządu

d Obieg powrotny oleju

e Kierunek obrotów

Górna część rysunku:

napełnianie komór A,
komory B są otwarte

Dolna część rysunku:

napełnianie komór B,
komory A są otwarte

P07.61-3166-75

Budowa regulatora łopatkowego, na przykładzie strony ssania

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