Что такое Ваносный двигатель

VANOS BMW — что это и как работает?

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.

Как работает и для чего нужна система VANOS от BMW

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.

Что такое Ванос в двигателе
Как устроен и из чего состоит
Как работает система
Плюсы и минусы Vanos
Типичные неисправности и их симптомы
Полезное видео

Что такое Ванос в двигателе

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

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.
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.
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.

Полезное видео

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.

Что такое Ваносный двигатель

Что такое Vanos?

При работе любого двигателя внутреннего сгорания происходящие в нем процессы (впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск) обладают определенной инерционностью. Поэтому клапаны открываются не точно в верхней или нижней мертвых точках, а заблаговременно. Но так как обороты двигателя меняются в очень широких пределах, скорость всасываемого воздушного потока и потока отработавших газов тоже меняются, соответственно для улучшения наполнения цилиндров свежей порцией топливно-воздушной смеси и очистки от продуктов сгорания нужно постоянно изменять момент и время открытия/закрытия клапанов. Это напрямую влияет на характеристики двигателя – крутящий момент на разных оборотах. Именно поэтому и были созданы динамические системы изменения фаз газораспределения.

Vanos – это революционное решение системы регулировки фаз газораспределения BMW, которая начала использоваться на 6-ти цилиндровых БМВ двигателей с начала 90-х годов.

Название системы Vanos происходит от англо-немецкого термина variable Nockenwellensteuerung, что переводится как «динамическое управление распределительными валами».

Говоря простым языком рабочий узел Vanos в самый нужный момент открывает впускные и выпускные клапаны, таким образом обеспечивая наиболее высокий крутящий момент на всем диапазоне оборотов, особенно на «низах», сокращая при этом потребление топлива.

Виды систем 1-го поколения Vanos ГРМ

1. Single Vanos (Одинарный Ванос)

Система изменяет фазы открытия выпускных клапанов. Устанавливалась на 6-ти цилиндровые моторы: М50, М52, американские S50, S52 1992-1999 г.в.

Существует два основных вида систем

Single Vanos (Одинарный Ванос) — изменение фаз открытия выпускных клапанов. Устанавливалась на 6-ти цилиндровые моторы: М50, М52, американские S50, S52 1992-1999 г.в.

Автомобили:3-серия E36 93-97, 5-серия E34 93-95 / E39 96-98, 7-серия E38 95-98, Z3 Родстер 2.8 E36 96-98, EU Z3 Coupe 2.8 E36 96-98, US M3 E36 92-99.

Рабочий узел Single Vanos выглядит вот так:

Double Vanos (Двойной Ванос) — изменяющей фазы открытия и впускных и выпускных клапанов. Устанавливалась на 6-ти цилиндровые моторы M52TU, M54, M56, 1998-2006 г.в.

Автомобили: 3-серия E46 98-05, 5-серия E39 99-03 / E60 & E61 02-05, 7-серия E38 98-01 / E65 и E66 02-05, Z3 E36 98-02, Z4 E85 02-05, X3 E83 03-06, X5 E53 00-06.

Рабочий узел Double Vanos выглядит вот так:

3-серия E36 93-97,
5-серия E34 93-95 / E39 96-98,
7-серия E38 95-98,
Z3 Родстер 2.8 E36 96-98,
EU Z3 Coupe 2.8 E36 96-98,
US M3 E36 92-99.

2. Double Vanos (Двойной Ванос)

Система изменяет фазы открытия впускных и выпускных клапанов. Устанавливалась на 6-ти цилиндровые моторы M52TU, M54, M56, 1998-2006 г. в.

3-серия E46 98-05,
5-серия E39 99-03 / E60 & E61 02-05,
7-серия E38 98-01 / E65 и E66 02-05,
Z3 E36 98-02,
Z4 E85 02-05,
X3 E83 03-06,
X5 E53 00-06.

3. M62 муфта V8 Vanos

Система изменяет фазы открытия впускных клапанов с помощью муфт (звезды) установленных на впускных распредвалах ГРМ . Устанавливалась на 8-ти цилиндровые V8 моторы M62TU (3.5i, 4.4i, 4.6i), 1998 – 2003 г. в.

5-серия E39 540i 96–98,
7-серия E38 740i/740iL 96–98,
X-серия E53 X5 4.4i 99-03
Morgan Aero 8 00-04

Что такое VANOS на BMW

В этой статье мы расскажем, что такое VANOS на BMW, для чего он нужен, и какие проблемы с ним могут быть связаны. Это одно из тех неординарных технических решений, что придают баварским автомобилям такой строптивый, агрессивный характер. Почитать о ВАНОСе полезно всем автолюбителям, а уж для поклонников BMW это обязательное знание. Учитывая те неприятности, которые таит эта относительно небольшая часть двигателя.

Что такое VANOS в двигателе

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 впервые появился в середине 90-х годов на модели BMW 5 серии, и с тех пор несколько раз совершенствовался. Сейчас на всех двигателях BMW установлена система ВАНОС 4 поколения, которая отличается шестерёнчатой системой регулирования распредвалов.

Как работает VANOS

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:

После запуска двигателя VANOS работает в специальном режиме, чтобы уменьшить время прогрева мотора и каталитического нейтрализатора.
С достижением рабочей температуры активируется стандартный режим низких оборотов — клапаны открываются с некоторой задержкой, чтобы двигатель работал стабильнее и выдавал больше мощности.
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.
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.

Плюсы и минусы VANOS

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.

Разрушение уплотнительных колец

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.

Износ шайб и подшипников

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.

Сколы и загрязнения на фланцах и поршнях

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 .

Обслуживание ВАНОС

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.

Своевременная прочистка и замена расходников блока сохраняет показатели двигателя на уровне свежекупленной машины. Так что лучше относиться к этому продукту технического прогресса с должным вниманием, и не вестись на уловки BMW, меняя целый блок из-за порвавшейся резиночки.

Авто-потроха: что у машинок внутри?

Устройство и принцип действия автомобильных технологий, узлов и агрегатов

Технология VANOS

VANOS, variable Nockenwellensteuerung: «динамическое управление распределительными валами», система управления фазами газораспределения фирмы BMW, разновидность технологий VVT и CVVT. Включает в себя технологии VANOS и Double VANOS.

Была впервые выпущена на рынок в 1993 году на двигателе BMW M50 (5-я серия). Среди других подобных систем отличается низкой надежностью (разрушаются уплотнительные кольца в поршнях системы) и применением на 6-ти и 8-ми цилиндровых двигателях.

Принцип VANOS

Система VANOS первого поколения обеспечивала изменение фаз газораспределения только дискретными шагами, при заранее определенных оборотах:

На низких оборотах система VANOS обеспечивает позднее открытие клапанов, повышая устойчивость работы двигателя и выравнивая кривую развиваемой мощности.
На средних оборотах клапана открываются рано, увеличивая крутящий момент, сокращая расход топлива и токсичность выхлопа.
На высоких оборотах система вновь переходит в режим позднего открытия клапанов, обеспечивая максимум мощности.

Работой системы управляет блок электронного управления двигателем (DME):

Double VANOS

Система Double VANOS, она же — VANOS 2-го поколения, была впервые применена на двигателе S50B32 в 1996 (97?) году и имеет следующие принципиальные отличия:

изменение фаз газораспределения как впускного, так и выпускного распредвала;
непрерывное изменение фаз газораспределения вместо ступенчатого (переход от VVT к CVVT-технологии);
наличие режима EGR (направление части выхлопных газов во впускной коллектор) для дополнительной экономии топлива;
наличие специального режима при запуске, ускоряющего прогрев каталитического нейтрализатора до рабочей температуры.

Конструкция системы VANOS

На рисунке ниже цифрой 1 обозначен узел Single VANOS. Цифры 3 и 5 — управляющий механизм (клапан), открывающий подачу масла под давлением в исполнительный механизм (не показан, так как поставляется только в сборе):

Приводная шестерня распредвала и сам распредвал развязаны между собой промежуточной шестеренкой VANOS с двумя косозубыми нарезками, внутренней и внешней. Шестеренка сидит на оси, с другой стороны которой расположен поршень в корпусе-цилиндре.

При открытии клапана приводом управляющего механизма, масло под давлением подается к поршню и сдвигает его, что, в свою очередь, смещает косозубую шестерню VANOS на другом конце поршня вперед и вызывает сдвиг фаз распредвала относительно приводной шестерни.

Шестеренка 11 приводит распредвал и зацепляется с внутренней нарезкой шестерни VANOS, а шестеренка 5 приводится цепью и зацепляется с наружной нарезкой шестерни VANOS. При закрытии клапана масло стравливается и VANOS переключается обратно.

Разница в конструкции Single и Double VANOS

Исполнительный узел Single VANOS:

Исполнительный узел Double VANOS:

Расположение Double VANOS на двигателе:

Проблемы с надежностью системы VANOS

Надирается и клинит поршень. Дребезжит дополнительная навеска, которую с 1994 года усложнили деталями 10 и 11. Их можно инсталлировать на старый VANOS для устранения мерзкого звука.

Также известна проблема с многочисленными уплотнительными кольцами системы VANOS, расположенными на его поршнях. Со временем кольца дубеют, система начинает работать неправильно, появляются люфт и износ (проявляется обычно в виде стука, еле слышимого тикания, очень похожего на гидрокомпенсаторы).

Технология VANOS применяется по крайней мере на следующих двигателях:

Single Vanos: М50TU, М52. Автомобили: 3-серия E36 93-97, 5-серия E34 93-95 / E39 96-98, 7-серия E38 95-98, Z3 Родстер 2.8 E36 96-98, EU Z3 Coupe 2.8 E36 96-98, US M3 E36 92-99, US Z3 M E36 97-99.
Double Vanos: M52TU, M54, M56. Автомобили: 3-серия E46 98-05, 5-серия E39 99-03 / E60 & E61 02-05, 7-серия E38 98-01 / E65 и E66 02-05, Z3 E36 98-02, Z4 E85 02-05, X3 E83 03-06, X5 E53 00-06.
Vanos V8 (M62TU Vanos): М62TU. Автомобили: 5-серия E39 99-03, 7-серия E38 99-01, X5 E53 99-03, Land Rover 03-05, Range Rover 03-05.

Внешний вид двигателя с системой Single VANOS: