Что такое valvetronic на бмв
Что такое Valvetronic, как он работает и зачем нужен? Разбираемся на примере мотора BMW N42B18
Что такое Valvetronic, как он работает и зачем нужен? Разбираемся на примере мотора BMW N42B18
С 2000 годов компания BMW начала активную борьбу за эффективность своих моторов, бензиновых и дизельных. На какие только ухищрения они не шли. Так, в 2001 году были представлены 4-цилиндровые атмосферные бензиновые моторы семейства N42, которые получили всё лучшее, что изобрели инженеры их Мюнхена.
Так, моторы BMW N42B18 и BMW N42B20, стали обладателями «Двойного Ваноса» (Double Vanos) – прежде 4-цилиндровые моторы BMW без этой «топовой» системы изменения фаз газораспределения. Вдобавок в ГБЦ поместили сложных механизм системы Valvetronic – это было ее первое появление на серийных моторах. Казалось бы, все удалось. 1,8-литровый атмосферник N42B18 впечатлил судей конкурса «Лучший двигатель года», за что его признали победителем в номинации «от 1,4 до 1,8 литров».
Особенности мотора N42B18 мы подробно обсуждаем в нашем видеоролике
Проблемы мотора N42
Казалось бы, мотор удался. Он производил впечатление даже несмотря на довольно невысокую мощность – всего 114 л.с. и тягу в 175 Нм. Система Double Vanos, представляющую собой фазовращатели на обоих распредвалах, трудилась ради снижения расхода топлива и улучшения экологических показателей двигателя. Однако надежность системы оказалась невысокой. Так как работой муфт заведует гидравлика, то при появлении протечек через многочисленные резиновые уплотнения на управляющих клапанах система работает некорректно. Вдобавок появляется люфт, а за ним и износ муфт.
Система Valvetronic – это отдельный механизм, расположенный в ГБЦ, который регулирует высоту поднятия впускных клапанов. Такая регулировка необходима для того, чтобы мотор мог обходиться без дроссельной заслонки и отмерять количество попадающего в цилиндры воздуха регулировкой открытия клапанов. Однако баварские инженеры все равно оставили дроссельную заслонку, которая регулирует работу двигателя при холодном пуске, прогреве мотора до рабочей температуры и в аварийном режиме, если Valvetronic выходит из строя.
Собственно механика Valvetronic состоит из электромотора, который через червячную передачу проворачивает эксцентриковый вал. Его эксцентрики воздействуют – нажимают – на промежуточные роликовые рычаги, на нижних концах которых находятся лопатки, давящие уже на рокеры клапанов. Эксцентрики, отклоняя промежуточные рычаги, изменяют плечо, через которое кулачки распредвала давят на клапана и открывают их. Таким образом и регулируется высота открытия впускных клапанов.
Механизм Valvetronic занимает немало места под клапанной крышкой
В системе Valvetronic немало слабых мест. Во-первых, из строя выходит сам электромотор. Его корпус сделан герметичным, чтобы графитовая пыль с его щеток не смешивалась с моторным маслом. Поэтому частички графита собираются в корпусе электродвигателя и через некоторое время «начинают коротить» его. На практике сервопривод Valvetronic ходит не более 150 000 км.
Есть и проблема с износом впускного распредвала, на который постоянно давят мощные возвратные пружины промежуточных рычагов. Они прижимают распредвал к верхним бугелям, в которых отсутствуют каналы смазки. Со временем шейки распредвалов или бугели изнашиваются, появляется критичный зазор.
Вдобавок со временем изнашиваются эксцентрики системы Valvetronic. К тому же возвратные пружины промежуточных рычагов могут попросту отломаться и упасть в полость ГБЦ, при этом отключив впускные клапана, чьи промежуточные рычаги они возвращали в первоначальное положение.
На этом фото запечатлен износ эксцентриков и поломка возвратной пружины механизма Valvetronic.
