VANOS (vok. Variable Nockenwellen Steuerung) yra BMW sukurta kintamų vožtuvų fazių valdymo sistema. Nors daugelis žino, kad tai yra fazių reguliatorius, ne visi gali tiksliai paaiškinti, kaip jis veikia esant skirtingoms variklio apkrovoms. Double VANOS sistema, montuojama į BMW E39 modelius (nuo M52TU ir M54 variklių), reguliuoja tiek įsiurbimo, tiek išmetimo paskirstymo velenėlius, taip užtikrindama variklio elastingumą, geresnę cilindrų prapūtimą ir ekologiškumą.
Veikimo principas ir konstrukcija
Sistema montuojama ant paskirstymo velenėlių pavaros žvaigždučių. Pagrindiniai elementai yra maži stūmokliai, esantys VANOS mazge, kurie, veikiami alyvos slėgio, juda pirmyn ir atgal. Šis judėjimas per sraigtines pavaras (helical gears) keičia paskirstymo velenėlių padėtį alkūninio veleno atžvilgiu.
Alyvos slėgį reguliuoja elektromagnetiniai vožtuvai (solenoidai), kurie gauna komandas iš variklio valdymo bloko (DME). DME remiasi duomenimis iš paskirstymo velenėlių padėties daviklių, variklio sūkių, droselinės sklendės padėties bei alyvos ir aušinimo skysčio temperatūros.
How does BMW vanos work?
Darbo režimai ir „Fail Safe“ būsena
Sistemoje numatytas bazinis nustatymas (pavyzdžiui, užvedant šaltą variklį arba įvykus elektronikos gedimui), vadinamas „fail safe“ režimu:
- Įsiurbimo velenėlis: nustatomas į vėlyvą poziciją (retard).
- Išmetimo velenėlis: nustatomas į ankstyvą atidarymą (advance).
Šiose pozicijose velenėliai fiksuojami alyvos slėgiu ir papildoma spyruokle ant išmetimo solenoido. Po variklio užvedimo DME atpažįsta velenėlių pozicijas per maždaug 2-5 sekundes (apie 50 sūkių) ir pradeda adaptaciją. Kai darbinė temperatūra pasiekiama, DME siunčia 100-220 Hz signalą solenoidams, kad palaikytų reikiamą alyvos slėgį.
Darbas pagal sūkius (RPM) ir vidinis EGR
Double VANOS veikia diapazone nuo maždaug 1100 iki 4800 sūkių per minutę. Pagrindinis vokiečių inžinierių akcentas buvo sukurti „vidinę EGR“ (išmetamųjų dujų recirkuliacijos) sistemą per vožtuvų persidengimą.
Įsiurbimo vožtuvų valdymas:
- Tuščioji eiga: vožtuvai nereguliuojami.
- Žemi sūkiai: vožtuvai atsidaro vėliau.
- Vidutiniai sūkiai: vožtuvai atsidaro 12.8° anksčiau, o jų pakilimas padidėja 0.9 mm. Tai suteikia „dyzelinę trauką“ ir aktyvuoja vidinį EGR.
- Aukšti sūkiai: vožtuvai vėl vėlinami, kad į cilindrus patektų daugiau deguonies maksimaliai galiai.
Išmetimo vožtuvų valdymas:
- Tuščioji eiga: nereguliuojama (kad nebūtų EGR įtakos ir variklis dirbtų tolygiai, o katalizatoriai greičiau įkaistų).
- Žemi sūkiai: EGR neįtakoja išmetimo, palaikomas stabilus oro ir kuro santykis (14:1).
- Vidutiniai sūkiai: dalis dujų lieka cilindre dėl ankstyvo išmetimo vožtuvų uždarymo. Tai vėsina degimo kamerą ir mažina NOx emisiją.
- Aukšti sūkiai: EGR neveikia, pasiekiama maksimali temperatūra greitam degimui ir galiai.
Tiuningas ir vožtuvų persidengimas (Overlap)
Norint padidinti vožtuvų persidengimą, reikia vėlinti išmetimą arba ankstinti įsiurbimą. Atmosferiniuose (N/A) varikliuose tai vadinama „scavenging“ efektu - ištekančios dujos padeda įsiurbti naują mišinį.
Pagrindinės taisyklės:
- Ankstinami abu velenėliai: daugiau galios žemuose sūkiuose, mažiau aukštuose.
- Vėlinami abu velenėliai: daugiau galios aukštuose sūkiuose.
- Mažesnis persidengimas: tolygesnė tuščioji eiga, geresnė trauka „nuo dugno“.
- Didesnis persidengimas: daugiau galios viršutiniame diapazone, bet netolygi tuščioji eiga.
| Veiksmas | Rezultatas |
|---|---|
| Ankstyvas įsiurbimo atidarymas | Daugiau galios žemuose/vidutiniuose sūkiuose, mažesnis tarpas tarp stūmoklio ir vožtuvo. |
| Vėlyvas įsiurbimo atidarymas | Daugiau galios aukštuose sūkiuose, didesnis saugus tarpas iki stūmoklio. |
Gedimai ir remontas
Pagrindinis Double VANOS trūkumas yra sandarinimo žiedų nepatikimumas. Originalūs žiedai gaminami iš medžiagos, vadinamos Buna, kuri laikui bėgant sukietėja (sudūbėja) nuo temperatūros poveikio. Dėl to atsiranda laisvumas, sistema pradeda veikti netiksliai, dingsta trauka žemuose sūkiuose, padidėja kuro sąnaudos.
Simptomai:
- Netolygus variklio darbas tuščiąja eiga.
- Traukos praradimas iki 3000 RPM.
- Padidėjęs kuro suvartojimas.
- „Barškėjimas“ iš VANOS mazgo.
Rekomenduojama naudoti ne originalius BMW sandariklius (kurie vėl sukietės), o remkomplektus iš Teflono ir Vitono (pvz., Beisan Systems). Šios medžiagos yra daug atsparesnės temperatūrai ir cheminiam poveikiui, todėl sistema tarnauja gerokai ilgiau.
Svarbu prisiminti, kad VANOS darbas tiesiogiai priklauso nuo alyvos kokybės ir slėgio. Esant labai aukštai alyvos temperatūrai, alyvos plėvelė tampa per plona, todėl sistema gali automatiškai pereiti į avarinį režimą.
tags: #dvigubas #vanusas #bmw #e39