Valvetronic un HVA

Reizēm nākas dzirdēt apgalvojumus - kas gan ir mainījies pēdējos pārdesmit gados auto iekšdedzes dzinējos? Viss taču tas pats!
Patiesībā, izmaiņu ir ļoti daudz. Šoreiz par dažiem mezgliem, kas nemanāmi ir mainījušies līdz nepazīšanai. Kāpēc šai tēmai veltīts vesels posts?
Domāju, ka pēc šī posta izlasīšanas jūs mainīsiet savu skatījumu uz dažiem it kā labi zināmiem mezgliem, piemēram - eļļas sūknis, HVA.

HVA uzbūve ir ļoti vienkārša - eļļa tajā (zem spiediena, ko rada elļas sūknis) var iekļūt, bet izkļūt - nevar, par to rūpējas vārstiņš HVA iekšpusē. Attiecīgi - brīžos, kad sadales vārpsta never vaļā vārstu, HVA nodrošina automātisku 'tuvu nullei' attālumu starp sadales vārpstu un vārstu. Vecākiem dzinējiem pareiza HVA darbība nodrošina gan visiem tik labi zināmā 'tik-tik' trokšņa novēršanu, gan sadales vārpstas ilgu mūžu. Kāpēc uzsvērts 'vecākiem dzinējiem'? Par to - šajā postā.

Lūk, īss video - ļoti labi parādīts, kā darbojas HVA:
Kādas sekas bija slikti strādājošiem HVA 'parastos/vecākos' (piemēram, BMW M sērijas) dzinējos?
No motora telpas bija dzirdama HVA tikšķēšana - visiem labi zināms troksnis, īpaši raksturīgs aukstam dzinējam. Ja HVA slikti strādāja arī siltam dzinējam, ar laiku tika bojāta sadales vārpsta, īpaši smagos gadījumos - vārsta kāts.
Situācijā, kad vārsta gājiens (tipiski 'parastam' dzinējam) bija 8 .. 10 mm, pat 0.5 mm gaisa sprauga (kļūme HVA darbībā) neradīja fundamentālas problēmas. Jā, šāda gaisa sprauga (acīmredzot, HVA vārsts laiž ārā eļļu vai arī - eļļa nenokļūst HVA) izraisīja skaļu tikšķēšanu, bet vārsta gājiens samazinājās par 5 .. 7% (no 8/10 mm līdz 7.5/9.5 mm).

Paskatīsim, kāda situācija veidojas modernākos - N sērijas dzinējos, kas aprīkoti ar Valvetronic.
Attēlā atzīmēts:
A: attālums no punkta, kur Intermediate lever spiež Roller cam follower līdz valve kātam
B: attālums no punkta, kur Intermediate lever spiež Roller cam follower līdz HVA
12:  Roller cam follower
13:  Intermediate lever

Kā redzams, attālums B ir aptuveni 2 reizes lielāks kā A. Tā nav nejaušība! Šādi BMW AG inženieri ir mēģinājuši samazināt HVA problēmu ietekmi uz Valvetronic darbību tukšgaitā.
Atsauksim atmiņā pamatskolas fizikas nodarbības - gan jau katram ir mācīts, ko nozīmē 'svira', 'spēka plecs'. Ja neatceraties - lūk, wikipedia pamatinformācija:
https://en.wikipedia.org/wiki/Lever

Sviras (lever) princips ir izmantots arī augstākievietotajā attēlā: tā kā attālums B ir aptuveni 2 reizes lielāks kā A; HVA ietekme samazinās aptuveni 2 reizes (salīdzinot ar Intermediate lever kustību).
Kāpēc ir būtiski samazināt HVA problēmu ietekmi uz ieplūdes vārsta gājienu?

Kā minēts Valvetronic 1.daļas postā, ieplūdes vārstu gājiens tukšgaitā vidēji ir ap 0.4 mm, bet minimālais to atvērums - tikai 0.18 mm. Salīdzinot ar 'vecajiem' dzinējiem, minimālais (tukšgaitas režīmā) vārstu atvērums ir samazināts 20 .. 50(!!!) reizes! Attiecīgi, 20 .. 50 reizes pieaug katras tehnoloģiskās tolerances (atšķirības) nozīme!
Ja 'vecajam' dzinējam 0.5 mm gaisa sprauga HVA radīja tikšķošu skaņu un samazināja vārsta atvērumu par 5 .. 7%, tad dzinējam ar Valvetronic 0.5 mm brīvkustība HVA radīs 0.25 mm atšķirību vārsta gājienā. Jeb precīzāk - vārsta gājiens samazināsies par aptuveni 60% (pie paredzētā gājiena 0.4 mm) jeb - vārsts neatvēsies nemaz (ja vārsta paredzētais gājiens ir mazāks par 0.25 mm).

