зачем нужны вихревые заслонки в впускном коллекторе
Вихревые заслонки в впускном коллекторе. Для чего они нужны и почему важно, что бы они работали.
Доброго времени суток.
Недавно столкнулся на сайте DRIVE2.RU с человеком который задает вопрос «восстанавливать ли работу вихревых заслонок или программно отключать их работу»
Что известно про двигатели EA 888 первого поколения 1,8 л.: Данные моторы (BYT, BZB) развивают высокую мощность во всём диапазоне оборотов, достигая максимальной мощности 160 л. с. в диапазоне от 5 000 об/мин и практически до верхнего допустимого предела. С другой стороны, в широком диапазоне оборотов двигатель развивает постоянно высокий крутящий момент. Система изменения фаз газораспределения на впуске позволила добиться полного наполнения камер сгорания и, тем самым, максимального крутящего момента 250 Н·м в диапазоне от 1 500 до 4 200 об/мин.
Для чего нужны вихревые заслонки:
На моторах с прямым впрыском, топливо в камеру сгорания впрыскивается в конце такта сжатия, из за этого время для смесеобразования (испарения топлива и смешения паров топлива с воздухом) очень мало. Закрытые заслонки сужают канал тем самым увеличивая давление и направляют поток воздуха по верхней части впускных каналов, над «вихревыми» перегородками, таким образом создаются завихрения которые ускоряют и улучшают качество смесеобразование.
Говоря простым языком капельки бензина в создавшемся завихрении испаряются и качественно смешиваются с воздухом это дает им возможность полностью сгорать в процессе воспламенения, так же при работе мотора на частичных нагрузках снижается расход топлива.
При оборотах больше 3000 об/мин заслонки постоянно открыты, чтобы уменьшить сопротивление потоку воздуха. Соответственно, при оборотах ниже указанной границы заслонки постоянно закрыты.
Исходя из вышесказанного, работа вихревых заслонок очень нужна и важна, программное и/или физическое удаление заслонок приводит к снижению мощности двигателя на оборотах ниже 3000, что само по себе увеличивает время разгона мотора, так же это приводит к неполному сгоранию топлива, нагрузку на катализатор, повышенный расход и вонючий выхлоп. А если учесть, что довольно много времени машина при городском цикле езды используется как раз в режиме до 3000 оборотов, то отсутствие заслонок как минимум некомфортно.
Снова вихревые заслонки. Проблемы и решения.
Как известно, в цилиндре горит не само топливо и не воздух. Горит воздушно-топливная смесь. И чем эта смесь однороднее, тем лучше она сгорает, тем выше эффективность и экономичность двигателя. Соответственно, возникает вопрос — как лучше размешать это самое топливо в цилиндре? Форсунки, подающие топливо не одной большой и толстой струёй, а вовсе даже десятком маленьких струек выступают с одной стороны. А с другой стороны у нас подается воздух. И если этот воздух подать с усилием, да еще и под хитрым углом, получится вихрь. Который отлично все смешает и не менее отлично сгорит.
Но тут перед инженерами встал вопрос — если сделать отверстие для подачи воздуха узким, то на низких оборотах вихри будут получаться отличные. Но при повышении оборотов образуется слишком сильный дефицит воздуха и на его подачу будет тратиться чрезмерно много энергии. Если сделать отверстие достаточно широким для работы на средних и высоких оборотах, то никаких завихрений на низких уже не будет, и эффективность двигателя опять снизится.
Поэтому для оптимальной работы двигателя во всех режимах подачу воздуха разделили на 2 части. В одной части никаких заслонок нет, и она всегда свободно продувается, тогда как вторая часть имеет ту самую заслонку, которая полностью закрыта на низких оборотах и тем шире открывается, чем выше обороты.
За положение вихревых заслонок отвечает интегрированный датчик, и соответствующий привод, изменяющий угол наклона этих самых заслонок.
Наиболее популярными неисправностями вихрей на сегодняшний день являются:
-отказ датчика положения заслонок;
-слетевшие тяги с заслонок
-сильный нагар, в основном, образующийся благодаря работе клапана рециркуляции отработанных газов (ЕГР);
-отказ сервопривода;
-физическое разрушение частей вихревых заслонок с попаданием обломков в камеру сгорания (двигатель в переборку).
