Что такое система VANOS от BMW, как она работает

vanos-2.jpg

Как выглядит VANOS на двигателе BMW.

Это электромеханическое устройство, которое стыкуется с газораспределительной системой двигателя. Нетрудно догадаться, что ВАНОС и нужен для того, чтобы управлять газораспределительными фазами — так достигается большая эффективность работы мотора. Вот чем он полезен:

  • ощутимо уменьшается расход топлива в крейсерском (среднем) диапазоне оборотов;
  • отработанные газы становятся чище, токсичных веществ в них меньше;
  • двигатель очень стойко работает на холостых оборотах даже при низких температурах;
  • график роста мощности в зависимости от оборотов становится более плавным;
  • на средних оборотах достигается максимальный крутящий момент;
  • при высоких оборотах добавляется изрядное количество мощности.

vanos.jpg

Соленоид VANOS открывается и позволяет сдвинуть вал.

Конструкция блока VANOS относительно нехитрая: есть масляные поршни, управляемые электронным блоком, которые воздействуют на газораспределительные валы и изменяют их положение в ту или другую сторону. Соответственно этим изменениям, меняются фазы газораспределения на 6° опережения или запаздывания. То есть, клапаны начинают открываться или несколько раньше, или несколько позже, нежели в изначальном положении валов.

Первые версии системы назывались Single VANOS — регулировалось положение только впускного распределительного вала, а фазы впуска изменялись дискретно, т.е. скачками. На более новых (начиная с конца 90-х годов) BMW используется уже Double VANOS. Здесь регулируются фазы и впуска, и выпуска, и регулировка происходит плавно, без рывков. Дополнительно к ВАНОСу ещё устанавливается Valvetronic — электронная система регулировки длины хода клапанов. Схема работы VANOS примерно следующая:

  1. После запуска двигателя VANOS работает в специальном режиме, чтобы уменьшить время прогрева мотора и каталитического нейтрализатора.
  2. С достижением рабочей температуры активируется стандартный режим низких оборотов — клапаны открываются с некоторой задержкой, чтобы двигатель работал стабильнее и выдавал больше мощности.
  3. По мере роста оборотов клапаны открываются всё раньше и раньше, пока на крейсерском уровне не уходят «в минус», как результат — максимум крутящего момента и ещё немного сверху. Плюс экономия топлива за счёт дожигания выхлопных газов.
  4. Дальнейшая акселерация снова увеличивает задержки, и на высоких оборотах двигателя фазы снова становятся запаздывающими, как при низких оборотах (но не совсем).

Читайте также: Что такое ГРМ в автомобиле и как она работает.

Что и говорить, система получилась очень удачной с точки зрения выжима из двигателя максимума потенциала, а также экономичности и экологичности его работы. Но, как это часто бывает, жирные плюсы обернулись не менее внушительными минусами. ВАНОС серьёзно снижает надёжность и долговечность двигателя. При этом решение проблем, связанных с этой системой, влетает в копеечку.

Слабейшее место — уплотнительные кольца масляных поршней, что регулируют положение распредвалов. Высокие температуры и агрессивная химия разрушают резиновый материал этих колец. Двигатель словно теряет силы, требуя для выдачи определённой мощности всё более высоких оборотов. И что самое неприятное — BMW не меняет эти кольца отдельно, только узел VANOS полностью. Приходится искать альтернативы и обращаться к неофициальным СТО.

И снова масляные поршни — их подшипники и шайбы изготовляются не из самого прочного металла, так что со временем блок ВАНОС начинает хуже исполнять свои обязанности. Плюс к звуку работы двигателя примешивается неприятный, резкий металлический шум. И снова BMW не предлагает никаких отдельных подшипников! Поэтому тем, кто не желает выложить за новый блок несколько десятков тысяч рублей, стоит заказать их у сторонних производителей.

При агрессивном стиле езды, загрязнениях в масле и бензине, и просто достаточно большом пробеге можно наткнуться на проблемы с деформацией металлических частей блока. На лицевой кромке масляных поршней или газораспределительных валов появляются сколы и задиры. Это приводит к просадкам мощности и крутящего момента, провалам холостого хода, изменению звука работы мотора.

