Каждый из вас слышал эти аббревиатуры: VTEC, Vanos, VVT-i... Маркетологи лепят их на крышки моторов, обещая нам "спортивный характер", "невероятную эластичность" и "экономию топлива" в одном флаконе. Но что на самом деле скрывается за этими буквами? Как эта магия работает? И почему одна система делает из "Хонды" визжащего демона, а другая просто тихо экономит топливо на вашем "Солярисе"?
Что же это такое за системы такие? Чем они отличаются и как работают? Разбираю в этой статье то, о чем ты всегда хотел узнать, но стеснялся.😉
Акт I: Проклятие распредвала.
Представьте себе классический мотор без всяких "изменяемых фаз". Его дыхание — впуск и выпуск — полностью подчинено одному диктатору. Имя ему — распределительный вал. Это просто железный вал с кулачками хитрой формы, которые всегда открывают клапана на одну и ту же высоту и на одно и то же время.
В чем проблема? А в том, что мотор — как человек. На разных режимах ему нужно дышать по-разному.
На холостых оборотах: Ему нужно дышать спокойно и ровно. Нужны "узкие" фазы.
На высоких оборотах: Ему нужно дышать глубоко и часто. Нужны "широкие" фазы.
Инженерам приходилось выбирать что-то одно. Либо ты делаешь "злой" распредвал, и тогда мотор отлично "валит" на верхах, но на холостых трясется и глохнет. Либо ты делаешь "овощной" вал, и тогда мотор идеально работает в городе, но на трассе "скисает". Это был вечный компромисс.
Первые шаги. Пар, клапана и забытые гении.
Вы будете смеяться, но первая идея изменить фазы на лету родилась еще в эпоху паровых машин! В 1830-х годах инженеры придумали механизм Стефенсона — сложную систему рычагов, которая позволяла машинисту паровоза менять момент отсечки пара, регулируя мощность и экономичность.
Но в мире ДВС все было сложнее. Первые попытки были робкими и чисто механическими.
Fiat (1910-е): Уже тогда итальянцы экспериментировали с распредвалами, которые могли сдвигаться вдоль своей оси, подставляя под толкатели кулачки разного профиля.
Alfa Romeo (1930-е): Великий инженер Витторио Яно на гоночных моторах Alfa Romeo применял сложные механические фазовращатели с ручной регулировкой из кабины! Пилот мог сам "подкрутить" фазы перед гонкой.
Патент Fiat (1960-е): В 1969 году итальянец Джованни Торацца, работавший на Fiat, запатентовал первый гидравлический фазовращатель. Это была революция на бумаге. Давление масла использовалось для поворота распредвала.
Alfa Romeo (1980): И снова Alfa Romeo! Именно они в 1980 году на модели Spider 2000 первыми в мире применили серийный электронно-управляемый фазовращатель. Система была простой, двухрежимной (включалась на определенных оборотах), но она работала! Она стала прадедушкой всех современных VVT.
Но настоящая революция началась в 90-х, когда микропроцессоры стали достаточно мощными и дешевыми, чтобы управлять этим процессом в реальном времени.
Акт II: Фазовращатели. Поворачиваем время вспять (немножечко).
Это самый простой и распространенный тип изменения фаз. Инженеры подумали: "А что, если мы не можем изменить форму кулачков, но можем немного повернуть весь распредвал целиком?".
Как это работает: На конце распредвала вместо жесткой звезды ГРМ ставится гидравлическая муфта — фазовращатель. По команде "мозгов" (ЭБУ) в эту муфту через клапан подается масло под давлением. Давление масла поворачивает внутреннюю часть муфты относительно внешней. Вуаля! Мы можем смещать момент открытия и закрытия клапанов "раньше" (Advance) или "позже" (Retard).
Полный список систем (кто как это назвал):
Toyota: VVT (Variable Valve Timing) / VVT-i (Variable Valve Timing with intelligence) / Dual VVT-i. Японцы были одними из пионеров. Их система VVT-i, появившаяся в 1996 году на моторе 1JZ-GTE, стала эталоном. "i" — intelligence — означало плавное, а не ступенчатое изменение фаз. Dual — означает фазовращатели на обоих валах.
BMW: VANOS (Variable Nockenwellensteuerung) / Double VANOS. Немцы пошли дальше. Сначала они поставили фазовращатель на впуск (Single VANOS, 1992 год, мотор M50), а потом и на выпуск (Double VANOS). Управляя обоими валами, они смогли не только улучшить наполнение, но и организовать "внутреннюю рециркуляцию отработавших газов", перекрывая впускные и выпускные клапана. Это улучшило экономичность.
Porsche: VarioCam. Porsche в 1992 году на 968-й модели использовала хитрую систему, где фазы менялись за счет натяжения дополнительной цепи между распредвалами. Позже они перешли на классические гидравлические муфты.
Honda: VTC (Variable Timing Control). Хондовский аналог VVT-i, который всегда работает в паре с VTEC.
Hyundai/Kia/Mitsubishi/Volvo: CVVT (Continuously Variable Valve Timing). Общее название для подобных систем.
Ford: VCT (Variable Cam Timing).
