Фазорезка принцип работы

Неисправность фазорегулятора

156 1 175k

Неисправности фазорегулятора могут заключаться в следующем: он начинает издавать неприятные трескающие звуки, замирает в одном из крайних положений, нарушается работа электромагнитного клапана фазорегулятора, формируется ошибка в памяти ЭБУ.

С неисправным фазорегулятором хотя и можно ездить, но необходимо понимать, что двигатель будет работать не в оптимальном режиме. Это повлияет на расход топлива и динамические характеристики двигателя. В зависимости от возникшей проблемы с муфтой, клапаном или системой фазорегулятора в целом, будут отличаться симптомы неисправности и возможность их устранения.

Принцип действия фазорегулятора

Чтобы разобраться почему трещит фазорегулятор или клинит его клапан, имеет смысл разобраться в принципе действия всей системы. Это даст лучшее понимание поломок и дальнейших действий по их ремонту.

На различных оборотах двигатель работает не одинаково. Для холостых и низких оборотов характерны так называемые «узкие фазы», при которых скорость отвода выхлопных газов невелики. И наоборот, для больших оборотов характерны «широкие фазы», когда объем выпускаемых газов большой. Если на низких оборотах будут использоваться «широкие фазы», то отработанные газы будут смешиваться со вновь поступающими, что приведет к снижению мощности двигателя, и даже его остановке. А когда на высоких оборотах включаться «узкие фазы», то приведет к снижению мощности мотора и его динамике работы.

Существует несколько типов систем фазорегуляторов. VVT (Variable Valve Timing), разработана Volkswagen, CVVT — используется Kia и Hyindai, VVT-i — применяется Toyota и VTC — устанавливаются на движки Honda, VCP — фазорегуляторы Renault, Vanos / Double Vanos — система, используемая в BMW. Далее рассмотрим принцип действия фазорегулятора на примере автомобиля «Рено Меган 2» с 16-ти клапанным двигателем К4М, поскольку выход его из строя является «детской болезнью» этой машины и ее владельцы чаще всего сталкиваются с неработающим фазорегулятором.

Управление происходит через электромагнитный клапан, подача масла к которому регулируется электронными сигналами с дискретной частотой 0 или 250 Гц. Весь этот процесс контролируется электронным блоком управления на основании сигналов, поступающих от датчиков двигателя. Включение фазорегулятора происходит при возрастающей нагрузке на двигатель (значение оборотов от 1500 до 4300 оборотов в минуту) когда соблюдаются следующие условия:

• исправные датчики положения коленчатого (ДПКВ) и распределительного валов (ДПРВ);
• отсутствуют неисправности в системе впрыска топлива;
• наблюдается пороговое значение впрыска фаз;
• температура охлаждающей жидкости находится в пределах +10°…+120°С;
• повышенная температура масла двигателя.

Возвращение фазорегулятора в исходное положение происходит когда обороты снижаются при тех же условиях, но с тем отличием, что рассчитано нулевое смещение фаз. В этом случае запорный плунжер блокирует механизм. Таким образом, «виновниками» неисправности фазорегулятора могут быть не только он сам, но и электромагнитный клапан, датчики двигателя, неисправности в моторе, сбои в работе ЭБУ.

Признаки неисправности фазорегулятора

О полном или частичном выходе фазорегулятора из строя можно судить по следующим признакам:

• Увеличение шумности работы двигателя. Из района установки распределительного вала будут исходить повторяющиеся лязгающие звуки. Некоторые автолюбители говорят, что они похожи на работу дизельного мотора.
• Нестабильная работа двигателя в одном из режимов. Мотор может хорошо держать холостые обороты, но плохо разгоняться и терять мощность. Или наоборот, нормально ездить, но «захлебываться» на холостых. На лицо общее снижение выходной мощности.
• Повышенный расход топлива. Опять же, в каком-то режиме работы мотора. Желательно проверять расход топлива в динамике по бортовому компьютеру либо диагностическому прибору.
• Повышение токсичности выхлопных газов. Обычно их количество становится больше, и они приобретают более резкий, чем ранее, топливный, запах.
• Повышается расход моторного масла. Оно может начать активно выгорать (уменьшается его уровень в картере) либо терять свои эксплуатационные свойства.
• Нестабильные обороты после запуска двигателя. Это обычно продолжается около 2…10 секунд. В это же время треск от фазорегулятора сильнее, а потом он немного стихает.
• Формирование ошибки рассогласования коленчатого и распределительного валов или положения распредвала. У разных машин их код может отличаться. Например, у «Рено» ошибка с кодом DF080 прямо указывает на проблемы с «фазиком». У других машин зачастую возникает ошибка p0011 или p0016, указывающих на рассинхронизацию системы.

Обратите внимание, что кроме этого, при выходе фазорегулятора из строя может проявляться только часть указанных признаков или проявляются они на разных машинах по-разному.

Причины неисправности фазорегулятора

Неисправности делят непосредственно по фазорегулятору и по его управляющему клапану. Так, причинами неисправности фазорегулятора являются:

• Износ поворотного механизма (лопатки/лопасти). В обычных условиях это происходит по естественным причинам, и менять фазорегуляторы рекомендуется через каждые 100…200 тысяч километров пробега. Ускорить износ может загрязненное либо некачественное масло.
• Смещение либо рассогласование установленных значений поворотных углов фазорегулятора. Обычно это происходит из-за того, что поворотный механизм фазорегулятора в его корпусе превышает допустимые углы поворота по причине износа металла.

А вот причины поломки клапана vvt другие.

• Выход из строя сальника клапана фазорегулятора. У автомобилей Рено Меган 2 клапан фазорегулятора установлен в углублении в передней части двигателя, где много грязи. Соответственно, если сальник теряет герметичность, то пыль и грязь извне смешивается с маслом и попадает в рабочую полость механизма. Как результат — заклинивание клапана и износ поворотного механизма самого регулятора.
• Проблемы с электрической цепью клапана. Это может быть ее обрыв, повреждение контакта, повреждение изоляции, замыкание на корпус либо на провод питания, снижение или повышение сопротивления.
• Попадание пластиковой стружки. На фазорегуляторах часто лопатки делаются из пластмассы. По мере их износа они меняют свою геометрию и выпадают из посадочного места. Вместе с маслом они попадают в клапан, распадаются и измельчаются. Это может привести либо к неполному ходу штока клапана, либо даже к полному его заклиниванию.

