Для чого потрібна система зміни фаз у принципі? Для того, щоб двигун працював завжди в оптимальному режимі. На жаль, звичайний розподільний вал з кулачками працює завжди дуже усереднено. Що на високих, що на низьких обертах момент відкриття та закриття випускних та впускних клапанів однаковий, а це не дуже добре. Суть справи в тому, що є таке поняття як перекриття клапанів і виглядає це в такий спосіб.
На високих і середніх оборотах колінвала потрібно дуже швидко виводити гази, що відпрацювали, і встигати наповнити циліндр паливоповітряною сумішшю. Для цього є короткий період, коли випускний клапан ще відкритий, але водночас починає відкриватися і впускний. У цей момент через розрідження в циліндрі, що створюється інерцією потоку відпрацьованих газів, паливоповітряна суміш засмоктується в циліндр активніше, ніж при повністю закритому випускному клапані. А це, само собою, призводить до більш ефективного продування циліндра та до якісного наповнення та підвищення ККД двигуна.
Начебто користь від перекриття очевидна. Але не все так просто: на мінімальних оборотах колінвала ця схема не працюватиме. У цьому випадку через знижений тиск на впуску відбуватиметься змішування паливоповітряної суміші та відпрацьованих газів і мотор працюватиме нерівномірно, а то й зовсім не зможе працювати. Тому на холостих обертах перекриття клапанів завдає лише шкоди.
В ідеалі двигун повинен вміти змінювати фази – від вузьких фаз на холостих оборотах (без перекриття клапанів) до широких – на високих оборотах (для більш швидкого продування та наповнювання циліндра паливоповітряною сумішшю). Раніше двигуни змінювати фази не вміли, і ККД від цього страждав. Звичайно, з цим намагалися боротися, наприклад, на старих вазівських моторах пропонували досить незвичайне рішення – шестерні розрізних розпредвалів. Це був такий своєрідний прообраз фазорегулятора: вінець такої шестерні міг трохи обертатись щодо центральної частини, яка кріпилася на розподільнику нерухомо. Само собою, ні про яке автоматичне регулювання фаз не йшлося, але можна було поставити ці шестерні і спробувати підібрати оптимальний кут фаз, а потім намертво затягнути болти, що фіксують обидві частини шестерні відносно один одного, і насолоджуватися їздою. Звичайно, все це напівзаходи, які не дозволяли змінювати фази залежно від частоти обертання колінвала, а лише трохи ці фази налаштувати. Все змінилося, коли в двигунах з’явилися повноцінні автоматичні системи зміни фаз.
Таких систем багато, і багато виробників називають систему по-своєму. У деталях вони мають відмінності, але загалом працюють приблизно однаково. Є ще й механізми зміни підйому клапанів, які теж впливають на фази, та ступінчаста зміна фаз газорозподілу, яку особливо люблять японці, та деякі інші рішення, які потребують окремих описів. Але сьогодні ми зупинимося на наймасовішому і найпростішому підході – на повороті розподільного валу гідрокерованою муфтою системи фазорегулювання. Отже, як це працює?
Принцип роботи
Працює загалом не дуже складно. Замість простої цільної зірки на розподільному розподілі стоїть гідрокерована муфта (якщо вона одна, то на впускному розподільному валі, якщо дві – то на обох). Центральна її частина (він же – ротор) кріпиться до розподільного валу, зовнішня (корпус) приводиться в дію ременем або ланцюгом ГРМ, як і звичайна зірка. Ротор може трохи повертатися у корпусі муфти, отже, змінювати фази. У випадку з керованою муфтою поворот ротора здійснюється за допомогою моторного масла, яке при необхідності подається в «фазик» через розподільник. Загалом все, але залишається одне питання: звідки муфта знає, що розподільний вал потрібно трохи повернути?
