Владислав Синиця
Для забезпечення оптимальних потужностних параметрів двигуна, його високої економічності і зниження токсичності відпрацьованих газів провідними автовиробниками світу все частіше застосовується регулювання фаз газорозподілу (ФГР). В даний час використовують два варіанти регулювань: зрушення фаз і масштабування (зазвичай зі зміною підйому клапана).
Зрушення фаз реалізується простіше, але менш ефективний у плані збільшення потужності, а так само вимагає двох розподільних валів - поворотом вала, керуючого впускними клапанами, власне і виконується зменшення або збільшення перекриття клапанів на різних оборотах двигуна. Однак позитивна добавка потужності від збільшення перекриття клапанів на високих оборотах двигуна частково компенсується негативним чинником - зниженням дозарядки паливно-повітряною сумішшю (ТВЗ) у результаті зменшення кута закриття клапана після проходу НМТ.
Регулювання ФГР масштабуванням діаграми підйому кулачка в серійному виробництві реалізовано фірмою Honda у вигляді поперемінно працюючих кулачків з різною розгорткою: на малих оборотах - з "вузькими" фазами, на високих (приблизно 5000 об / хв) - з "широкими". Перемикання відбувається під управлінням тиску масла в системі змащення за допомогою гідроциліндрів. Таким чином варіюються не тільки ФГР, але і висота підйому кулачка. Складність виготовлення, настройки та експлуатації подібних пристроїв не дали їм широкого поширення, хоча вони й дозволяють підвищити питому літрову потужність до 100 л.с./дм3 без наддуву.
Розробляються вазовским фахівцями конструкції, що копіюють хондовській, недосконалі за масово-кінематичними параметрами, складні з технологічної точки зору і вимагають переходу на нову головку блоку, що ставить під сумнів втілення самої ідеї в металі.
На самарському підприємстві "гидроавтоматика" на основі патенту РФ № 2133348 в другому кварталі 2000 року буде виготовлена досвідчена партія пристроїв для регулювання ФГР, повністю уніфікованих з гідроопорами 21214-1007160 і не потребують ніяких інших переробок у двигуні, крім установки распредвала з "широкими" ФГР . В умовах конвеєрного складання це спричинить за собою тільки перенастроювання шліфувального верстата для распредвалов.
Регулювання фаз цими пристроями на відміну від "східчастих" хондовских здійснюється плавно у всьому діапазоні обертання колінчастого вала двигуна, завдяки чому забезпечуються оптимальні ФГР для всіх режимів роботи двигуна.
Зміна ФГР відбувається за рахунок податливості штока пристрої (гідроопори): на малих обертах заглиблення штока складає 2 - 3 мм, на високих (близько 4000 об / хв) шток стоїть жорстко, як у звичайної гідроопори, тобто заглиблення дорівнює нулю. Відповідним чином (виходячи зі співвідношення частин рокера, розділених лінією дотику з кулачком) і майже лінійно від оборотів двигуна змінюється висота підйому і кути початку і кінця відкритого стану клапана (див. рис.1). Діапазон регулювання - до 60 ° з кожної сторони розгортки по куту повороту колінчастого валу двигуна! Причому і у випускного клапана теж. У результаті перекриття клапанів варіюється в межах 120 °! Таким чином параметри наповнення циліндрів ТВЗ двухклапанних двигунів наближаються і навіть перевершують аналоги чотирьохклапанних! Зростають потужність і крутний момент (див. рис.3), особливо в діапазоні високих оборотів, без погіршення економічності та екологічності двигуна.
Єдиним недоліком такої схеми регулювання ФГР є шум на малих обертах коленвала двигуна від досить високій швидкості посадки тарілки клапана на сідло (см.ріс.2). Однак вся інша кінематична ланцюжок (торець клапана-рокер-кулачок-шток гідроопори) працює в безсоромній стані, тому ресурс даних деталей не повинен змінитися, а зайвий шум присутній тільки на малих обертах і в сумі не перевищує допустиму межу. Схожі недоліки є і у звичайних гідроопори, що зрівнює їх позиції.
Наявність приглушеного стуку клапанів можна знизити роздільним приводом клапанів (тобто випускні - звичайними гідроопорами), додатковою звукоізоляцією, але він же і запобіжить повторну спробу запуску двигуна, попередить пішоходів про наближення автомобіля, буде сприяти видаленню нагару з тарілок клапанів і підробітки їх поверхонь і сідел клапанів.
У будь-якому випадку остаточне рішення про застосування даних пристроїв регулювання ФГР необхідно прийняти після всебічних досліджень та їх можливої модернізації. Тому ми просимо підтвердити готовність випробувати кілька комплектів УРФ107-100 і видати висновок про перспективність розвитку даної теми з урахуванням наступних факторів:
значного збільшення потужних характеристик відпрацьованого двигуна без зниження ресурсу, паливної економічності та екологічності;
зростання міжнародного авторитету ВАЗу в результаті використання передових технічних рішень;
можливість використання технології сполучення тарілки клапана з сідлом без притирання, а по микрорельефу, який обминається в процесі роботи двигуна по площині дотику.