Также причины отказа фазорегулятора могут крыться в сбое работы других связанных элементов:

• Некорректные сигналы от ДПКВ и/или ДПРВ. Это может быть связано как с проблемами с указанными датчиками, так и с тем, что фазорегулятор износился, из-за чего распределительный либо коленчатый вал находятся в положении, выходящим за допустимые границы в конкретный момент времени. В данном случае вместе с фазорегулятором нужно проверить датчик положения коленвала и проверить ДПРВ.
• Проблемы в работе ЭБУ. В редких случаях в электронном блоке управления происходит программный сбой и даже при всех корректных данных он начинает выдавать ошибки, в том числе в отношении фазорегулятора.

Демонтаж и чистка фазорегулятора

Проверку работы фазика можно выполнить и без демонтажа. Но для выполнения проверки по износу фазорегулятора его необходимо снять и разобрать. Чтобы найти где он находится нужно ориентироваться по переднему краю распредвала. В зависимости от конструкции мотора демонтаж самого фазорегулятора будет отличаться. Однако в любом случае, через его кожух перекинут ремень ГРМ. Поэтому нужно обеспечить доступ к ремню, а сам ремень нужно снять.

Отсоединив клапан всегда проверяйте состояние фильтрующей сетки. Если она грязная ее нужно почистить (промыть очистителем). Чтобы почистить сетку нужно аккуратно раздвинуть ее в месте защелкивания и демонтировать с посадочного места. Сетку можно промыть в бензине либо другой чистящей жидкости при помощи зубной щетки или другого нежесткого предмета.

Сам клапан фазорегулятора также можно очистить от масла и нагара (как снаружи, так и внутри, если это позволяет его конструкция) используя карбклинер. Если клапан чистый, то можно переходить к его проверке.

Как проверить фазорегулятор

Существует один простой метод, как можно проверить, работает фазорегулятор в двигателе или нет. Для этого необходимы лишь два тонких провода длиной около полутора метров. Суть проверки заключается в следующем:

• Снять штекер с разъема клапана подачи масла в фазорегулятор и подключить туда подготовленные проводки.
• Второй конец одного из проводов нужно подсоединить на одну из клемм аккумулятора (полярность в данном случае неважна).
• Второй конец второго провода оставить пока в подвешенном состоянии.
• Запустить двигатель на холодную и оставить работать на холостых оборотах. Важно, чтобы масло в движке было остывшим!
• Подключить конец второго провода ко второй клемме аккумулятора.
• Если двигатель после этого начинает «задыхаться», значит, фазорегулятор работает, в противном случае — нет!

Электромагнитный клапан фазорегулятора необходимо проверять по следующему алгоритму:

• Выбрав на тестере режим измерение сопротивления, замерьте его между выводами клапана. Если ориентироваться на данные руководства Меган 2, то при температуре воздуха +20°С оно должно находиться в пределах 6,7…7,7 Ом.
• Если сопротивление ниже — значит, имеет место замыкание, если больше — обрыв. В любом случае клапана не ремонтируют, а меняют на новые.

Измерение сопротивления можно выполнить и без демонтажа, однако нужно проверить и механическую составляющую клапана. Для этого понадобится:

• От источника питания 12 Вольт (АКБ авто) подайте напряжение дополнительными проводками на электрический разъем клапана.
• Если клапан исправен и чист, то при этом его поршень выдвинется вниз. Если напряжение убрать — шток должен вернуться в исходное положение.
• Далее нужно проверить зазор в крайних выдвинутых положениях. Он должен быть не более 0,8 мм (можно воспользоваться металлическим щупом для проверки зазоров клапанов). Если он меньше, то клапан нужно прочистить по описанному выше алгоритму.После выполнения чистки электрическую и механическую проверки следует, а затем принимать решение о замене. повторить.

Ошибка фазорегулятора

В случае, если на Рено Меган 2 в блоке управления сформировалась ошибка DF080 (цепь изменения характеристики распределительного вала, обрыв цепи), то нужно в первую очередь проверить клапан по приведенному выше алгоритму. Если он работает нормально, то в таком случае необходимо «прозвонить» по цепи провода от фишки клапана до электронного блока управления.

Чаще всего проблемы возникают в двух местах. Первое — в жгуте проводов, которые идут с самого двигателя на блок управления двигателем. Второе — в самом разъеме. Если проводка целая, то смотрите разъем. Со временем пины на них разжимаются. Чтобы их поджать нужно выполнить следующие действия:

• снять пластиковый держатель с разъема (сдернуть вверх);
• после этого появится доступ к внутренним контактам;
• аналогично нужно демонтировать заднюю часть корпуса держателя;
• после этого поочередно достать через заднюю часть один и второй сигнальный провод (действовать лучше по очереди, чтобы не перепутать распиновку);
• на освободившейся клемме необходимо при помощи какого-то острого предмета нужно поджать клеммы;
• собрать все в исходное положение.

Отключение фазорегулятора

Многих автолюбителей волнует вопрос — можно ли ездить с неисправным фазорегулятором? Ответ — да, можно, но нужно понимать последствия. Если же вы по каким-то причинам все же решите отключить фазорегулятор, то сделать это можно так (рассматривается на том же Рено Меган 2):

• отсоединить штекер от разъема клапана подачи масла на фазорегулятор;
• в результате возникнет ошибка DF080, а возможно и дополнительные при наличии сопутствующих поломок;
• чтобы избавиться от ошибки и «обмануть» блок управления, необходимо между двумя выводами на штекере вставить электрический резистор сопротивлением около 7 Ом (как указывалось выше — 6,7…7,7 Ом для теплого времени года);
• сбросить возникшую в блоке управления ошибку программно либо отсоединив на несколько секунд минусовую клемму аккумулятора;
• снятый штекер надежно закрепить в подкапотном пространстве, чтобы он не оплавился и не мешал другим деталям.

Заключение

Автопроизводители рекомендуют менять фазорегуляторы через каждые 100…200 тысяч километров пробега. Если он застучал раньше — в первую очередь нужно проверить его клапан, так как это проще. Глушить или не глушить «фазик» — решать автовладельцу, поскольку это приводит к негативным последствиям. Демонтаж и замена самого фазорегулятора — это трудоемкое занятие для всех современных машин. Поэтому выполнять такую процедуру можно только, если у вас есть опыт работ и соответствующие инструменты. Но лучше обратиться за помощью в автосервис.