Схожие негативные эффекты вызываются и отложением загрязнений на рабочих механизмах блока VANOS. Ещё вариант: нарушения целостности электропроводки — банально оборвался или отсоединился провод. К счастью, такие проблемы несложно решить даже в гаражных условиях, предварительно ознакомившись с точными инструкциями. 

Читайте также: Что лучше ремень ГРМ или цепь.

При регулярном техническом осмотре все потенциальные проблемы с блоком отлавливаются и решаются ещё на начальной стадии, так что профилактика — лучшее средство сохранения денег в кошельке. Игнорировать вышеперечисленные симптомы — себе дороже. Ведь VANOS вплотную взаимодействует с двигателем, и неисправности блока цепной реакцией влекут за собой неисправности мотора.

<index>

Система VANOS (Variable Nockenwellen Steuerung), является важной частью современных моторов компании BMW, благодаря которой удается значительно уменьшить токсичность выхлопных газов, сократить расход топлива, увеличить крутящий момент двигателя на низких оборотах, а также увеличить его максимальную мощность на высоких. Эта система позволят мотору работать максимально стабильно на “холостых” оборотах, даже при низких температурах.

Содержание

Что такое Ванос в двигателе

Двигатель в разрезе с демонстрацией “двойного” ваноса

Variable Nockenwellen Steuerung переводится с немецкого, как переменное управление распределительными валами двигателя. Придумали эту систему инженеры BMW. VANOS по своей сути является системой изменения фаз газораспределения. Ее особенность заключается в том, что она способна изменять положение распредвалов, по отношению к коленчатому валу. Таким образом, происходит регулирование фаз газораспределительного механизма (ГРМ). Регулирование это может происходить в диапазоне от 6 градусов опережения до 6 градусов запаздывания относительно верхней мертвой точки.

Как устроен и из чего состоит

VANOS находится между распредвалом и шестерней привода. Конструкция ее относительно проста. Главной частью системы являются поршни, которые изменяют положение распредвалов, меняя тем самым фазы газораспределения. Эти поршни взаимодействуют с шестернями распредвалов с помощью зубчатого вала, который соединяется с поршнем. Ход этих поршней обеспечивается за счет давления масла.

Принцип работы масляных поршней, регулирующих работу системы газораспределения

В конструкции предусмотрен специальный электромагнитный клапан, работой которого “заведует” электронный блок управления двигателем (ECU). В качестве входных данных берется информация с датчиков положения распредвалов. Благодаря этому датчику определяется текущее угловое положение валов. Затем полученные данные отправляются в ECU для сравнения полученного значения с заданным углом.

Благодаря этим изменениями в положении распредвалов и происходит изменение фаз газораспределения. В результате чего, клапаны или открываются несколько раньше положенного, или несколько позже, нежели в изначальном положении валов.

Как работает система

На данный момент компания BMW использует в своих моторах технологию переменного управления распредвалом (VANOS) четвертого поколения. Стоит отметить, что первое поколение данной технологии называлось Single VANOS. В нем регулированию подвергался только впускной распредвал, а фазы выпуска изменялись дискретно, т.е. скачками.

Первое поколение или “одинарный” Ванос

Суть работы такой системы заключалась вот в чем. Положение впускного распредвала регулировалось в соответствии с оборотами двигателя и данным датчика положения педали акселератора. Если на мотор подавалась небольшая нагрузка (низкие обороты), то впускные клапаны начинали открываться позднее, что, в свою очередь, делает работу мотора на холостом ходу более ровной.

Раннее открытие впускных клапанов на средних оборотах двигателя позволяет повысить величину крутящего момента, а также улучшить циркуляцию выхлопных газов в камере сгорания, что, в свою очередь, уменьшает общий расход топлива и токсичность отработавших газов. Высокие обороты мотора заставляют впускные клапаны открываться позже, в результате чего достигается максимальная мощность. В первые несколько минут после старта работы мотора, система активирует особый режим, суть которого в том, чтобы максимально уменьшить время прогрева.

Второе поколение VANOS (еще называют “vanos vanos” или “double vanos”)

Сейчас используется так называемый Double Vanos. В отличие от “однованосной системы”, в двойной регулируется работа впускных и выпускных распределительных валов, а их управление происходит более плавно, без рывков. Благодаря использованию обновленной системы удалось существенно поднять крутящий момент и мощность мотора во всем диапазоне его оборотов. Также, согласно схеме работы “БиВанос”, небольшая часть выхлопных газов может дожигаться повторно в камере сгорания, что, в свою очередь, ведет к повышению экологичности мотора.