Если со слетевшими тягами, отказавшим моторчиком привода и выходом датчика из строя всё более-менее понятно, то сильный нагар и механическое повреждение вихревых заслонок — проблема посерьезнее.
Из-за низкого качества топлива, и исправно работающей системой ЕГР на заслонках образуется толстый слой нагара, который со временем блокирует заслонки в каком-либо положении, что очень не нравится ЭБУ и он начинает показывать «Check engine». Для 100% гарантии требуется замена впускного коллектора вместе с вихрями.
Отключение вихревых заслонок производится путем перепрограммирования электронного блока управления двигателем. В программе отключается диагностика вихревых заслонок, а сами заслонки навсегда замирают либо в закрытом, либо в открытом положении (это зависит от типа двигателя). При отключении заслонок незначительная крутящего момента на низких оборотах будет потеряна, о причинах этого мы написали выше. Однако, если сделать чип-тюнинг, то это с лихвой компенсирует потерю, о чем и пойдет речь на примере Audi Q7.
Обратился хозяин Audi. Горел «чек», сделали компьютерную диагностику.
04120 Intake Manifold runner(bank2), lower limit not reached — привод заслонки коллектора головки блока номер 2 — нижний предел не достигнут
12597 Intake Manifold runner(bank1), lower limit not reached — примерно тоже самое но по другой ГБЦ.
Решили оставить их в открытом положении и удалить программно. На автомобиле установлен ЭБУ EDC16. Перепрограммирование блока возможно через диагностическую колодку, поэтому на всю работу ушел примерно час.
Вихревые заслонки впускного коллектора
Началось все с того, что у машины появился звук у двигателя как у дизельной машины, либо как будто стучат клапана.
Поискав в интернете, выяснилось что скорее всего это вихревые заслонки впуска, диагностируется просто: скидываете шланги с первого верхнего клапана IMRC на заведенном двигателе. Если стук пропадает, то это и есть они, вихревые заслонки. Некоторые моменты подсмотрел из постов на Focus club’e и Мондео клубе.
Вот тут показано что это, под номером 3:
Видео моего двигателя, как я диагностировал:
Для чего нужны они вообще:
«В пластиковом впускном коллекторе заключены вихревые лопатки (поз.3), которые на низких скоростях уменьшают площадь впускных каналов в поперечном сечении.
Эта мера создает повышенное завихрение воздуха на впуске при низкой частоте оборотов коленчатого вала двигателя.
Повышенное завихрение воздуха на впуске способствует воспламенению рабочей смеси вокруг свечи зажигания, что в конечном итоге снижает расход топлива и уровень токсичности выхлопа.
Вихревые лопатки регулируются посредством блока вакуумной мембраны на впускном коллекторе (поз.5).
система задействуется посредством электромагнитного клапана.
Вихревые лопатки сконструированы таким образом, что они пропускают требуемое количество воздуха.
Когда двигатель выключен, вихревые лопатки закрыты.»
На мондео все сводится к замене этих заслонок, благо они продаются, в среднем 450 руб за штуку. На Фокусе же, впуск немого другой и заслонки другие. Меняется только в сборе с коллектором. Новый коллектор в районе 20 000 руб. С разборки от 7000 руб.
Дорого нах… Надо делать, благо руки из правильного места растут.
Разборка.
Разбирается довольно просто, основной минус — все очень плотно, места почти нет, еле еле пролез воротком. Всего 7 болтов, 6 сверху и один снизу.
Запчасти: внедрен был подшипник от жесткого диска, точнее сразу 2. Размеры: внешний 8,1; внутренний 5,0. Т.к. диаметр самого отверстия в коллекторе 11,5, была установлена втулка, с того же жесткого диска, где и стоял подшипник в HDD. Размер как раз стал 11,8. Немного сточил до 11,6. Посадил все на поксипол, можно было и без клея, все плотно садилось, но для надежности пускай с клеем)
Сами заслонки я поменял местами. Первую с четвертой и третью со второй. Как такового криминального износа я там не увидел, но все же он есть. Да и конструкция такая, что если даже что-то протрется, то никуда ничего не улетит. Просто добивал этот звук. Сейчас тишина ))
Сами подшипники:
Вихревые заслонки: принцип работы, проблемы и способы их устранения
Система вихревых заслонок впускного коллектора (Swirl flaps/VSA) служит для улучшения топливовоздушной смеси за счет лучшего и однородного смешивания. Задача системы — оптимизация работы ДВС в диапазонах низких и средних оборотов: улучшение тяги, более экономичный расход топлива.