SanReno › Блог › Фазорегулятор

И так фазорегулятор что это за «зверь» такой?

В современных автомобилях применяется много различных систем, позволяющие менять коэфициент наполнения цилиндров топливовоздушной смесью за счет перекрытия клаппанов. Благодаря регулируемым фазам газораспределения можно влиять на количество смеси поступающей в цилиндры и на долю остаточных отработавших газов. В зависимости от частоты вращения коленчатого вала и открытия дросселя поведение поступающей в цилиндр смеси и выход из него отработавших газов сильно меняются. Таким образом регулируемые фазы позволяют вносить корректировки с учетом изменения частоты вращения коленчатого вала и степени наполнения цилиндров топливо-воздушной смесью.

В результате чего такой механизм дает следующие приемущетва:

Уменьшение выбрососв СО2
Увеличение крутящего момента во всех диапазонах работы мотора
Увеличение выходной мощности
Экономию топлива
Снижение шумов и вибраций при работе мотора.
Устройство фазорегулятора на примере Renault мотор F4P :

Рассмотрим принцип работы данного устройства:

Двигатель Renault F4P оборудован одним фазорегулятором, установленный в шкиве впускного вала. В фазорегулятор подается масло посредством электромагнитного клаппана установленного на крышке головки блока цилиндров. Расположение клаппана указано на рисунке.

На автомобилях с моделью двигателя F4P фазорегулятор действует при соблюдении нескольких условий:

Обороты работы двигателя выше 1500 об/мин
Давление во впускном трубопроводе выше 500 бар
Температура охлаждающей жидкости выше 30 градусов.

Многие мировые производители используют данную систему на своих автомобилях. В их число входят Opel, Renault, Nissan и другие. . Такие системы ставят на моторы как бензиновые так и дизельные. На последних такая система используется для снижения вибраций и шумов при работе двигателя на всех оборотах.

Так какие же симптомы выхода фазорегулятора из строя?

Основными признаками выхода из строя фазорегулятора являются:

Затруднённый пуск двигателя,
Посторонний шум при работе двигателя,
Повышенный расход топлива,
Снижение приемистости мотора.
При запуске двигателя на холодную слышен металлический треск. Это связано с тем, что клаппан не успевает накачать масло в фазорегулятор.
При запуске двигатель некоторое время работает, потом глохнет. Данный симптом связан с засорением сетки, которая находится в электромагнитном клаппане. В «САНРЕНО» механики смогут проверить наличие загрязнений в сетке клаппана и при необходимости дадут рекомендацию к чистке. Стоимость работ по очистке сеточки клаппана 420 рублей.
Так же при неисправности фазорегулятора появляется Ошибка двигателя. Что бы ее прочитать необходим специальный прибор, который есть у диагностов в нашем сервисном центре. Чтение ошибок двигателя 700 рублей.

Причины выхода из строя фазорегулятора:

Одной из основных причин выхода из строя фазорегулятора является масляное голодание, это возникает либо из-за недостаточного уровня масла ДВС или из-за засорения сеточки электромагнитного клаппана, который непосредственно регулирует количество масла и его давление. В нашем сервисном центре «САНРЕНО» мастера с удовольствием проверят уровень масла в двигателе и при необходимости предложат его долить. Стоимость 1 литра масла рекомендованного Renault 350 рублей.

Еще одна не маловажная причина, это использование масла с характеристиками отличных от требуемых в спецификации мотора. Иными словами необходимо использовать масло рекомендованное заводом изготовителем для данного типа автомобилей с учетом климатических особенностей.
В «САНРЕНО» Вам всегда предложат масло с учетом спецификаций мотора и иными требованиями.

Еще одной причиной выхода из строя фазорегулятора является несвоевременная замена масла в двигателе. Это приводит к увеличению отложений в масляных каналах и на сеточку электромагнитного клаппана, это в свою очередь приводит к масляному голоданию фазорегулятора и быстрому выходу его из строя. В «САНРЕНО» Вам предложат заменить масло на рекомендованное заводом изготовителем. Стоимость Замены масла ДВС в «САНРЕНО» 420 рублей. Стоимость масла ДВС 350 рублей за 1 литр.

Если во время эксплуатации автомобиля у Вас возникли данные симптомы или появилась ошибка двигателя, незамедлительно обратитесь в сервисный центр для последующей диагностики и устранения поломок. В Нашем сервисном центре работают обученные мастера, которые каждый день сталкиваются с такими проблемами и после диагностики и чтения ошибок на специальном оборудовании дадут рекомендации по замене либо по замене фазорегулятора или по чистке электромагнитного клапана.

Замена данной детали достаточно трудоемкий процесс подразумевающий снятие приводного ремня и ремня газораспределительного механизма (ГРМ). Замена Фазорегулятора в «САНРЕНО» будет стоить 3920 рублей. (В данную сумму входит снятие и установка ремня ГРМ и ремня привода дополнительных агрегатов, замена фазорегулятора). Стоимость нового фазорегулятора 10950 рублей.

В связи с этим необходимо проверять и если нужно менять ремень ГРМ стоимость работы входит в замену фазорегулятора. Стоимость нового оригинального комплекта ГРМ 6000 руб. Дополнительно при замене ГРМ используются новые заглушки распределительных валов. Стоимость комплекта заглушек 700 рублей.

В нашем сервисном центре мастер обязательно проверит состояние водяного насоса на наличие течи, шума подшипника и люфта. При необходимости даст рекомендацию к его замене стоимость работы при снятом ремне ГРМ 700 рублей. Стоимость нового насоса 2600 рублей.
Мастера в «САНРЕНО» проверят сальники распределительных валов и сальник коленчатого вала передний на наличие подтеков масла и при необходимости дадут рекомендации по их замене. Стоимость работ по замене сальников при снятом ремне ГРМ: сальник коленвала передний 350 рублей, сальники распределительных валов 350 рублей за каждый сальник.

Так же при замене фазорегулятора в нашем сервисном центре обязательно проверят электромагнитный клапан, который отвечает за подачу масла. Проверят его работоспособность, а так же на наличие отложений и при необходимости дадут рекомендации к замене данной детали. Стоимость работы 350 рублей. Стоимость нового клапана 6980 рублей.