Другие недостатки мотора BMW N42
Мотор N42 в буквальном смысле слова «горяч»: температура открытия термостата настроена на 95 градусов (на моторах до 12.2001) и на 105 градусов. Это сделано ради повышения тепового КПД мотора. Поэтому мотор BMW N42 легко «кипятит» и залитое в него масло, и «поджаривает» маслосъемные колпачки (сальники) клапанов. Масло в нем может разогреваться до 125°С, что приводит к его быстрой деградации. Следовательно, в него можно заливать только качественное масло с правильным допуском и менять его каждые 10 000 км. Но при пробеге порядка 50 000 – 70 000 км начнется масложор из-за того, что сальники клапанов рассохнутся и перестанут выполнять свои функции. Их придется менять с таким интервалом.
При довольно высокой температуре термостатирования двигатель BMW N42 очень легко перегреть. Тем более что радиаторы имеют свойство быстро и сильно забиваться грязью.
Цепь ГРМ мотора BMW N42 растягивается при пробеге в 100 000 км. Механизм ГРМ начинает «по-дизельному» греметь и шуметь.
Купить контрактный двигатель BMW N42B18 или BMW N42B20 вы можете у компании «Автостронг-М» с гарантией до 30 дней.
BMW Valvetronic — новый подход к газораспределению
Дебютировавший на Женевском автосалоне 2001 года легковой автомобиль BMW 316ti Compact вызвал большой интерес своим новым 1,6-литровым двигателем с системой газораспределения Valvetronic, которую специалисты тут же окрестили революционной. Действительно, новинка, уже находящаяся в производстве, способна одновременно решить множество важных проблем.
Как известно, в 2005 году в Европе вступят в силу новые нормы по токсичности Евро-4, и уже сейчас моторостроителей беспокоят способы удовлетворения этим требованиям их серийной продукции. Испытанный прием — очередная перенастройка блока управления — существенно ухудшает мощностные параметры моторов и поэтому больше не приемлема. Переход на непосредственный впрыск бензина в цилиндры увеличивает выбросы окислов азота, и это обстоятельство требует установки на машины более совершенных нейтрализаторов. Эти устройства, чтобы их не вывели из строя примеси серы, содержащейся с избытком в европейском бензине, должны иметь систему регенерации, которая существенно увеличивает их стоимость, а вместе с этим ставит под вопрос саму идею применения системы непосредственного впрыска бензина на моторах.
Компания BMW решила отказаться от впрыска в цилиндры, но вместо этого внедрить на своих моторах новую систему газораспределения, при которой отпадает необходимость в дроссельной заслонке — старом и очень несовершенном узле регулирования подачи поступающей в цилиндры рабочей смеси. Давно было известно, что при неполном открытии заслонки она увеличивала сопротивление проходу воздуха, что приводило к росту расхода топлива и повышению токсичности выхлопных газов, однако это долгое время считалось неизбежным злом.
Повысить экономичности моторов без потерь мощности при удовлетворении норм Евро-4 и сохранении системы впрыска во впускной коллектор инженерам BMW удалось благодаря введению дозирования поступающей в цилиндры рабочей смеси путем изменения высоты подъема впускных клапанов. Сложнейшая задача потребовала разработки специального механизма, который мог бы работать с величайшей точностью, ведь диапазон подъема клапана должен был быть равен 0 — 9,7 мм.
Привычная цепочка «распредвал — коромысло — клапан» была дополнена эксцентриковым валом и промежуточным рычагом. Эксцентриковый вал вращается приводимый от электродвигателя через червячную передачу. В созданной кинематической цепи электромотор, «руководимый» компьютером, поворачивая эксцентриковый вал, увеличивает или уменьшает плечо промежуточного рычага, задавая необходимую свободу перемещения коромыслу, с одной стороны опирающемуся на гидротолкатель, а с другой воздействующему на впускной клапан. Меняется плечо промежуточного рычага — меняется высота подъема клапанов в соответствии с нагрузкой на двигатель.
Кроме того, увеличивается действие т.н. инерционного эффекта. Топливновоздушная смесь внутри цилиндра запирается клапанами при гораздо большем давлении, ее плотность выше, чем при минимальных оборотах.
Величина открытия клапана = h1
Величина открытия клапана = h2
Из рисунков видно, что величина открытия клапана при максимальных оборотах h2 больше, чем при минимальных.
