Один из вопросов: “Как лучше работает двигатель при сдвинутых фазах назад или вперед?” не корректен. Так как только правильно выставленные фазы обеспечивают эффективные характеристики работы мотора. Разрезные шестерни распредвалов, которые первоначально использовались в спорте, дают возможность регулировать фазы, не ослабляя ремень ГРМ. При этом возможно выставить калибровки на десятые доли градусов.
Крутящий момент и мощность ДВС зависит от технической части, таких как объём двигателя, длинна выпуска и выпуска, проходные сечения каналов. Фазы газораспределения это периоды закрытых и открытых клапанов, которые выражены в градусах поворота коленчатого вала, относительно нижней и верхней мертвой точки. ФГР отображается как круговые диаграммы.
Рассмотрим для примера двигатель ваз 21083, у которого установлен стандартный распредвал 2108, с зазорами 0,2±0,05мм впуск и 0,35±0,05мм выпуск.
Из рисунка видно, что и открытие и закрытие клапанов происходит раньше, чем поршень приходит в верхнюю мертвую точку (на 33 градусах), а вот закрывается несколько позже (на угол 80градусов), чем поршень переместиться к нижней мертвой точке. Перед впускным клапаном (в впускном канале), скорость потока воздушно-топливной смеси переменная. Когда клапан закрыт она равняется нулю, а когда открыт до 100 метров в секунду. Как только такт впуска завершается, клапан впуска начинает закрываться после того как поршень прошёл НМТ ( когда поршень двигается вверх), при этом сжимая горючую смесь. Таким образом когда обороты ДВС становятся высокими то появляется эффект газодинамического наддува. Другими словами инерционный подпор потока новой смеси помогает уплотнению «заряда», улучшая наполнение цилиндров новой рабочей смесью. Отсюда следует, что угол на который запаздывает закрытие впускного клапана (угол газодинамического наддува Г=80°) это один из главных характеристик распределительного вала.
Еще один из главных параметров это угол перекрытия клапанов (на нашем примере это П=33Гр+17Гр=50Гр). Пока поршень не достигнет верхней мертвой точки, впускной клапан начнёт уже открываться, а впускной еще не закрыт, наступает такой момент когда оба клапана и впускной и выпускной открыты, и тогда разрежение, создаваемое в выпускном коллекторе как бы «подхватывает» новую смесь в цилиндр. Этот эффект пропорционален оборотам двигателя, чем они выше тем лучше наполнение цилиндров.
Устанавливать разрезную шестерню стоит по 2м причинам:
1. На заводе, в процессе сборки большого количества двигателей, происходит небольшое отклонение в производстве моторов. Из за этих отклонений в деталях, значение ФГР одинаковых двигателей могут отличаться на 10 градусов, это составляет погрешность в рамках одного зубца на распределительной шестерни. Чтобы это компенсировать, нужно установить разрезную шестерню, с помощью которой можно изменить положение зубчатого венца относительно ступицы, которая имеет величину шага 0. У стандартной же регулировка вперед и назад на 1 зуб, а это шаг в 17 градусов по коленвалу, это и ведёт к потере мощности и крутящего момента.
2. При установке не стандартных распредвалов, которые имеют более высокий подъём кулачка и изменённый профиль, мощность поднимется,но если установить разрезную шестерню и правильно настроить ФГР, можно получить дополнительные 3-4% мощности.
Для примера можно рассмотреть оптимальные настройки фаз газораспределения для обеспечения промежуточного варианта. Нужно совместить максимальное перекрытие клапана с верхней мертвой точкой. Поворачиваем распредвал на нужные 8 градусов. Таким образом угол газодинамического наддува будет равен 88 градусам. (80+8), это реализует возможность лучше наполнять цилиндры на повышенных оборотах. Стоит уточнить, при более ранних открытиях впускных клапанов на средних и маленьких оборотах ухудшается наполнение цилиндров. Так как выпускные газы попадают в ресивер и обедняют новую воздушную смесь. Следовательно, когда мы уменьшили угол опережения открытия впускного клапана, мы улучшили горение смеси в режимах частичных нагрузок.
Фактическая проверка показывает, при правильной настройке ФГР мощность и момент поднимается до 3% от исходной мощности, при стандартном распредвале. Если настройку произвести до максимального увеличения мощности, можно увеличить мощность до 5%.
Стоит уточнить, если мотор восьми клапанный, то настроить можно только либо впускные клапаны, либо выпускные. На 16 клапанных двигателях возможно настроить и впускные и выпускные клапаны отдельно, тем самым можно увеличить мощность до 7%.
И так начнём; для изготовления нам потребуется: кусок фанеры, карандаш, линейка, ножовка по металлу или лобзик (у меня циркулярная пила в помощь), 2 сверла (у меня 8 и 3 мм), диск пилы или отрезной диск по камню (главное, что бы были зубцы), ручная или электрическая дрель, напильник с крупной насечкой.
Для начала возьмём квадратный кусок фанеры, найдём середину проведя 2 диагонали.
Для того, чтобы получить от двигателя автомобиля максимальную отдачу, в числе прочего должны быть выставлены наиболее эффективные фазы газораспределения. Добиться этого, не внося изменений в конструкцию ГРМ, невозможно по причине довольно больших колебаний положения распредвала, в пределах заводских допусков. Решить проблему поможет разрезная шестерня распредвала или сдвижная шестерня ГРМ.