Varam paskatīties uz šo situāciju no otras puses - kāda būtu pieļaujamā HVA brīvkustība, lai tipveida tukšgaitas situācijā (ieplūdes vārstu gājiens ir 0.4 mm) vārsta gājiens izmainītos par 5% (kā 'vecajiem' dzinējiem)?
0.4*0.05*2=0.04 mm jeb 40 mikroni! Tātad, ja HVA 'kļūdīsies' par nieka 0.04 mm, cilindra piepildījums mainīsies par 5%!

Tātad - dzinējam strādājot 'Valvetronic' režīmā, prasības pret HVA mezgla kvalitāti pieaug vismaz 20 .. 30 (!!!) reizes, salīdzinot ar 'parastu' dzinēju, kurš neizmanto Valvetronic!
HVA problēmu gadījumā raksturīgi būs tieši tas, ka 'bezValvetronic' režīmā dzinējs darbojas normāli, bet ieslēdzot Valvetronic, cilindru mehāniskā efektivitāte kļūst būtiski atšķirīga - dzinēja tukšgaita ir nevienmērīga, tas vibrē, iespējami misfires.

Pašsaprotami - ja dzirdama vārstu klaboņa (pazīstamā 'tik-tik' skaņa) - problēma ar HVA jau sen ir pārsniegusi jebkuras saprāta robežas (pieļaujamā brīvkustība pārsniegta desmitiem reižu) un dzinējs, kurš aprīkots ar Valvetronic, normāli strādāt nespēs!

Vēl viens būtisks jautājums - ja no dzinēja dzirdama vārstu tikšķēšana - vai šo defektu var izraisīt kāda cita Valvetronic komponenta, nevis HVA, defekts?
Nē! Pat, ja ekscentriskajai vārpstai (14), sadales vārpstai (5), Gate block (4), Intermadiate lever (13), Roller cam follower (12) būs liels izdilums, atspere (3) iespiedīs Intermadiate lever starp ekscentrisko vārpstu un sadales vārpstu, savukārt, korekti strādājošs HVA (7) nodrošinās 'tuvu nullei' visa Valvetronic mezgla brīvkustību. 
Intermediate lever apakšējās daļas formas defekti (kas radušies nodiluma rezultātā), tāpat kā ekscentriskās vārpstas izdilums - radīs kropļojumus (ekcentriskās vārpstas leņķis/vārsta pacēlums) līknē, taču neradīs mezgla brīvkustību (ja vien HVA korekti pildīs savu funkciju).


Kāpēc posta sākumā tika pieminēts eļļas spiediens?
Atcerieties - bija, piemēram,  tāds BMW M20 sērijas dzinējs - sešcilindru spēka agregāts, ko uzstādīja retro auto, piem., E12, līdz pat 3.sērijas E30, 5.sērijas E34? Šiem dzinējiem tukšgaitā ideāls eļļas spiediens skaitījās ap 1.5 bar; signāllampiņa sāka mirgot pie 0.8 bar.
Piemēram, N52 sērijas dzinējiem elektroniski stabilizēts eļļas spiediens tukšgaitā ir 2.6 bar, maksimālais spiediens tukšgaitā (kad elektronika to nesamazina) ir vismaz 4 bar!
Protams, N52 sērijas dzinējam ir pilnīgi citas (augstākas) prasības visu mezglu (virzuļgrupa, utt) eļļošanai, bet viens no kritiskākajiem mezgliem, kam nepieciešama eļļošana ar stabilu spiedienu - HVA.

No iepriekšminētā jāsecina - sentēvu metodes (pārbaudot HVA brīvkustību, tam uzspiežot) modernu dzinēju HVA pārbaudei jāaizmirst! Dažu desmitu mikronu atšķirības (vēl būtiskāk - šai precizitātei jāsaglabājas nevis 'miera' stāvoklī, bet situācijā, kad Intermadiate lever ar lielu spēku spiež uz HVA) nevar sajust. Nav jēgas gaisa spraugu mērīt arī izslēgtam dzinējam, jo problēma var izpausties tikai tad, kad Intermediate lever spiež uz HVA.

Kā pārliecināties, ka HVA ir nekorektas (atšķirīgas) cilindru mehāniskās efektivitātes cēlonis?
Var izveikt sekojošu eksperimentu:
atvienot (uz laiku) eļļas spiediena sensoru - šajā gadījumā dzinējs atslēgs eļļas spiediena elektronisko stabilizēšanu un eļļas sūknis attīstīs maksimālo spiedienu.
Ja šajā režīmā cilindru mehāniskā efektivitāte būtiski atšķiras no 'standarta' režīma - tieša indikācija par problēmām ar HVA (acīmredzot, sliktāk strādājošie HVA ir samazinājuši brīvkustību).
Attiecīgi, jāveic HVA nomaiņa un eļļošanas kanālu tīrīšana.
Piezīme: augstās prasības HVA ir vēl viens iemesls, kādēļ savlaicīgai (savlaicīgs NAV ražotāja noteiktais neadekvāti ilgais eļļas maiņas intervāls) eļļas nomaiņai N sērijas dzinējos ir kritiska nozīme.