Кулачок, смещающий ось толкателя, имеет электрический привод. Это позволяет задавать угол поворота нелинейным и программировать его индивидуально для каждого двигателя.
Испытания показали, что при 15-процентном повышении себестоимости двигатели с новой системой газораспределения, получившей название Valvetronic, дают 18-процентное снижение расхода топлива при работе на холостом ходу и 10-процентное при работе на частичных нагрузках. Проблема соответствия нормам Евро-4 успешно решена. Улучшилось быстродействие в цепочке «педаль газа — система питания», что благоприятно сказалось на снижении времени реакции автомобиля на действия со стороны водителя. Ну, а как быть с разрежением в коллекторе, необходимом для работы усилителя тормозов? Специально для нужд тормозной системы установили вакуумный насос. Самое интересное, что введя столько нового, старую дроссельную заслонку не убрали из двигателя совсем. Она стала необходима лишь при диагностике системы Valvetronic. На всех режимах работы мотора заслонка всегда «отдыхает», оставаясь полностью открытой.
В ближайшее время система Valvetronic будет внедрена на всех других бензиновых автомобильных двигателях компании BMW. Интересно, чем ответят конкуренты?
Система Valvetronic
Дебютировавший на Женевском автосалоне 2001 года легковой автомобиль BMW 316ti Compact вызвал большой интерес своим новым 1,6-литровым двигателем с системой газораспределения Valvetronic, которую специалисты тут же окрестили революционной. Действительно, новинка, уже находящаяся в производстве, способна одновременно решить множество важных проблем.
Как известно, в 2005 году в Европе вступят в силу новые нормы по токсичности Евро-4, и уже сейчас моторостроителей беспокоят способы удовлетворения этим требованиям их серийной продукции. Испытанный прием — очередная перенастройка блока управления — существенно ухудшает мощностные параметры моторов и поэтому больше не приемлема. Переход на непосредственный впрыск бензина в цилиндры увеличивает выбросы окислов азота, и это обстоятельство требует установки на машины более совершенных нейтрализаторов. Эти устройства, чтобы их не вывели из строя примеси серы, содержащейся с избытком в европейском бензине, должны иметь систему регенерации, которая существенно увеличивает их стоимость, а вместе с этим ставит под вопрос саму идею применения системы непосредственного впрыска бензина на моторах.
Компания BMW решила отказаться от впрыска в цилиндры, но вместо этого внедрить на своих моторах новую систему газораспределения, при которой отпадает необходимость в дроссельной заслонке — старом и очень несовершенном узле регулирования подачи поступающей в цилиндры рабочей смеси. Давно было известно, что при неполном открытии заслонки она увеличивала сопротивление проходу воздуха, что приводило к росту расхода топлива и повышению токсичности выхлопных газов, однако это долгое время считалось неизбежным злом.
Повысить экономичности моторов без потерь мощности при удовлетворении норм Евро-4 и сохранении системы впрыска во впускной коллектор инженерам BMW удалось благодаря введению дозирования поступающей в цилиндры рабочей смеси путем изменения высоты подъема впускных клапанов. Сложнейшая задача потребовала разработки специального механизма, который мог бы работать с величайшей точностью, ведь диапазон подъема клапана должен был быть равен 0 — 9,7 мм.
Привычная цепочка «распредвал — коромысло — клапан» была дополнена эксцентриковым валом и промежуточным рычагом. Эксцентриковый вал вращается приводимый от электродвигателя через червячную передачу. В созданной кинематической цепи электромотор, «руководимый» компьютером, поворачивая эксцентриковый вал, увеличивает или уменьшает плечо промежуточного рычага, задавая необходимую свободу перемещения коромыслу, с одной стороны опирающемуся на гидротолкатель, а с другой воздействующему на впускной клапан. Меняется плечо промежуточного рычага — меняется высота подъема клапанов в соответствии с нагрузкой на двигатель.
Кроме того, увеличивается действие т.н. инерционного эффекта. Топливновоздушная смесь внутри цилиндра запирается клапанами при гораздо большем давлении, ее плотность выше, чем при минимальных оборотах.