В данном комплексе работ нашими мастерами будет проверено состояние ремня привода дополнительных агрегатов и его роликов, будет дана оценка состояния данных деталей и при необходимости их замена. Замена ремня дополнительных агрегатов будет бесплатной при замене ремня ГРМ. Стоимость нового ремня 850 рублей. Замена ролика дополнительного ремня будет стоить 280 рублей. Стоимость нового ролика 3500 рублей.

Сервисный центр САНРЕНО предоставляет гарантию на все выполненные работы 3 месяца.

Наши Менеджеры с удовольствием ответят на все интересующие Вас вопросы, а так же предложат Вам лучший вариант по запасным частям.

Тема: Принцип управления регулятором мощности CAREL MCHRTF12C0/E0

Опции темы

• Версия для печати
• Подписаться на эту тему…

Поиск по теме

Отображение

• Линейный вид
• Комбинированный вид
• Древовидный вид

Принцип управления регулятором мощности CAREL MCHRTF12C0/E0

Принесли в ремонт регулятор мощности вентилятора — CAREL MCHRTF12C0/E0.
Регулятор (фазорезка) рассчитан на управление мощностью вентилятора от сети 220V/12A.
Оказался пробит симистор BTA41600B
Управляет симистором оптрон IL420
Управляет оптроном транзистор SMD.
Больше активных элементов нет.

После замены BTA41600B выяснилось, что
при напряжении на входе платы CAREL MCHRTF12C0/E0:
1V — симистор закрыт.
1.2V — симистор полностью открыт.
Т.е. регулятор работает как электронное реле с гистерезисом 0.2V.

Правильно ли работает регулятор CAREL MCHRTF12C0/E0 — ?

В ремонте уже был подобный регулятор на 380V, его поведение было такое же.
https://holodforum.ru/showthread.php?t=34234
Но меня терзают смутные сомнения.

Привет изобретателям велосипедов. Опять ты скучаешь и грузишь народ белебердой. Симисторным регуляторам посвящены тома на матушке Земле. Выбирай: https://www.google.com/search?source. sclient=psy-ab, а так работают эти регуляторы: https://www.youtube.com/watch?v=22UqGJZ3s9w Трудно было поискать? Нет, надо тему создать и обсасывать, обсасывать. Тему в топку, ТС на кол. ИМХО

При 0Вна входе — закрыт?
при +5В Открыт?
Да — ?
Что еще нужно?

Маркировка:
A.4 k

Примечание: буква k повернута против часовой стрелки на 90 градусов.

Может быть, это не транзистор, а диоды или стабилитроны.
В любом случае при пробое симистора этот элемент останется живым, т.к. защищен оптроном.

Да, это так, но нет плавной регулировки.
Вентилятор включится и выключится только в соответствии с длительностью импульса управления синхронизированного с сетью в контроллере.

А не по плавно, в соответствии с плавно изменяющимся напряжению 0. +5V
от минимальных оборотов вентилятора до максимальных.
Заказчик утверждает, что так должно быть.

PWM
..ять!
FBT,
научись даташит читать!
таб.2. верхняя строка.

Хотелки заказчика и его истории «как оно работало» попадает под первое правило холодильщика

Уважаемый Charli, не путайте божий дар и яичницу.
В приведенных схемах есть динистор, диммерная регулировка в нагрузке.
В данном случае динистора нет.

PS
Тема создана для заказчика (весьма уважаемого на форуме).
Так что по-аккуратнее в выражениях.

Маркировка:
A.4 k

Примечание: буква k повернута против часовой стрелки на 90 градусов.

Может быть, это не транзистор, а диоды или стабилитроны.

А почему сам не пробъешь datasheet на элемент не поищешь? Ведь и прибор у тебя на руках, можно сразу проверить. К тому же, можешь зарисовать ту часть схемы, в которой он стоит, чтоб понять, что он делает. Сам, бывает, так и делаю. А ты, как уже понял, далеко не дурак, только, почему-то, стараешься часть вопросов переложить на форум, как-будто сомневаешься, или не уверен в чем-то.
В таком корпусе SMD могут собираться и отдельные диоды (третий вывод не используется, и диодные сборки, и транзисторы. В последних случаях тестером не определишь, что за элемент (диод или транзистор). Поэтому поищи маркировку SMD элементов, она есть, пользовался, но себе не скачивал. И от этого и работай. Успехов.

Плохо, что распредвал не резиновый, но еще хуже, когда масло грязное

Требования техрегламента по замене масла порой кажутся в какой-то мере надуманными, в какой-то — слишком жесткими с расчетом на некий запас и перестраховку со стороны производителя. Сюда же добавляются наше отсутствие денег или времени, чтобы вовремя обслужить автомобиль, ну, и будем откровенны — элементарные лень и забывчивость. В этой статье мы доходчиво, но тем не менее компетентно раскладываем по полочкам, почему регламент все же соблюдать необходимо, и чем закончатся (непременно «закончатся», а не «могут закончиться»!) игры с заменой масла.

При работе любого двигателя его цилиндры наполняются горючей смесью, которая затем сгорает, после чего продукты сгорания удаляются, чтобы освободить место для следующей порции горючей смеси. Эти процессы в совокупности называются газообменом.

Влияние газообмена на мощность, крутящий момент, расход топлива и токсичность выхлопных газов трудно переоценить. От того, насколько своевременно происходит газообмен, в конечном итоге зависит, что будет получено от двигателя.

Точный порядок газообмена «записан» в профиле кулачков и их угловом расположении на стержне распределительного вала. Расположение кулачков на распредвале определяет порядок работы клапанов в разных цилиндрах двигателя.

Профиль кулачка диктует, когда и как будет открываться, перемещаться и закрываться клапан, которым кулачок управляет. Моменты открытия и закрытия впускных клапанов как раз и называются фазами газораспределения, о которых знают все автомобилисты.

Что плохо — распредвал не резиновый. По причине раз и навсегда заданной формы обеспечить идеальную работу мотора он способен только в достаточно узком диапазоне скоростей вращения коленчатого вала.

Сделать кулачки с профилем, который обеспечивал бы наилучшие динамические и экономические показатели двигателя во всем диапазоне его рабочих режимов, невозможно в принципе. За попытку добиться идеального наполнения цилиндров горючей смесью и удаления отработавших газов на низких оборотах придется расплачиваться при работе двигателя на высоких оборотах и наоборот.

