Вольвотроник BMW, что это за технология, особенности, прицип работы, конструкция

Valvetronic: система управления фазами газораспределения и подъемом клапанов фирмы BMW, разновидность технологий CVVT и CVVL. Включает в себя технологию Double VANOS.

Особенность технологии: хотя дроссельная заслонка не используется для дозирования топливо-воздушной смеси, она физически присутствует во впускном тракте в полностью открытом состоянии и задействуется при отказе основного механизма Valvetronic или для его диагностики и отладки.

Была впервые выпущена на рынок в 2001 году на легкосплавном 1.8-литровом 4-х цилиндровом двигателе для компакта E46 316ti.

Принцип Valvetronic

Система Valvetronic позволяет плавно и непрерывно изменять высоту подъема впускных клапанов и тем самым не только обеспечивать оптимальные условия «дыхания» двигателя в разных режимах, но и регулировать количество поступающей в цилиндры топливо-воздушной смеси:

• при минимальных оборотах ход клапана и перекрытие клапанов минимальны, благодаря чему минимизируется расход топлива (по оценке компании BMW на 18%);
• с увеличением оборотов открытие клапанов увеличивается, что снижает сопротивление газовым потокам внутри цилиндра, повышает скорость продувки и плотность наполнения цилиндра топливо-воздушной смесью (экономия 10% по оценке компании BMW);
• на высоких оборотах достигается наилучшая вентиляция цилиндра и его заполнение топливовоздушной смесью.

Также система Valvetronic позволила довести двигатели до экологического класса Евро-4, оптимизирует процесс холодного пуска, повышает плавность кривой мощности и чуткость реакций двигателя. Отказ от дроссельной заслонки (ее роль «аварийной запасной системы» и нахождение все время в полностью открытом состоянии) позволяет снизить насосные потери.

Для обеспечения изменения фаз газораспределения технология Valvetronic включает в себя технологию Double VANOS.

Эффективность системы Valvetronic резко падает после 6000 об/мин, т.к. за этим рубежом требуются более сильные возвратные пружины клапанов, увеличивающие потери на трение.

Конструкция Valvetronic

Система Valvetronic использует обычный распредвал, а в дополнение к нему — эксцентриковый вал с набором кулачков и роликов, приводимый в действие шаговым электромотором. В зависимости от сигнала отдельного управляющего блока с 32-битным 40MHz процессором шаговый мотор изменяет положение эксцентрикового вала, что увеличивает или уменьшает плечо промежуточного рычага и тем самым задает необходимую свободу перемещения коромыслу, с одной стороны опирающемуся на гидротолкатель, а с другой воздействующему на впускной клапан. Меняется плечо промежуточного рычага — меняется высота подъема впускных клапанов. Наличие электропривода позволяет гибко программировать управление клапанами для разных двигателей.

Двигатели с системой Valvetronic имеют на 15% большую себестоимость за счет бОльшей сложности. Так, усилитель тормозов в них приводится отдельным специальным вакуумным насосом. Сама система Valvetronic собрана в одном блоке и установлена в головке блока цилиндров.

Параметры системы Valvetronic:

• Изменение высоты подъема клапанов от 0 до 9.7 мм за 300 миллисекунд.
• Диапазон смещения фаз газораспределения составляет 60 градусов.
• Промежуточный рокер изготовлен с допуском 0.008мм.
• Детали эксцентрикового вала изготовлены с допусками в сотые доли миллиметра.

Другие технологические особенности:

• В головке блока с системой Valvetronic поток охлаждающей жидкости идет поперек головки, снижая температуру на 60%.
• Размеры водяного насоса уменьшены наполовину, снижая энергозатраты на 60%.
• Маслонасос и водяной насос расположены на одном валу, и наличие теплообменника между маслом и охлаждающей жидкостью улучшает охлаждение масла на 30%.

Valvetronic и турбонаддув

Компания BMW ранее не применяла на двигателях с турбонаддувом систему Valvetronic, т.к. комбинация наддува с непосредственным впрыском позволяла добиться тех же результатов с использованием обычной дроссельной заслонки. Однако в 2009 году компания BMW представила турбомотор N55 схемы R6, совмещающий систему Valvetronic, непосредственный впрыск и турбокомпрессор с двойной крыльчаткой.