С ее помощью можно отрегулировать работу двигателя в соответствии со своими предпочтениями, установив положение распределительного вала относительно коленчатого, с точностью вплоть до десятых долей градуса, но не ослабляя при этом натяжения ремня ГРМ. Сама процедура не отличается особой сложностью и может быть выполнена своими руками.
Зачем устанавливать разрезную шестерню
Существует две основных причины, по которым целесообразно заменить штатную шестерню на разрезную.
Прежде всего, в процессе изготовления и сборки деталей на заводе ВАЗ допускаются некоторые отклонения от проектных размеров. Вследствие этого, даже в двигателях одной серии (например, ВАЗ-2108 или ВАЗ-2112) положение распредвала относительно коленвала может колебаться в пределах 10 градусов (это соответствует одному зубу на штатной шестерне) как в сторону более раннего, так и в сторону более позднего зажигания. В результате страдают мощностно-динамические характеристики силового агрегата.
Настройка разрезной шестерни на ВАЗ-2108
На автомобиле ВАЗ-2108 или ВАЗ-2110 с восьмиклапанным двигателем, разрезная шестерня устанавливается и настраивается следующим образом:
- На неподвижной и подвижной частях разрезной шестерни ставится стандартная метка, как и на штатной шестерне.
- Разрезная шестерня монтируется на место штатной, и на нее надевается ремень ГРМ. После этого необходимо убедиться, в совпадении меток, расположенных на шкиве распредвала и задней крышке ремня; метка на маховике при этом должна располагаться напротив среднего деления шкалы на лючке картера сцепления.
- Необходимо контролировать перекрытие впускного и выпускного клапанов четвертого цилиндра. При верно выставленных фазах они должны быть открыты на строго определенную величину. Если вал равноподъемный, степень открытия клапанов должна быть одинаковой.
- Если необходимого перекрытия добиться не удалось, нужно ослабить затяжные болты шестерни, после чего, удерживая подвижную часть, повернуть распредвал таким образом, чтобы получить требуемое перекрытие. В результате операции распредвал оказывается в оптимальном положении.
- При необходимости можно дополнительно скорректировать фазы газораспределения.
Коррекция производится в зависимости от предпочтений водителя.
- если распредвал повернуть относительно коленчатого вала на опережение (по ходу), клапана будут раньше открываться и раньше закрываться, уменьшится угол газодинамического наддува. Таким образом, улучшается тяга на низких и средних оборотах;
- при повороте распредвала в обратную сторону (на запаздывание), угол газодинамического наддува увеличивается, и на высоких оборотах улучшается наполнение цилиндров рабочей смесью, в результате мотор развивает большую мощность.
Выполняя корректировку, нельзя сильно уходить от точки перекрытия. Поворачивать распределительный вал нужно на величину не более 3-4 градусов (по шкиву эта величина соответствует половине зуба шестерни). На карбюраторных двигателях, после выполнения корректировки, необходимо заново устанавливать угол опережения зажигания, поскольку трамблер жестко связан с распредвалом посредством муфты датчика распределителя зажигания.
Настройка разрезных шестерен на ВАЗ-2112 с 16-клапанным двигателем
На 16-клапанные моторы автомобилей ВАЗ-2112, разрезные шестерни монтируются и настраиваются своими руками следующим образом:
После установки новых распредвалов по меткам стандартных шкивов устанавливается перекрытие клапанов, после чего поршни первого и четвертого цилиндров подводятся в верхнюю мертвую точку, и надевается ремень ГРМ. Затем необходимо определить перемещение распредвалов и положение ВМТ, делается это по индикаторам часового типа, устанавливаемым на специальную планку.
Далее требуется найти положения распредвалов, соответствующие закрытому положению впускных и выпускных клапанов четвертого цилиндра, а также их положение, соответствующее положению поршня в верхней мертвой точке. Затем ослабляются болты на шкивах, и по индикаторам устанавливаются требуемые перекрытия. После этого болты затягиваются, и коленвал проворачивается на один оборот, после чего производится проверка установок. После пробной поездки при необходимости производится коррекция положения распредвалов.
Настройка разрезной шестерни на ВАЗ-2101
На «классику», например, ВАЗ-2101, разрезная шестерня устанавливается и настраивается следующим образом:
- Устанавливается новый распредвал.
- По меткам стандартной шестерни выставляется перекрытие клапанов, затем поршни первого и четвертого цилиндров подводятся в верхнюю мертвую точку, и надевается цепь ГРМ.
- Устанавливается планка с тремя индикаторами часового типа, ножки которых опираются на рокеры.
- Для первого цилиндра поочередно необходимо найти положение распредвала, соответствующее закрытому положению впускного и выпускного клапанов, а также положение, соответствующее нахождению поршня в ВМТ. После этого по индикаторам устанавливается нужное перекрытие при помощи шестерни. Следует помнить, что имеет значение, в какую точку рокера упирается ножка индикатора, а также, что у рокера имеется передаточное отношение (если распредвал разноподъемный). Не принимается во внимание передаточное отношение только для равноподъемных и равнофазных распредвалов. В этом случае достаточно просто выставить вал таким образом, чтобы оба клапана были одинаково открыты.
- Производится затяжка фиксирующих болтов, после чего коленвал нужно провернуть на один оборот и проверить правильность установок.
- После пробной поездки при необходимости можно скорректировать положение распредвала.