Компромисс тоже ведет к потерям мощности и нерациональному расходу топлива, пусть и менее ощутимым. Борьба с потерями объясняет появление в конструкции газораспределительного механизма систем, позволяющих управлять фазами газообмена в цилиндрах в зависимости от потребности на текущий момент времени.

Систем, с помощью которых можно регулировать газораспределение, придумано множество. Например, в системе VTEC, предложенной компанией Honda почти 30 лет назад, каждый отдельный клапан обслуживался сразу двумя кулачками, имеющими различный профиль. Каждый кулачок действовал на свой толкатель, а толкатели поочередно блокировались либо разблокировались при помощи внутреннего поршенька, управляемого давлением в системе смазки. В результате в зависимости от режима работы мотора кулачки через толкатели тоже воздействовали на клапана поочередно. Система была примитивной, поскольку различала лишь два режима двигателя, но Honda не останавливалась на достигнутом и постоянно модернизировала свой VTEC.

Также существуют системы, в которых вместо цельнометаллических используются составные распредвалы с подвижными кулачками, способными изменять угловое положение на стержне. Регулировать фазы можно и с помощью гидравлического натяжителя цепи, которым управляет электромагнитный клапан, изменяющий подачу масла из системы смазки в натяжитель. Правда, таким способом корректируется угловое положение только одного распредвала, коим, как правило, является распредвал впускных клапанов. В результате происходит управление лишь моментами их открытия и закрытия, а также продолжительностью перекрытия клапанов, когда в конкретном цилиндре открыты одновременно впускной и выпускной клапан.

Однако наибольшее распространение получили фазорегуляторы или, как их еще называют, фазовращатели. Представляют собой фазовращатели гидроуправляемые муфты, которые крепятся на концах распредвалов со стороны их привода. Корпус муфты жестко связан с приводом распредвала. Ротор в свою очередь соединен с распредвалом.

Регулирование углового положения вала производится с помощью электрогидравлического распределителя. В зависимости от команд блока управления двигателем золотник распределителя перемещается и открывает каналы, по которым масло из системы смазки под давлением поступает во внутреннюю полость муфты.

А далее все зависит от исполнения муфты. Есть муфты, в которых под действием давления масла корпус и ротор раздвигаются.

Связаны корпус и ротор косозубым шлицевым соединением, поэтому ротор, перемещаясь, еще и поворачивается вместе с распредвалом на определенный угол.

Другие муфты фазовращателей работают по принципу гидромотора. Поступающее в муфту масло давит на лопасти ротора с соответствующей стороны, чем обеспечивается поворот распредвала.

После поворота на нужный угол золотник распределителя устанавливается в положение, при котором в полостях с каждой стороны лопасти поддерживается одинаковое давление.

Фазорегуляторы могут использоваться только для распредвала впускных клапанов, однако для более точного регулирования фаз газораспределения необходимо их применение на каждом из распредвалов. Это позволяет изменять положение впускного и выпускного распредвалов независимо друг от друга.

Диапазон фазорегуляторов немал. В некоторых системах угол поворота составляет свыше 60 градусов. Электроника формирует команды путем сравнения информации, полученной от различных датчиков, с параметрами, заложенными в памяти. При выходе из строя управляющих компонентов системы изменения фаз муфта под давлением масла занимает строго определенное положение. Двигатель будет работать, но с понятными потерями в динамических и экономических показателях.

Исключение — неисправность датчика частоты вращения и положения коленвала. При прекращении подачи сигнала от этого датчика мотор останавливается и не может быть запущен вновь. Подобная ситуация возможна при выходе из строя сразу обоих датчиков положения впускного и выпускного распредвалов. В этом случае двигатель будет работать до первой остановки, но последующий запуск становится невозможным.

Позже появились другие системы, согласующие с режимом работы двигателя не только моменты открытия и закрытия клапанов, но и высоту подъема клапана из седла. Однако каким бы разным по концепции и конструкции регулирование газораспределения ни было, есть одно обстоятельство, которое уравнивает все системы независимо от их устройства.

Они работают благодаря нагнетанию и давлению масла в полости компонентов, поэтому срок службы механизмов, которые обеспечивают изменение фаз газораспределения, определяется увеличением зазоров по причине износа трущихся деталей. Увеличились зазоры — увеличились утечки масла, что ведет к падению давления и, как следствие, некорректному регулированию фаз.

Износ, как известно, может быть естественным и преждевременным. Ускоряют износ посторонние включения в масле. Помимо износа на работоспособность компонентов гидравлики, управляющей фазорегуляторами, способен повлиять шлам, представляющий собой отложения продуктов старения масла.

Со временем стареют уплотнения в фазорегуляторах. Их негерметичность опять-таки ведет к потерям масла и падению давления.

Фазорегуляторы могут выйти из строя также из-за износа и смятия установочных штифтов и фиксаторов. Подобный случай мы рассматривали в статье «Рвется, где тонко, или Каких бед натворила экономия в 8 рублей на цене фильтра». Уже одно название говорит, что и здесь не обошлось без проблем с маслом, создал которые масляный фильтр. Это очередной раз подтверждает значение качества смазки и необходимость соблюдения требований, установленных производителем двигателя к характеристикам моторного масла и своевременной замене масла и масляного фильтра.

Принцип работы фазовращателя

Для чего нужны фазовращатели

ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ

ФАЗОВРАЩА́ТЕЛЬ — уст­рой­ст­во для из­ме­не­ния фа­зы элек­трических (элек­тро­маг­нит­ных) ко­ле­ба­ний. При­ме­ня­ет­ся в ав­то­ма­ти­ке, пре­об­ра­зо­вательной, из­ме­рительной и СВЧ-тех­ни­ке для из­ме­не­ния фор­мы вход­но­го сиг­на­ла, ком­пен­са­ций фа­зо­вых ис­ка­жений сиг­на­лов, фа­зо­вой мо­ду­ля­ции, соз­да­ния за­дан­ных фа­зо­вых сдви­гов сиг­на­лов в ко­ге­рент­ных ра­дио­сис­те­мах (напр., в фа­зи­ро­ван­ных ан­тен­ных ре­шёт­ках) и др.

Большинство современных ДВС все более активно получают систему изменения фаз газораспределения.

Фиксированные фазы газораспределения заставляют конструкторов ДВС проектировать мотор так, чтобы присутствовала уверенная тяга в диапазоне низких и средних оборотов, но при этом оставался запас мощности для поддержания набранной скорости и дальнейшего ускорения автомобиля при выходе ДВС на режимы около зоны максимальных оборотов.