Сейчас во всех автомобилях немецкого бренда используется система Vanos четвертого поколения. Ключевая особенность этой версии состоит в том, что в ней используются Vanos-шестерни впускного/выпускного распредвалов. Инженеры BMW сделали систему более компактной – теперь весь исполнительный механизм находится в самих звездочках ГРМ. Ну а в целом, четвертое поколение системы по принципу работы схоже с Single Vanos.

Плюсы и минусы Vanos

При всех своих безусловных плюсах – повышение крутящего момента мотора на низких оборотах, стабилизация работы мотора в режиме холостого хода, существенная экономия топлива и высокая экологичность, у систем VANOS есть и минусы. Она недостаточно надежная.

Типичные неисправности и их симптомы

  1. Разрушение уплотнительных колец. Речь идет о кольцах масляных поршней, которые регулируют положение распредвалов. Из-за многочисленных факторов – высокая/низкая температура, разные вредные вещества, которые попадают на резину, последняя начинает со временем терять свои эластичные свойства и трескаться. Именно из-за этого пропадает герметичность внутри механизма.
  2. Износ шайб и подшипников. В конструкции масляных поршней есть металлические подшипники и шайбы. Со временем они также начинают деформироваться, так как изначально имеют небольшой запас прочности. Узнать, что вам нужно менять именно подшипник/шайбу в системе VANOS можно, прислушавшись к работе двигателя, – слышен неприятный, резкий металлический шум.
  3. Сколы и загрязнения на фланцах и поршнях. Речь идет о деформации металлических частей. Виной этому может служить как довольно агрессивная манера езды, низкое качество масла/бензина, так и просто большой пробег. На лицевой кромке масляных поршней или газораспределительных валов образуются сколы и задиры. В результате чего появляется потеря мощности/крутящего момента, нестабильная работа двигателя в режиме холостого хода.

Если двигатель машины на холостом ходу начинает сильно вибрировать, замечен довольно плохой разгон во всем диапазоне оборотов, появляется повышенный расход топлива, металлические звуки при работе двигателя, то, скорее всего, система VANOS требует срочного внимания. Явным признаком плохой работы являются проблемы с запуском мотора, залив свечей и детонация.

Ознакомьтесь с дополнительной информацией о работе “ВАНОСа” на видео ниже:

Несмотря на свою ненадежность, разработка баварских инженеров является очень полезной. Благодаря использованию VANOS достигается улучшение показателей мощности, экономичности и экологичности мотора. Также Ванос выравнивает кривую крутящего момента на всем диапазоне работы двигателя.

</index>

Мы не могли обойти своим вниманием такую вещь, как VANOS. Именно благодаря этой небольшой системе автомобили марки BMW обладают своим собственным, довольно резким характером. Владельцам авто БМВ необходимо знать хотя бы в общих чертах, за что отвечает Ванос и какие с ним могут быть проблемы. Это устройство отвечает за управление газораспределением двигателя, повышая его мощность при необходимости. Среди других его плюсов:

  • Корректировка работы двигателя авто на малых оборотах или вообще при работе на холостом ходе;
  • Достижение мотором максимального крутящего момента на средних оборотах;
  • Увеличение мощности при максимальных оборотах;
  • Уменьшение количества выхлопных газов за счет снижения потребления двигателем топлива на больших оборотах;
  • Снижение вредных выбросов в воздух.

Изначально баварские инженеры испытали эту систему в середине девяностых. Она была установлена на модели БМВ пятой серии. После нескольких улучшений, современная система стоит на всех двигателях концерна BMW и отличается системой регулировки распределительных валов при помощи шестерней.

Как эта система работает?

Система объединена в блок, который не слишком сложен по своей конструкции. В стальной (старые модели) или пластиковой коробке размещаются поршни, которые приводятся в действие давлением масла. Оно управляется, в свою очередь встроенным электронным блоком. Поршни последствием поступательного движения действуют на газораспределительные валы, изменяя их положение. Благодаря этому на 6 градусов меняются фазы опережения или запаздывания газораспределения. Если объяснять проще – клапаны открываются немного раньше или позже, чем при нормальной работе валов.