Знає вона це за підказкою ЕБУ. Блок управління аналізує сигнали від безлічі датчиків. Залежно від оборотів колінвала та навантаження ЕБУ командує клапаном (або розподільником) відкрити або закрити прохід масла в муфту. Начебто все просто, але є деяка складність: робота фазообертача залежить від багатьох факторів, тому причину помилки пристрою іноді доводиться шукати дуже довго. А іноді взагалі не відразу можна зрозуміти, що фазообертач не працює зовсім.
Ні, звичайно, багато чого в роботі двигуна змінюється. Але деякі симптоми типові для багатьох несправностей, які з фазообертачем ніяк не пов’язані.
Несправності
Найбільш яскрава ознака відмови «фазика» – його специфічний тріск, особливо після запуску холодного двигуна. Цей тріск важко сплутати з чимось іншим, а джерело звуку досить легко знайти, тому помилитися практично неможливо. Інша річ, що причину відмови треба буде пошукати, але про це нижче.
Друга ознака крім тріску – це нестабільна робота на холостих. А ще – зниження тяги на оборотах та зростання витрати палива. Ось тут складніше: у цих бідах можуть бути винні десятки несправностей, не пов’язаних із «фазиком». Трохи точніше на нього вкажуть помилки, пов’язані із синхронізацією фаз. Втім, помилки можуть бути різними, і не завжди одразу підозра падає на фазообертач. На деяких автомобілях є коди помилок, які вказують безпосередньо на нього, але часто буде загальна помилка розсинхронізації. Однак і в цих випадках не слід забувати про фазорегулятор.
Що робити?
Якщо ми говоримо про звичайний гідрокерований фазообертач, то в першу чергу перевіряти треба не саму муфту, а клапан-розподільник. Несправність у електромагнітного клапана найчастіше одна: він клинить в одному з положень. Груба перевірка клапана досить проста: можна на холодному моторі відключити роз’єм на клапан і подати напругу безпосередньо від акумулятора. Якщо двигун стане працювати нестійко (або просто гірше), значить, клапан працює. Але оскільки він здатний клинити, краще його зняти і переконатися, що шток не залипає в жодному положенні. Для більш точної перевірки потрібно ще виміряти хід штока та опір обмотки, але вважатимемо, що для нас це вже надто складно. Тому спочатку просто переконаємося, що клапан працює.
Якщо з ним все гаразд, тобто є сенс перевірити проводку до клапана. Якщо і з нею все добре, то є два варіанти розвитку подій.
Перший – це знос самої муфти. Неприємність досить дорога, але не дуже часта. Тут варіантів проблеми кілька: можуть зноситися лопатки ротора, може сам корпус. Муфта може люфтити або повертати на неприпустимі кути, зміщуючи фази занадто сильно (або недостатньо сильно). Але вихід у будь-якому випадку один – ставити новий «фазик».
Другий варіант пов’язаний з тим, що клапан із якоїсь причини не отримує команду від ЕБУ на зміну фаз. Ось тут діагностика може лише починатися. Фазорегулятор може перестати працювати через відсутність сигналів датчика положення колінвала, розподільних валів, витрати або температури повітря. Загалом через будь-який датчик. При цьому тріщати він також не буде: немає сигналу – немає тріску. Однак якщо підключити сканер, є можливість побачити і помилку розсинхронізації фаз, яка може наштовхнути на думку про фазообертач. Зрозуміло, ремонтувати його в цьому випадку не треба, а треба шукати причину, з якої ЕБУ вирішив керувати мотором в аварійному режимі.
Чи можна їздити з непрацюючим фазообертачем?
Можна і можливо. Буває, його спеціально глушать, якщо набридає міняти його занадто часто або просто немає грошей на заміну зараз. Майже завжди двигун працюватиме. Не завжди добре, не на повну силу, але буде. Але краще, звісно, так не робити.
Висновки
А щоб довше не зустрічатися з несправностями фазорегулятора, достатньо лише вчасно міняти масло. І безпосередньо муфта, і особливо клапан дуже вимогливі до її чистоти, і, звичайно ж, потрібний нормальний тиск у системі мастила. Якщо тиск буде недостатнім, фазообертач працювати не зможе – він бере масло від того ж насоса із загальної системи мастила.