Система изменения фаз газораспределения VVT (англ. Variable Valve Timing) создана для динамичной корректировки рабочих параметров механизма газораспределения.

Данное управление осуществляется с учетом различных режимов работы силового агрегата.

Эта система позволяет добиться повышения мощности мотора и моментной характеристики. Она обеспечивает экономию горючего, а также снижает токсичность выхлопных газов в процессе работы двигателя.

Кроме этого, она влияет на основные параметры работы газораспределительного механизма. К таким параметрам относят моменты открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов, длительность времени открытия клапана и высоту его подъема. От этого зависит продолжительность такта впуска и выпуска, что выражается тем углом, на который повернут коленчатый вал двигателя по отношению к мертвым точкам (ВМТ и НМТ) во время движения поршня в цилиндре. Форма кулачка распределительного вала определяет фазу газораспределения, так как указанный кулачок оказывает прямое воздействие на впускной или выпускной клапан ГРМ.

Для чего необходима система изменения фаз газораспределения

В режиме холостого хода наиболее рациональными становятся «узкие» фазы газораспределения, под которыми понимается позднее открытие и ранее закрытие клапанов. При этом исключается перекрытие фаз, под которым понимается время одновременного открытия впускного и выпускного клапана. Это необходимо для того, чтобы исключить попадание выхлопных газов во впуск и выброс топливно-воздушной смеси в выпускной коллектор.

Выход мотора на режим максимальной мощности означает повышение оборотов, так как распредвал крутится быстрее и время открытия клапанов сокращается. Для того чтобы не терялась мощность и крутящий момент на высоких оборотах сохранялся, в двигатель должно поступать намного больше топливно-воздушной смеси, а выпуск отработавших газов должен быть реализован максимально эффективно. Задача решается путем раннего открытия клапанов и увеличения времени их открытия, делая фазу «широкой». Фаза перекрытия также расширяется до максимума с ростом оборотов, что необходимо для качественной продувки цилиндров.

Если мотор работает на низких оборотах, нужны максимально короткие фазы газораспределения.

Время открытия клапана должно быть увеличено до максимума, параллельно обеспечивая такты впуска и выпуска, а также эффективное перекрытие.

Сам кулачок распредвала имеет форму, которая способна обеспечить как реализацию узкой, так и широкой фазы.

Проблема заключается в том, что фиксированная форма кулачка не позволяет одновременно добиться узких и широких фаз газораспределения.

Системы изменения фаз газораспределения

система поворота распредвала;

кулачки распредвала с различным профилем;

система изменения высоты подъема клапанов;

система на основе гидроуправляемой муфты;

Работа указанных выше систем основывается на небольшом повороте распредвала по ходу его вращения. Такой способ позволяет добиться раннего открытия клапанов сравнительно с их базовым начальным положением.

Поворот распредвала осуществляется при помощи электроники управления и гидравлики, а сама система чаще всего затрагивает только впускные клапаны. Рост оборотов ДВС приводит к тому, что фазовращатель осуществляет проворот распредвала по ходу его вращения, впускные клапана открываются раньше и цилиндры намного более эффективно наполняются рабочей смесью в режиме высоких оборотов.

Данная муфта конструктивно включает в себя:

ротор, который соединен с распредвалом;

корпус, которым выступает шкив привода распредвал.

В определенные полости, которые расположены между ротором и корпусом-шкивом, попадает моторное масло из системы смазки ДВС. Масло в муфту подается по особым каналам. Когда моторное масло заполняет одну или другую полость муфты, осуществляется поворот ротора по отношению к корпусу. Этот поворот ротора означает, что и распределительный вал будет повернут на необходимый угол.

Чаще всего местом установки гидроуправляемой муфты становится привод того распределительного вала, который отвечает за работу впускных клапанов. Встречаются также конструкции ДВС, когда подобные муфты-фазовращатели стоят как на впускном распредвале, так и на выпускном. Данное решение позволяет шире и эффективнее регулировать параметры работы ГРМ на впуске и выпуске, но усложняет механизм.

Фазовращатели ГРМ

Электронное управление автоматически регулирует работу гидроуправляемой муфты.

Система такого управления включает в себя:

группу входных датчиков;

электронный блок управления;

список исполнительных устройств.

Система управления получает показания от датчика Холла, который производит оценку положения распредвалов. Дополнительно задействованы и другие датчики, которые используются ЭБУ для управления работой всего двигателя.

К таковым относят датчик, измеряющий частоту вращения коленвала, температурный датчик охлаждающей жидкости (ОЖ), датчик расхода воздуха и другие. Сигналы от этих датчиков подаются в ЭБУ, который после отправляет соответствующий сигнал на специальное управляющее (исполнительное) устройство.

Таким устройством, на которое воздействует электронный блок управления двигателем, является электромагнитный клапан (электрогидравлический распределитель). Клапан представляет собой распределитель, который при необходимости открывает доступ потоку моторного масла к гидроуправляемой муфте, а также реализует отвод масла от фазовращателя. Это зависит от того, в каком режиме работает силовой агрегат.

Данная схема изменения фаз газораспределения с использованием муфты задействуется в момент работы двигателя на холостом ходу, (мотор работает на самых низких оборотах), в режиме максимальной мощности на высоких оборотах, а также в том режиме, когда осуществлен выход ДВС на максимум крутящего момента.

Система ступенчатого изменения фаз газораспределения

Здесь используются решения, основанные на использовании кулачков распредвала разной формы. Благодаря такому способу удается достичь ступенчатого изменения момента времени, на который открывается клапан, а также изменить саму высоту подъема клапанов. Распределительный вал в таких системах управления фазами газораспределения выполнен так, что имеет сразу два кулачка малого размера, а также один кулачок большего размера. Меньшие кулачки при помощи специального рокера (коромысла) соединяются с впускными клапанами. Большой кулачок отвечает за перемещение одного незадействованного коромысла.

Трехступенчатое регулирование фаз газораспределения

Такая система позволяет переключаться с малых кулачков на большой зависимо от режима работы ДВС. Переход между режимами достигается благодаря тому, что происходит срабатывание специального механизма блокировки. Указанный блокирующий механизм основан на гидравлическом приводе.

Когда мотор работает на низких оборотах и при незначительной нагрузке, впускные клапаны приводятся в действие малыми кулачками распределительного вала, фазы газораспределения в таком режиме имеют небольшую продолжительность (узкая фаза).