Изначально выпускались системы Single VANOS, в которых была возможность регулирования только одного вала (впускного), причем фазы могли меняться только ступенчато, рывками. Но инженеры БМВ улучшили систему и с конца девяностых стали ставить на автомобили Double VANOS. В этой версии регулировка происходит на впуске и на выпуске, причем гораздо более плавно.  Также сейчас ставят электронную систему Valvetronic, отвечающую за регулирование хода клапанов. В целом, схема работы следующая:

  • Запускается двигатель. В этот момент Ванос работает на уменьшении времени прогрева мотора, а также каталитического нейтрализатора;
  • Когда достигается рабочая температура двигателя, Ванос переходит в режим низких оборотов. При этом клапаны срабатывают с задержкой, позволяя накопить больше мощности двигателю и стабилизировать его работу;
  • Чем выше становятся обороты – тем раньше начинают открываться клапаны. На крейсерской же скорости они вообще «уходят в минус». По этой причине двигатель выходит на максимум крутящего момента. При этом топливо начинает экономиться за счет сжигания выхлопных газов;
  • Если акселерация идет дальше – происходит обратный процесс, фазы снова начинают запаздывать, почти как на низких оборотах. 

Слабые места системы

Как и любая система, VANOS несет в себе как плюсы, так и минусы. В частности, при большом количестве подвижных деталей идет ускоренный износ этих компонентов. Чаще всего замены требуют уплотнительные кольца на поршнях, поскольку изготавливаются из резины. Она же за время эксплуатации теряет гибкость, становится жесткой, а после и вовсе растрескивается. При этом компания не производит кольца для продажи, только принимает узлы целиком на починку. 

Также часто подвержены износу подшипники и шайбы. Они изготавливаются из мягких металлов, что обеспечивает их гибкость и плотность прилегания, но при этом и относительную недолговечность. И опять же, купить их отдельно у БМВ нельзя, только сдать Ванос в ремонт.

Наконец, достается всем деталям из-за загрязнения продуктами горения. Кроме того, могут возникать различные сколы или задиры на движущихся частях валов или поршней. При их возникновении теряется герметичность, падает мощность, меняется звук мотора.

Система VANOS (Variable Nockenwellen Steuerung) — важный компонент современных двигателей BMW, благодаря которой можно значительно снизить выбросы выхлопных газов, снизить расход топлива, увеличить крутящий момент двигателя на низких оборотах и увеличить максимальную мощность на высоких. Эта система позволит двигателю работать максимально стабильно на холостом ходу даже при низких температурах.

Содержание

Что представляет из себя система Vanos

printsip-raboti-sistemi-0efea.jpg

Variable Nockenwellen Steuerung переводится с немецкого как переменное управление распределительными валами двигателя. Эта система была изобретена инженерами BMW. VANOS — это по сути система изменения фаз газораспределения. Ее особенность заключается в том, что она способна изменять положение распредвалов относительно коленчатого вала. Таким образом, регулируется фазы газораспределительного механизма (ГРМ) . Эта регулировка может производиться в диапазоне от 6 градусов опережения до 6 градусов запаздывания относительно верхней мертвой точки.

Устройство и основные элементы Ванос

vanos-bmw-chto-b22f9c.jpg

Система VANOS находится между распределительным валом и шестерней привода. Ее конструкция относительно проста. Основная часть системы это поршни, которые изменяют положение распределительных валов, тем самым изменяя фазы газораспределения. Эти поршни взаимодействуют с шестернями распределительного вала с помощью зубчатого вала, который соединяется с поршнем. Эти поршни приводятся в действие давлением масла.

В устройство входит специальный электромагнитный клапан, работа которого контролируется электронным блоком управления (ЭБУ). Информация с датчиков положения распределительного вала принимается в качестве входных данных. Этот датчик определяет текущее угловое положение валов. Затем полученные данные отправляются в ЭБУ для сравнения полученного значения с заданным углом.

Из-за этих изменений положения распределительных валов происходит изменение фаз газораспределения. В результате клапаны открываются немного раньше, чем должны, или немного позже чем в исходном положения валов.

Принцип работы системы

В настоящее время BMW использует в своих двигателях технологию VANOS (переменное управление распределительным валом) четвертого поколения. Следует отметить, что первое поколение этой технологии называлось Single VANOS. В ней регулировался только впускной распредвал а фазы выпуска изменялись ступенями (дискретно).