Величина открытия клапана = h1
Величина открытия клапана = h2
Из рисунков видно, что величина открытия клапана при максимальных оборотах h2 больше, чем при минимальных.
Кулачок, смещающий ось толкателя, имеет электрический привод. Это позволяет задавать угол поворота нелинейным и программировать его индивидуально для каждого двигателя.
Испытания показали, что при 15-процентном повышении себестоимости двигатели с новой системой газораспределения, получившей название Valvetronic, дают 18-процентное снижение расхода топлива при работе на холостом ходу и 10-процентное при работе на частичных нагрузках. Проблема соответствия нормам Евро-4 успешно решена. Улучшилось быстродействие в цепочке «педаль газа — система питания», что благоприятно сказалось на снижении времени реакции автомобиля на действия со стороны водителя. Ну, а как быть с разрежением в коллекторе, необходимом для работы усилителя тормозов? Специально для нужд тормозной системы установили вакуумный насос. Самое интересное, что введя столько нового, старую дроссельную заслонку не убрали из двигателя совсем. Она стала необходима лишь при диагностике системы Valvetronic. На всех режимах работы мотора заслонка всегда «отдыхает», оставаясь полностью открытой.
Неисправный Valvetronic двигатель BMW N55
— Плавают холостые обороты
— Падение мощности, БМВ с двигателем N55 может просто не разгоняться
— Затруднен или невозможен запуск двигателя, причём тут вообще разнообразие зашкаливает. Были случаи, когда вполне исправный БМВ, без каких-либо предпосылок, доехал из точки А в точку Б. А там не завёлся.
Почему так происходит :
Вал, управляемый компьютером, посредством серводвигателя увеличивает или уменьшает плечо промежуточного рычага.
А тот в свою очередь высоту подъема впускных клапанов. В зависимости от изменений плеча рычага, изменяется и величина подъема клапанов.
Подъем клапана в зависимости от фазы газораспределения, допустим на 1000 оборотов и на 5000-х оборотов изменяется.
Для развития двигателем максимальной мощности, чтобы добиться эффективного наполнения камеры сгорания и сгорания смеси, клапаны смещаются, в зависимости от количества оборотов и текущего режима работы двигателя.
Именно за это отвечает эксцентриковый вал. А точне пара: эксцентриковый вал — серводвигатель.
На минимальных оборотах двигателя высота подъема клапанов минимальна. С ростом числа оборотов и в зависимости от коэффициента нагрузки, происходит смещение эксцентрикового вала на несколько градусов, что в итоге увеличивает высоту подъема клапанов.
Клапаны могут подниматься в диапазоне от 0.2 до 12 мм. В теории все это регулирует поступление горючей смеси в камеру сгорания и увеличивает его мощность.
Когда двигатель заглушен, вал поворачивается в крайнее положение с минимальным плечом и впускные клапаны полностью закрыты.
При критическом износе пары червячной передачи серводвигателя VS шестерня вала (который наступает около 100 тыс.км по пробегу у любителей не менять масло и ещё при этом заливать 0W30), происходит заедание эксцентрикового вала, клапаны закрыты, смесь не поступает в камеру, двигатель работать не может.
Чаще всего конечно есть предпосылки к этому, такие как плавающие холостые обороты и периодические потери мощности.
Отсюда плавающие холостые.
Периодические потери мощности с сообщением «Полная мощность привода более не доступна» происходят из-за тугого хода вала или заедания в определённом положении. Блок управления двигателем это понимает и переключается на работу в аварийный режим, ограничивает мощность — дабы не повредить двигатель.
Практической экономии топлива нет, экология тоже под вопросом — все это вообще очень относительно при реальной эксплуатации автомобиля.
Хуже того, на высоких оборотах система приносит вред — потери на трение, лишний вес вращающихся компонентов и инерция.
Да, конечно можно приобрести эксцентриковый вал БУ в хорошем состоянии, но ситуация на рынке такова, что спрос на них превышает предложение.
И «ухватить» хороший эксцентриковый вал для N55 по цене 15-20 тыс. рублей — это считай повезло.
