Принцип работы системы двигателя Changan CS55 PLUS / Uni-S с 2021 года

3. Принцип работы системы

Принцип работы поршневого двигателя

1. Такт впуска: выпускной клапан закрыт, впускной клапан открыт. Поршень под действием коленчатого вала движется от ВМТ к НМТ. По мере перемещения поршня объем цилиндра постепенно увеличивается и в нем образуется некоторое разрежение. Блок ECM подает на топливную форсунку команду на впрыск топлива во впускной патрубок, открывается впускной клапан, и горючая топливно-воздушная смесь поступает в цилиндр через впускной клапан.

2. Такт сжатия: впускной и выпускной клапаны закрыты. После завершения такта сжатия коленчатый вал перемещает поршень от НМТ к ВМТ. По мере перемещения поршня объем цилиндра постепенно уменьшается, горючая смесь сжимается и ее температура быстро возрастает.

3. Рабочий ход: впускной и выпускной клапаны остаются закрытыми. В конце такта сжатия блок ECM размыкает цепь первичной обмотки катушки зажигания, в результате чего генерируется высокое напряжение во вторичной обмотке катушки. Это напряжение по высоковольтному проводу передается на свечу зажигания, которая установлена в верхней части головки блока цилиндров. Когда импульс высокого напряжения пробивает межэлектродный зазор свечи зажигания, образуется электрическая искра, которая воспламеняет топливно-воздушную смесь в цилиндре. Пламя быстро распространяется по всему объему камеры сгорания. При сгорании рабочей смеси высвобождается большой объем тепловой энергии, объем сгорающих газов быстро увеличивается, одновременно возрастают давление и температура в цилиндре. Давление расширяющихся газов воздействует на поршень, который перемещается из ВМТ в НМТ. Возвратно-поступательное движение поршня через шатун преобразуется во вращение коленчатого вала.

4. Такт выпуска: выпускной клапан открыт, впускной клапан закрыт. Коленчатый вал через шатун перемещает поршень из НМТ в ВМТ. Под действием движущегося поршня и остаточного давления продукты сгорания вытесняются из цилиндра через выпускной клапан. Когда поршень достигает ВМТ, такт выпуска завершается и выпускной клапан закрывается.

Однако на реальном двигателе впускной клапан открывается до достижения поршнем ВМТ и закрывается после его прохождения через НМТ. Это позволяет улучшить наполнение цилиндра воздухом и снизить потери энергии в процессе впуска. Вместе с тем выпускной клапан открывается немного раньше перед НМТ и закрывается после ВМТ. Это позволяет уменьшить количество остаточных газов в цилиндре и снизить потери энергии в процессе впуска. При такой схеме работы между впускным и выпускным клапанами существует некоторый угол перекрытия, когда оба клапана одновременно остаются открытыми при определенном угловом положении коленчатого вала. Выходящие через выпускной клапан отработавшие газы создают в цилиндре разрежение, которое способствует дополнительному всасыванию горючей смеси через впускной клапан и обеспечивает более эффективное наполнение цилиндра. Однако это не означает, что чем больше угол перекрытия клапанов, тем лучше. На различных режимах работы двигателя требования к угловому перекрытию клапанов разные, поэтому в двигателе используется система изменения фаз газораспределения.

Принцип работы системы изменения фаз газораспределения (VVT)

При увеличении оборотов двигателя блок ЕСМ включает электромагнитный клапан управления подачей масла, который направляет поток моторного масла на ротор внутри механизма VVT в определенное время, в определенном количестве и в определенном направлении. Под воздействием давления ротор механизма VVT поворачивает распределительный вал вперед или назад на определенный угол относительно статора, за счет чего изменяется угол перекрытия клапанов и фазы газораспределения.

Гидравлические устройства, установленные на двигателе, по сигналам блока ЕСМ регулируют периоды открывания и закрывания клапанов как в направлении опережения, так и в направлении запаздывания, или поддерживают их постоянным.

Аббревиатура VVT означает «непрерывное изменение фаз газораспределения». Любому объекту, имеющему массу, свойственна инерция. Воздух, всасываемый в цилиндр двигателя, также обладает инерцией. Поэтому после завершения такта впуска он продолжает поступать в цилиндр. Частота вращения коленчатого вала двигателя влияет на всасывание воздуха и удаление отработавших газов, а также на процесс сгорания в цилиндре. При высокой частоте вращения расход воздуха и инерция воздушного потока больше, что делает возможным более раннее открывание впускного клапана, обеспечивающее поступление большего количества воздуха. И наоборот, при низкой частоте вращения расход воздуха и инерция потока незначительны. По мере перемещения поршня к ВМТ некоторое количество свежего заряда вытесняется обратно во впускную систему, что ухудшает наполнение цилиндра и вызывает неустойчивую работу двигателя. Поэтому при низких оборотах двигателя лучше обеспечить более раннее открывание впускного клапана. Профиль кулачка распределительного вала рассчитывается с учетом оптимальной работы клапанного механизма во всем диапазоне рабочих оборотов двигателя.