Суть работы такой системы заключалась в следующем. Положение впускного распределительного вала корректировалось на основе данных от датчика частоты вращения двигателя и положения педали акселератора. Если к двигателю прикладывали небольшую нагрузку (низкие обороты), впускные клапаны начинали открываться позднее, что, в свою очередь, делает работу двигателя более плавной.

printsip-raboti-sistemi-f6e2.png

Раннее открытие впускных клапанов на средних оборотах двигателя позволяет увеличить крутящий момент и улучшить циркуляцию выхлопных газов в камере сгорания, снижая расход топлива и общие выбросы. При высоких оборотах двигателя впускные клапаны открываются позже, что приводит к максимальной мощности. В первые минуты после запуска двигателя система активирует специальный режим, главное в котором минимизировать время прогрева.

Сейчас применяется так называемый Двойной Ванос (Double Vanos). В отличие от системы «Single», двойная регулирует работу впускного и выпускного распредвалов и их управление более плавное. За счет применения обновленной системы удалось значительно увеличить крутящий момент и мощность двигателя во всем диапазоне оборотов. Кроме того, по схеме BiVanos небольшая часть выхлопных газов может быть повторно дожжена в камере сгорания, что,соответственно приводит к повышению экологичности двигателя.

Сейчас все автомобили немецкой марки используют систему Vanos четвертого поколения. Главная особенность этой версии в том, что в ней используются шестерни Vanos для впускных и выпускных распредвалов. Инженеры BMW сделали систему более компактной: теперь весь исполнительный механизм находится в самих звездочках ГРМ. Ну а в целом четвертое поколение системы принципиально похоже на Single Vanos.

Преимущества и недостатки Vanos

При всех своих неоспоримых достоинствах: более высокий крутящий момент двигателя на низких оборотах, стабилизация двигателя на холостом ходу, высокая топливная экономичность и высокая экологичность, системы VANOS также имеют недостатки. Она недостаточно надежная.

Основные неисправности Ванос

  • Разрушение уплотнительных колец. Речь идет о масляных поршневых кольцах, регулирующих положение распределительных валов. Из-за множества факторов: высокой и низкой температуры, различных вредных веществ, попадающих в резину (материал из которого изготовлены кольца), она со временем начинает терять упругие свойства и трескаться. Вот почему пропадает герметичность внутри механизма.
  • Износ шайб и подшипников. Конструкция масляных поршней включает металлические подшипники и шайбы. Со временем они начинают деформироваться, так как изначально имеют низкий запас прочности. Что бы определить, необходимость замены подшипника (или шайбы) в системе VANOS, необходимо послушать, как работает двигатель. В случае износа подшипника или шайбы слышен неприятный, металлический шум.
  • Сколы и грязь на фланцах и поршнях. Это так называемая — деформация металлических деталей. Может быть вызвана довольно агрессивным стилем вождения, некачественным маслом / бензином, а так же большим пробегом. На поверхности масляных поршней или газораспределительных валов возникают зазубрины и царапины. В результате происходит потеря мощности / крутящего момента, нестабильная работа двигателя на холостом ходу.

ustanovka-remkomplekta-odinarniy-43aa4a.jpg

Если двигатель автомобиля начинает вибрировать на холостом ходу, вы замечаете довольно слабое ускорение во всем диапазоне оборотов, появляется увеличение расхода топлива, дребезжащие шумы при работе двигателя, скорее всего, VANOS требуется срочное внимание. Проблемы с запуском двигателя, свечи зажигания и удары — явный признак плохой работы системы.

Несмотря на ненадежность, разработка баварских инженеров очень полезна. Благодаря использованию VANOS достигается улучшение характеристик двигателя, экономичности и экологической совместимости. Vanos также сглаживает кривую крутящего момента во всем рабочем диапазоне двигателя.

Используемые источники:

  • https://avtonov.com/что-такое-vanos-на-bmw/
  • https://techautoport.ru/dvigatel/mehanicheskaya-chast/vanos.html
  • https://vanos-bmw.ru/shop/vanos-bmw-chto-eto-i-kak-rabotaet
  • https://topvariator.ru/dvigatel/mehanicheskaja-chast-dvigatelja/sistema-vanos