Un visbeidzot, zīmīgs screenshot no BMW AG aftersales materiāla: N52 sērijas dzinēja uzbūves apraksta - 45.lpp.:
Lūk, kautrīgi pieminēts Valvetronic. Tiesa gan - par augstajām prasībām HVA: ne vārda!
Vēl interesantāk: šī materiāla 44. lpp. minēts:
Man pasvītrotais teksts izraisīja dziļu izbrīnu. VANOS? Pag, jau M52TU/M54 sērijas dzinējs bija aprīkots ar Double VANOS! Jaunais VANOS patērē 3 reizes vairāk eļļas?
Nē, nepatērē. BMW AG vienkārši ir slikta komunikācija starp departamentiem, dokumentācjas veidotāji ne pārāk labi izprot pašu ražoto dzinēju darbības tehniskās nianses. Šeit vajadzēja būt piezīmei nevis par eļļas flowrate, bet gan tās precīzi uzturētu un vienmērīgu (kā zināms, N sērijas dzinējiem spiediens tiek uzturēts 2.6 līdz 5.5 bar robežās, t.i.: tas mainās tikai 2 reizes visos darba režīmos) eļļas spiedienu. Svarīgākais - jau tukšgaitā nodrošināt pietiekošu spiedienu HVA precīzai darbībai, samazināt eļļas spiediena izmaiņu atšķirību visos dzinēja darba režīmos!

Īss iepriekšminētā apkopojums:
eļļas sūkņa attīstītais spiediens tukšgaitā (salīdzinot M20 un N52) pieaudzis vismaz 5 reizes; tā uzturēšanas precizitāte - desmitiem reižu;
prasības HVA darbības precizitātei pieaugušas desmitiem reižu.
N sērijas benzīna dzinēji tikai vizuāli atgādina savus priekšgājējus! Diagnosticējot un remontējot šos dzinējus, ir PILNĪGI jāpārskata attieksme pret it kā zināmām lietām.

Piezīme - ja N sērijas dzinējam ir problēmas ar eļļas spiedienu (gan ierakstītas kļūdas par to vai eļļas siediena sensora rādījumu  plaussibility) vai palielināts eļļas sūkņa vārsta PWM jittering (jittering pārsniedz +/-15% stabila režīma apstākļos), problēmas ar eļļas spiedienu ir jānovērš vispirms!

Nobeigumā:
iespējams, ka tieši problēmas ar HVA ir iemesls, kādēļ gan ME/MEV/MEVD, gan MSV/MSD sērijas dzinēju vadības sistēmas rīkojas sekojoši:
ja kāda cilindra mehānisko efektivitāti neizdodas pilnīgi izkompensēt, nekādas kļūdas DME atmiņā ierakstītas netiek, dzinēja vadība 'dara, ko var', atstājot piemēroto maksimāli iespējamo korekciju.

Iemeslu īslaicīgai nekorektai (vai tikai - atšķirīgai) HVA darbībai netrūkst:
pirms tukšgaitas (kritiskākais režīms) bijis lielas griezes darba režīms, attiecīgi - bijis paaugstināts eļļas spiediens; sadales vārpsta ar lielāku (pret)spēku spiedusi uz HVA;
mainoties eļļas (arī dzinēja) temperatūrai, mainās tās viskozitāte, mainās HVA piepildījums;
ja dzinējam bijušas kļūmes Valvetronic darbībā, vai eļļas spiediena uzturēšanas sistēmā, HVA darba apstākļi ir bijuši pavisam citi (cits vārstu gājiens vai cits eļļas spiediens attiecīgi);
visbeidzot - pietiek kļūdīties DME vadības sistēmai un, dzinēju izslēdzot, neaizvirzīt ekscentrisko vārpstu 0 pozīcijā - kāds no ieplūdes vārstiem tiks turēts atvērts un attiecīgie HVA - ilgstoši noslogoti (eļļa no tiem ar lielu spēku ilgstoši tiks spiesta ārā). Rezultātā - šie HVA ilgāku laiku var strādāt atšķirīgi (kamēr korekti piepildīsies ar eļļu).





Komentāri

Šī emuāra populārākās ziņas

G31 Alpina problēmas. Part 1

G31 Alpina problēmas. Part 3

Dažas piezīmes par lodēšanas stacijām