Если двигатель раскручивается до определенных оборотов, система управления активирует механизм блокировки. В результате происходит соединение коромысел малых и большого кулачков, что обеспечивает жесткость конструкции. Соединение происходит при помощи особого стопорного штифта, а усилие на впускные клапаны начинает поступать от единственного большого кулачка. Малые кулачки распредвала на высоких оборотах двигателя становятся неактивными.

Выход на режим максимальных оборотов заставляет впускные клапаны работать от центрального кулачка большого размера. Указанный кулачок имеет особый профиль, который специально подобран для достижения максимального подъема клапанов, что означает повышение отдачи от ДВС на мощностных режимах работы агрегата. Такой подход значительно расширил возможности управления параметрами ГРМ для эффективного регулирования работы двигателя на различных режимах.

Системы изменения фаз газораспределения

В обычном двигателе фазы газораспределения определяются формой кулачка распределительного вала и остаются неизменными во всех диапазонах работы двигателя. Однако постоянные фазы газораспределения не позволяют создавать оптимальные процессы смесеобразования.

Чтобы варьировать фазами газораспределения, необходимо изменять положение распределительного вала относительно коленчатого.

Холостой ход. На этом режиме работы следует устанавливать такой угол поворота распределительного вала, который соответствует самому позднему началу открытия впускных клапанов (максимальный угол задержки, при минимальном перекрытии клапанов). Этим обеспечивается минимальное поступление отработавших газов во впускной трубопровод, что улучшает стабильность работы двигателя и снижение расхода топлива.

Режим низких нагрузок. Перекрытие клапанов уменьшается для минимизации поступления отработавших газов во впускной трубопровод, что улучшает стабильность работы двигателя.

Режим средних нагрузок. Перекрытие клапанов увеличивается, что позволяет снизить «насосные» потери, при этом часть отработавших газов поступает во впускной трубопровод, что позволяет снизить температуру рабочего цикла и вследствие этого содержание оксидов азота в отработавших газах.

Режим высоких нагрузок при низкой частоте вращения коленчатого вала. На этом режиме обеспечивается раннее закрытие впускных клапанов, что обеспечивает увеличение крутящего момента. Небольшое или нулевое перекрытие клапанов заставляет двигатель бо­лее четко реагировать на изменение положения дроссельной заслонки, что, например, очень важно в транспортном потоке.

Режим высоких нагрузок при высокой частоте вращения коленчатого вала. Для того чтобы получить максимальную мощность при высокой частоте вращения коленчатого вала, необходимо перекры­тие клапанов около ВМТ с большим углом поворота коленчатого вала. Это связано с тем, что мощность в наиболь­шей степени зависит от максимально возможного количества топливно-воздушной смеси, попадающей в цилиндр за ко­роткое время, но, чем выше частота вращения, тем меньше время, отводимое на заполнение цилиндра.

Главными задачами системы изменения фаз газораспределения являются:

• улучшение качества работы двигателя на холостом ходу
• снижение расхода топлива
• оптимизация крутящего момента в области средних и высоких частот вращения коленчатого вала
• увеличение внутренней рециркуляции отработавших газов с сопутствующим ей снижением температуры газов при сгорании и уменьшением выброса оксидов азота
• увеличение мощности в области высоких частот вращения коленчатого вала

Что такое фазометр?

Фазометром принято именовать устройство электроизмерительной серии, в функции которого входит измерение угла сдвига фаз относительно пары электрических колебаний с постоянной частотой. Например, с помощью такого устройства можно определить угол, показывающий сдвиг фаз в сети напряжения трёхфазного типа. Это его основная область применения. В этой статье мы рассмотрим устройство и принцип работы фазометра, а также правила пользования данным прибором.

Область применения фазометров

Свое применение фазометры нашли при эксплуатации электроустановок для контроля коэффициента мощности — cos φ.

Помимо этого, эти приборы используются в радиолюбительской практике во время сборки, настройки и обслуживании электротехнических и электронных аппаратов.

Что такое фазометр

Фазометр это измерительное средство, которое замеряет угол сдвига фаз по отношению к двум электрическим колебаниям с постоянной частотой. Зачастую при помощи данного прибора определяют угол в трехфазной электрической цепи.

При подключении настоящего устройства в замеряемую цепь, его соединяют с цепью напряжения, а также присоединяют к электрической сети, которая подвергается измерению.

В трехфазной линии прибор подсоединяется ко всем фазам, а по току – к обмоткам трансформатора трех фаз. Существует более простая схема, когда по напряжению также идет подключение к трем фазам, а по току – к двум фазам вторичной обмотки.

Принцип действия фазометра

Фазометры функционируют используя следующий принцип: благодаря регулируемому фазовращателю и звуковому генератору формируются 2 напряжения синусоидальной формы, сдвинутые на 90°. Они подаются на вертикальные и горизонтальные отклоняющие пластины осциллографа, генерируя круговую развертку.

При этом одно из напряжений подключается ко входу изучаемого четырехполюсника. А к выходуподключается электронное реле. Выходные дифференцированные импульсы электронного реле модулируют электронный луч осциллографа так, что на видимой части экрана трубки появляется метка, местоположение которой определяется фазовым сдвигом, принесенным четырехполюсником. Установление точки начала отсчета производится путем подключения входа электронного реле к входу четырехполюсника, а с помощью оптического устройства производится отсчет угла между точкой начала отсчета и меткой.

Интересное видео о работе фазометра можете посмотреть ниже:

Инструкция по эксплуатации

Лучшим пособием, объясняющим как пользоваться фазометром, является его инструкция по эксплуатации, которая должна обязательно входить в комплектацию. Перед началом работы необходимо выполнить ряд последовательных действий. Важно первым делом убедиться, что диапазон частот соответствует метрологическим характеристикам, а также что внешние условия соответствуют рабочим. После этого уже можно собирать схему.