Nissan: N-VCT (Nissan Variable Cam Timing) / CVTC (Continuously Variable Timing Control).
Subaru: AVCS (Active Valve Control System).
General Motors: VVT.
Плюсы: Относительная простота, дешевизна.
Минусы: Сам "фазик" — узел нежный. Боится грязного масла. Его износ — причина "дизельного" треска при запуске.
Акт III: Меняем профиль на лету. Легендарный VTEC и его "родственники".
А вот тут инженеры Honda сказали: "Поворачивать вал — это для слабаков. Мы заставим мотор менять сам характер!". Идея родилась в голове инженера Икуо Кадзитани в середине 80-х.
Как работает Honda VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control):
На распредвале для каждого цилиндра есть не два, а ТРИ кулачка: два боковых, "спокойных", и один центральный, "злой", с высоким профилем. На низких оборотах клапана толкают боковые кулачки. Но когда обороты достигают заветной отметки, "мозги" подают давление масла в ось рокеров. Маленький штифт под давлением масла сдвигается и замыкает все три рокера в единый узел. И теперь оба клапана начинает открывать центральный, "злой" кулачок!
Результат: Происходит тот самый легендарный "подхват VTEC". Спокойный городской мотор мгновенно превращается в визжащего гоночного демона.
Эволюция и аналоги:
DOHC VTEC: Классика, как описано выше.
SOHC VTEC: Более простая версия для 16-клапанных моторов с одним распредвалом. Три кулачка было только на впускных клапанах.
VTEC-E: Версия для максимальной экономии. На низких оборотах один из двух впускных клапанов почти не открывался, создавая завихрения смеси.
i-VTEC (intelligent-VTEC): Это гениальный симбиоз! Инженеры Honda взяли свою систему VTEC и добавили к ней фазовращатель VTC. То есть мотор может и менять профиль кулачков, и поворачивать распредвал. Это дало невероятную гибкость.
Toyota: VVT-iL (Variable Valve Timing and Lift with intelligence). Тойотовский ответ "Хонде". Сочетала фазовращатель (VVT-i) и систему изменения высоты подъема клапанов (L). Стояла на легендарных моторах 2ZZ-GE.
Mitsubishi: MIVEC (Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control system). Очень похожая на VTEC система, также меняющая профиль кулачков.
Porsche: VarioCam Plus. К своему фазовращателю VarioCam немцы добавили систему изменения высоты подъема клапанов за счет хитрых гидравлических толкателей.
Nissan: VVL (Nissan Ecology Oriented Variable Valve Lift). Еще один аналог VTEC.
Audi: Valvelift System (AVS). Немецкий, более сложный подход. На распредвале есть специальные муфты, которые могут сдвигаться, подставляя под рокер либо "спокойный", либо "злой" профиль кулачка.
Плюсы: Дает мотору два совершенно разных характера.
Минусы: Сложность, резкий переход между режимами.
Акт IV: Высший пилотаж. Убираем дроссель к черту!
Инженеры BMW, Audi и Fiat пошли еще дальше. Они подумали: "А зачем нам вообще дроссельная заслонка? Это же просто "пробка" на впуске!".
Как работает BMW Valvetronic / Fiat MultiAir / Nissan VVEL:
Эти системы полностью убирают дроссельную заслонку (она остается только как аварийная). А количество воздуха регулируется непосредственно высотой подъема впускных клапанов.
Valvetronic от BMW (2001 год): Это сложнейший механизм с дополнительным эксцентриковым валом и промежуточными рычагами. Поворачивая этот вал, электромотор плавно изменяет геометрию рычагов, и высота подъема клапанов может меняться от 0.18 мм до 9.9 мм.
MultiAir от Fiat (2009 год): Итальянцы придумали еще хитрее. Между распредвалом и клапанами стоит электрогидравлический актуатор. "Мозги" могут в любой момент сбросить давление масла в этом актуаторе, и клапан закроется, "отвязавшись" от профиля кулачка.
VVEL от Nissan/Infiniti: Похожая на Valvetronic система с набором рычагов.
Плюсы: Максимальная эффективность и экономичность. Отсутствие "насосных потерь". Мгновенный отклик на педаль газа.
Минусы: Ебёныч, это невероятно сложные и дорогие в ремонте системы. Они требуют идеального, чистого масла. Ремонт Valvetronic на "уставшем" BMW может стоить как подержанный "Солярис".
Итог: Так что же лучше?
Нет "лучшей" системы, я считаю. Есть та, что подходит под конкретные задачи.
Фазовращатели (VVT-i, Vanos) — это золотой стандарт для современных массовых моторов.
Системы с изменением профиля (VTEC) — это удел "горячих" моторов для энтузиастов.
Бездроссельные системы (Valvetronic) — это высшая лига инженерии. Максимальная эффективность, но и максимальная цена владения.
Главное, что вы теперь знаете: когда вы видите на крышке мотора эти заветные буквы, это не просто наклейка. Это результат столетней войны инженеров за право вашего мотора дышать полной грудью.
А если вам нужен подбор авто в Москве и МО или авто под заказ из Китая или Кореи - пишите нам в телеграм бота : t.me/@autosoviet_bot
Думайте головой. И удачи на дорогах.