Стоимость ремонта Valvetronic на двигателе БМВ N55 выходит на новых запчастях около 100 000 рублей.
На БУ запчастях в диапазоне 50-60 000 рублей.
Если вас мучает данная неисправность — обращайтесь к нам в bimmer.ru.
Мы поможем с ремонтом и запчастями БМВ. В том числе у нас огромное наличие БУ деталей на эти моторы.
Настоящая политика обработки персональных данных составлена в соответствии с требованиями Федерального закона от 27.07.2006. №152-ФЗ «О персональных данных» и определяет порядок обработки персональных данных и меры по обеспечению безопасности персональных данных Биммер Моторс (далее – Оператор).
3. Оператор может обрабатывать следующие персональные данные Пользователя
4. Цели обработки персональных данных
6. Порядок сбора, хранения, передачи и других видов обработки персональных данных
Безопасность персональных данных, которые обрабатываются Оператором, обеспечивается путем реализации правовых, организационных и технических мер, необходимых для выполнения в полном объеме требований действующего законодательства в области защиты персональных данных.
7. Трансграничная передача персональных данных
Вольвотроник BMW, что это за технология, особенности, прицип работы, конструкция
Valvetronic: система управления фазами газораспределения и подъемом клапанов фирмы BMW, разновидность технологий CVVT и CVVL. Включает в себя технологию Double VANOS.
Особенность технологии: хотя дроссельная заслонка не используется для дозирования топливо-воздушной смеси, она физически присутствует во впускном тракте в полностью открытом состоянии и задействуется при отказе основного механизма Valvetronic или для его диагностики и отладки.
Была впервые выпущена на рынок в 2001 году на легкосплавном 1.8-литровом 4-х цилиндровом двигателе для компакта E46 316ti.
Принцип Valvetronic
Система Valvetronic позволяет плавно и непрерывно изменять высоту подъема впускных клапанов и тем самым не только обеспечивать оптимальные условия «дыхания» двигателя в разных режимах, но и регулировать количество поступающей в цилиндры топливо-воздушной смеси:
Также система Valvetronic позволила довести двигатели до экологического класса Евро-4, оптимизирует процесс холодного пуска, повышает плавность кривой мощности и чуткость реакций двигателя. Отказ от дроссельной заслонки (ее роль «аварийной запасной системы» и нахождение все время в полностью открытом состоянии) позволяет снизить насосные потери.
Для обеспечения изменения фаз газораспределения технология Valvetronic включает в себя технологию Double VANOS.
Эффективность системы Valvetronic резко падает после 6000 об/мин, т.к. за этим рубежом требуются более сильные возвратные пружины клапанов, увеличивающие потери на трение.
Конструкция Valvetronic
Система Valvetronic использует обычный распредвал, а в дополнение к нему — эксцентриковый вал с набором кулачков и роликов, приводимый в действие шаговым электромотором. В зависимости от сигнала отдельного управляющего блока с 32-битным 40MHz процессором шаговый мотор изменяет положение эксцентрикового вала, что увеличивает или уменьшает плечо промежуточного рычага и тем самым задает необходимую свободу перемещения коромыслу, с одной стороны опирающемуся на гидротолкатель, а с другой воздействующему на впускной клапан. Меняется плечо промежуточного рычага — меняется высота подъема впускных клапанов. Наличие электропривода позволяет гибко программировать управление клапанами для разных двигателей.
Двигатели с системой Valvetronic имеют на 15% большую себестоимость за счет бОльшей сложности. Так, усилитель тормозов в них приводится отдельным специальным вакуумным насосом. Сама система Valvetronic собрана в одном блоке и установлена в головке блока цилиндров.
Параметры системы Valvetronic:
Другие технологические особенности:
Valvetronic и турбонаддув
Компания BMW ранее не применяла на двигателях с турбонаддувом систему Valvetronic, т.к. комбинация наддува с непосредственным впрыском позволяла добиться тех же результатов с использованием обычной дроссельной заслонки. Однако в 2009 году компания BMW представила турбомотор N55 схемы R6, совмещающий систему Valvetronic, непосредственный впрыск и турбокомпрессор с двойной крыльчаткой.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.