Итак, эксплуатация фазометра должна осуществляться в следующей последовательности:

1. Первоначально необходимо внимательно ознакомится с инструкцией по эксплуатации, прилагаемой к прибору, где можно узнать о его назначении и правилах пользования.
2. При помощи корректора устанавливается стрелка на отметке нулевого значения.
3. Нужно посмотреть, чтобы все кнопки были в положении отжатого типа.
4. Пробники на входе подключите к соответствующим разъёмам.
5. Теперь необходимо включить кнопку сети. В это момент должен загореться специальный индикатор.
6. Далее не следует сразу приступать к измерениям, так как прибору необходимо время для прогрева. Примерно на данную процедуру понадобиться четверть часа.
7. Теперь находим напряжение сигнала со стороны входа.
8. Нажимаем одну из кнопок в зависимости от нужного напряжения и устанавливаем необходимый диапазон частот.
9. После этого нажимаем «>0 0 Популярные модели на рынке

Наиболее востребованными фазометрами считаются приборы марки Д5721 и Д5782.

Этот тип используется в однофазных токоведущих сетях, частота которых составляет 50-60 Герц. Масса более 6,5 кг. Производит замеры показателя смещения фаз напряжения и тока.

Мегеон 40850 имеет малогабаритные размеры. Процесс замеров происходит за достаточно короткое время, при этом точность их высока. Данный прибор комплектуется светодиодами, зажимами-крокодилами, а также вмонтированным зуммером.

Изобретение имеет вес 810 грамм, второй класс безопасности. Он способен работать при температуре воздуха от -10 до +40 градусов, и производит замеры в электрооборудованиях находящихся под напряжением от 200-400 вольт.

Ц302 производит замеры в трехфазной линии, при этом частота тока может варьироваться от 50 до 10000 Герц. Данный вид легко переносит вибрацию.

Рассмотрим несколько фазометров различных производителей:

1. ВАФ-А(М) производства ПАРМА

Цена около 31 тыс. рублей.

Вольтамперфазометр нового поколения.

Измерение тока от 0 до 3000 А, графический индикатор, подключение прибора к ПК через USB, сохранение данных на ПК, память на 100 измерений, встроенные часы, режим «Регистратор», аккумуляторное питание.

Отличительные особенности прибора ВАФ-А(М):

• измерение тока от 0 до 3000 А в четырех диапазонах (комплектуется тремя типами токоизмерительных клещей);
• графический индикатор;
• подключение прибора к ПК через USB-интерфейс для обновления ПО и зарядки аккумуляторов;
• доступ к записанным данным стандартными средствами MS-Office; работа с прибором как с внешним накопителем;
• древовидная система меню настроек прибора, возможность доступа и редактирования их с помощью индикатора и двухкнопочной клавиатуры;
• память на 100 измерений;
• автоматическое определение типа подключаемых клещей;
• встроенные часы;
• режим «Регистратор» — запись измеренных каналов (ток и напряжение) и двух опорных каналов как дискретов с заданным временем усреднения и интервалом записи; формат записи — CSV;
• калибровка прибора в интерактивном автоматизированном режиме с участием только внутреннего ПО прибора;
• управление контрастностью и подсветкой ЖКИ;
• подача звукового сигнала при возникновении неисправностей, перегрузке или снижении напряжения питания.

2. Вольтамперфазометр ВФМ-3 произвдства Челябэнергопробор

Цена около 50 тыс. рублей.

Вольтамперфазометр ВФМ-3 — малогабаритный полностью автоматизированный универсальный прибор. Предназначен для измерения действующего значения трех фазных и трех линейных напряжений и действующего значения силы трех переменных токов с одновременным вычислением активной, реактивной и полной мощностей в трех цепях, измерения частоты, угла сдвига фаз между токами и напряжениями одноименных фаз.

Прибор ВФМ-3 выводит на дисплей графическое изображение векторной диаграммы контролируемой цепи.

Вольтамперфазометр ВФМ-3 может применяться при комплексных испытаниях защит генераторов, трансформаторов, линий, в цепях трансформаторов тока и напряжения, наладки фазочувствительных схем релейной защиты и др.

Отличительные особенности ВФМ-3

• Самый компактный и легкий (0,3 кг) из современных 3-фазных вольтамперфазометров.
• На 4.3” цветном индикаторе помещаются одновременно все основные результаты измерений, может выводиться векторная диаграмма.
• Измерение силы переменного тока в пределах 0…50 мА без разрыва цепи. При этом абсолютная погрешность не превышает ±1 мА.
• Измерение сдвига фаз между напряжением и током, в том числе при токе менее 50 мА. Абсолютная погрешность при токе от 50 мА и более — в пределах ±1 град, при токе 15 мА — не более ±3 град.
• Переноска в сумке осуществляется при воткнутых в измерительный блок проводах. Для перехода в рабочее положение не требуется втыкать разъемы, достаточно просто открыть сумку.

3. РЕТОМЕТР-М2 производства НПО «Динамика»

Цена около 50 тыс. рублей)

Это трехфазный многофункциональный и полностью автоматизированный прибор нового поколения, предназначенный для измерения параметров в трехфазных и однофазных электрических цепях с рабочей частотой 50 Гц.

Прибор является незаменимым помощником для персонала служб релейной защиты и автоматики энергопредприятий, службы главного энергетика, промышленных предприятий и многих других специалистов, занятых эксплуатацией электроустановок.

Отличительные особенности прибора РЕТОМЕТР-М2:

• высокая чувствительность, расчет всех параметров начинается с момента реального измерения тока и напряжения (от 1 мА и 5 мВ);
• широкий диапазон измерения напряжения до 750 В, что позволяет работать в сетях 660 В;
• широкий диапазон измерения переменного тока до 40 А, что в ряде случаев позволяет выполнять измерение первичного тока;
• малогабаритные токовые клещи, входящие в комплект поставки, позволяют измерять ток в самых труднодоступных местах (например, в современных панелях и ячейках);
• опционные токовые клещи РЕТ-ДТ расширяют диапазон измерения тока до 30 кА;
• измерение истинных среднеквадратичных значений тока и напряжения (TRUE RMS);
• измерение угла сдвига фаз выполняется на основной гармонике, при этом шумы и искажения сигнала не влияют на точность измерений;
• возможность фиксации на экране измеряемых параметров в режиме «HOLD»;
• простой способ определения полярности обмоток трансформаторов тока и трансформаторов напряжения;
• безопасная проверка целостности соединений в режиме «Прозвонка», который не включается при наличии внешнего напряжения;
• высококонтрастный индикатор, позволяющий выводить большое количество информации;
• Li-ion аккумулятор обеспечивает длительную автономную работу, быстрый заряд и отсутствие эффекта памяти;
• автоматическое выключение прибора.

Ещё одно интересное видео о ВАФе Ретомерт М2: