Zmienne fazy rozrządu. Co to daje i czy się opłaca

System dystrybucji gazu odgrywa kluczową rolę w pracy każdego silnika. System zmiennych faz rozrządu stał się hitem ostatnich lat. Co to robi?

Układ rozrządu (potocznie zwany dystrybucją gazu) odpowiada za dostarczanie do cylindra mieszanki pod ciśnieniem, czyli mieszanki paliwowo-powietrznej oraz odprowadzanie spalin do kanałów wydechowych.

Nowoczesne silniki wykorzystują trzy główne typy rozrządu: OHV (górny wałek rozrządu), OHC (górny wałek rozrządu) i DOHC (podwójny górny wałek rozrządu).

Ale poza tym czas może mieć specjalny system operacyjny. Jednym z najczęstszych systemów tego typu są układy zmiennych faz rozrządu.

REKLAMA

Optymalne spalanie

Zmienny rozrząd został wynaleziony w celu uzyskania lepszych parametrów spalania przy jednoczesnej poprawie dynamiki. Niektórzy powiedzą, że od dawna wiadomo, że turbodoładowanie zapewnia dobry przepływ mocy.

Jednak doładowanie jest dość drogim rozwiązaniem, które pozostawia oszczędność paliwa na drugim planie. Tymczasem projektanci chcieli zmniejszyć zużycie paliwa. Dokonano tego poprzez ustawienie kąta otwarcia jednego lub drugiego zaworu w zależności od aktualnej prędkości obrotowej silnika, a także siły wciskania pedału przyspieszenia.

– Obecnie to rozwiązanie jest coraz częściej stosowane we wszystkich nowoczesnych projektach. Zapewnia lepsze wypełnienie cylindrów mieszanką paliwowo-powietrzną w porównaniu ze standardowymi rozwiązaniami, które zostały optymalnie zaprojektowane do średnich obrotów i obciążenia silnika – mówi Robert Puchała z grupy Motoricus SA.

Zobacz też: Czy powinieneś postawić na turbodoładowany silnik benzynowy? TSI, T-Jet, EcoBoost 

Pierwszy układ zmiennych faz rozrządu pojawił się w 1981 roku w Alfie Romeo Spider. Jednak dopiero wprowadzenie tego systemu (po ulepszeniu) przez Hondę w 1989 roku (system VTEC) zapoczątkowało światową karierę układu zmiennych faz rozrządu. Wkrótce podobne systemy pojawiły się w BMW (Doppel-Vanos) i Toyocie (VVT-i).

Trochę teorii

Na początek zrozummy ten mylący termin - zmiana rozrządu zaworowego. Mowa o zmianie momentów otwierania i zamykania zaworów w zależności od obciążenia silnika i jego obrotów. W ten sposób zmienia się czas napełniania i opróżniania butli pod obciążeniem. Na przykład przy niskich prędkościach obrotowych silnika zawór wlotowy otwiera się później i zamyka wcześniej niż przy wyższych prędkościach obrotowych silnika.

Rezultatem jest bardziej płaska krzywa momentu obrotowego, tj. większy moment obrotowy jest dostępny przy niższych obrotach, co zwiększa elastyczność silnika przy jednoczesnym zmniejszeniu zużycia paliwa. Można również zaobserwować lepszą reakcję na wciśnięcie pedału gazu dla jednostek wyposażonych w taki system.

W systemie zmiennych faz rozrządu Honda VTEC stosowanym w latach 90. na wale znajdują się dwa zestawy krzywek zaworów. Przełączają się po przekroczeniu 4500 obr/min. Ten system działa bardzo dobrze przy dużych prędkościach, ale gorzej przy niskich prędkościach. Prowadzenie pojazdu napędzanego tym systemem wymaga precyzyjnej zmiany przełożeń.

Ale użytkownik ma samochód z silnikiem o mocy około 30-50 KM. mocniejszy niż jednostki o tej samej objętości roboczej bez zmiany rozrządu. Na przykład silnik Honda 1.6 VTEC wytwarza 160 KM, a w standardowej wersji rozrządu - 125 KM. Podobny system został wdrożony przez Mitsubishi (MIVEC) i Nissana (VVL).

Zaawansowany system Hondy i-VTEC był w stanie poprawić osiągi silnika przy niskich obrotach. Konstrukcja łączy krzywki na wale z układem hydraulicznym, który pozwala na swobodną zmianę kąta wałka rozrządu. W ten sposób fazy rozrządu zaworowego były płynnie dostosowywane do prędkości obrotowej silnika.

Warto przeczytać: Układ wydechowy, katalizator - koszt i usuwanie usterek 

Konkurencyjne rozwiązania to VVT-i w modelach Toyoty, Double-Vanos w BMW, Super Fire w Alfa Romeo czy Zetec SE w Fordzie. Czasy otwierania i zamykania zaworów są kontrolowane nie przez zestawy krzywek, ale przez hydrauliczny przesuwnik fazowy, który ustawia kąt wału, na którym znajdują się krzywki. Proste systemy mają kilka stałych kątów wału, które zmieniają się wraz z prędkością obrotową. Bardziej zaawansowane zmieniają kąt płynnie.

Oczywiście układy zmiennych faz rozrządu można znaleźć również w wielu innych markach samochodów.

Zalety i wady

O zaletach silników wyposażonych w układ zmiennych faz rozrządu wspominaliśmy już powyżej. To poprawa dynamiki jednostki napędowej przy jednoczesnej optymalizacji zużycia paliwa. Ale jak prawie każdy mechanizm, system zmiennych faz rozrządu ma również wady.

– Te układy są złożone, składają się z wielu części, aw przypadku awarii naprawa jest utrudniona, co wiąże się ze sporymi kosztami – mówi Adam Kowalski, mechanik ze Słupska.

Nawet w przypadku naprawy zwykłego paska rozrządu koszt naprawy może przekroczyć kilka tysięcy zł. Trzeba też wziąć pod uwagę, że nie będziemy naprawiać układu zmiennych faz rozrządu w żadnym warsztacie. Czasami pozostaje tylko odwiedzić autoryzowane centrum serwisowe. Co więcej, oferta części zamiennych nie jest przytłaczająca.

- Minusem jest też koszt zakupu samego auta, nawet na rynku wtórnym. Zawsze są droższe o kilkadziesiąt, a czasem o kilkadziesiąt procent od swoich odpowiedników bez wymiany rozrządu – dodaje mechanik.

Turbo w samochodzie - więcej mocy, ale więcej kłopotów. Przewodnik 

Dlatego jego zdaniem ktoś potrzebuje samochodu tylko do miasta, jest mało prawdopodobne, że będzie można skorzystać z samochodu z silnikiem ze zmiennymi fazami rozrządu. „Odległości po mieście są zbyt krótkie, by cieszyć się dynamiką i rozsądnym zużyciem paliwa” – mówi Adam Kowalski.

Mechanicy radzą, aby w przypadku awarii zaworu uniknąć przykrych konsekwencji i znacznych kosztów, należy przestrzegać kilku ogólnych zasad.

„Jeśli kupujemy używany samochód nie mając pewności co do jego historii serwisowej, musimy najpierw wymienić pasek rozrządu z napinaczami i oczywiście pompę wody, jeśli jest napędzany paskiem” – mówi Robert Puchała z Motoricus SA. Grupa.