Вихревые заслонки (другое название — клапаны) устанавливают как на дизельные, так и на бензиновые автомобили, основные марки-популяризаторы — Audi, BMW, Mercedes, Volkswagen, Ford.
Принцип работы
При наличии системы во впускном коллекторе подача воздуха разделена на 2 канала: один канал с установленной заслонкой, другой без заслонки, и свободно продувается. Система разработана таким образом, что при работе на частичной нагрузке (менее 3000 оборотов для дизельных автомобилей и менее 2700 для бензиновых), заслонка за счет длины и геометрии впускного тракта создает завихрение и улучшает топливную смесь. При полной нагрузке заслонка открывается полностью для подачи большего объема воздуха. За работу заслонок отвечает датчик положения, который регулирует степень открытия.
Частые проблемы, связанные с заслонками
Главная причина проблем с вихревыми заслонками — плохое качество топлива. Из-за этого на лопатке копится нагар, что в дальнейшем приводит к заеданию и износу. Средний ресурс работы системы — 100 тыс. км.
Наиболее опасный случай — разрушение узла, когда отломавшиеся части заслонки, проходя дальше по воздушному каналу, повреждают клапаны, поршни и цилиндры мотора.
Другие распространенные неисправности — выход из строя датчика положения заслонок, отказ моторчика привода, слетевшая тяга.
Симптомы возможных неполадок системы вихревых заслонок:
• появление стука, дребезжания,
• потеря мощности,
• увеличение расхода топлива,
• повышение дымности.
Если же нагар полностью заблокировал заслонку в одном положении, ЭБУ отправит сигнал об ошибке — Check Engine.
Партнер АДАКТ рассказывает про проблемы с вихревыми заслонками на VW Touareg:
Варианты устранения неисправностей системы
1️⃣ Отключение вихревых заслонок/
Отключение выполняется путем перепрограммирования ЭБУ двигателя. При таком подходе отключается контроль датчика системы, а сами лопатки фиксируется в открытом положении. Физически удалять вихревые заслонки необязательно, однако многие водители заказывают данную услугу, чтобы полностью исключить вероятность разрушения и связанные с этим дальнейшие проблемы. Также можно дополнительно установить заглушки.
При отключении системы будет небольшое падение тяги на низких оборотах. Его можно компенсировать за счет мощностного программного тюнинга мотора (чип-тюнинг). Собственно, прошивая ЭБУ для отключения заслонок, обычно сразу записывают программу, улучшающую динамику.
Отключение/удаление вихревых заслонок — наиболее бюджетный и популярный способ решения проблемы неисправной системы.
2️⃣ Ремонт и чистка вихревых заслонок.
Ремонт, как правило, сводится к замене неисправных или некачественных элементов системы: мест крепления, прокладок и тяги, привода и датчика положения. Например, частыми причинами стука вихревых заслонок является поломка/деформация рычага привода или разрушение мест крепления.
Замена — достаточно дорогостоящее решение, не столько из-за цен на запчасти, сколько из-за стоимости сервисных работ. Плюс в случае разрушения заслонки в прайс ремонта добавятся работы по устранению нанесенного мотору ущерба. Мы рекомендуем делать замену раньше заявленного срока службы, особенно если заливаете топливо не лучшего качества.
В некоторых случаях после замены элементов или системы целиком необходимо проводить адаптацию вихревых заслонок.
Чистку заслонок выполняют, сразу промывая весь впускной коллектор, включая клапан ЕГР и дроссельную заслонку, иначе это делать просто бессмысленно. Собственно, во многом в появлении нагара виновата как раз работающая система ЕГР. Поэтому очистку придется делать регулярно (желательно через каждые 20–30 тыс. км).
Обращайтесь к нашим региональным партнерам на диагностику системы. Специалисты установят причину проблем и проконсультируют, как быть дальше: удалять вихревые заслонки или заменить неисправные элементы.