سیستم VANOS از BMW چیست، چگونه کار می کند

سیستم VANOS (متغیر Nockenwellen Steuerung) یکی از اجزای مهم موتورهای مدرن BMW است که به لطف آن امکان کاهش چشمگیر آلاینده های اگزوز، کاهش مصرف سوخت، افزایش گشتاور موتور در دورهای پایین و افزایش حداکثر قدرت در دورهای بالا وجود دارد. این سیستم به موتور این امکان را می‌دهد تا در زمان دور آرام، حتی در دماهای پایین، تا حد امکان پایدار کار کند.

سیستم وانوس چیست؟

متغیر Nockenwellen Steuerung آلمانی برای کنترل متغیر میل بادامک موتور است. این سیستم توسط مهندسان BMW اختراع شده است. VANOS در اصل یک سیستم زمان بندی متغیر سوپاپ است. ویژگی آن در این واقعیت نهفته است که می تواند موقعیت میل بادامک را نسبت به میل لنگ تغییر دهد. بنابراین، مراحل مکانیسم توزیع گاز (GRM) تنظیم می شوند. این تنظیم را می توان از 6 درجه جلوتر تا 6 درجه عقب افتاده از نقطه مرگ بالا انجام داد.

دستگاه و عناصر اصلی وانوس

سیستم VANOS بین میل بادامک و چرخ دنده محرک قرار دارد. طراحی آن نسبتا ساده است. بخش اصلی سیستم پیستون است که موقعیت میل بادامک را تغییر می دهد و در نتیجه زمان بندی سوپاپ را تغییر می دهد. این پیستون ها از طریق یک شفت دندانه دار که به پیستون متصل می شود، با چرخ دنده های میل بادامک تعامل دارند. این پیستون ها توسط فشار روغن به حرکت در می آیند.

این دستگاه شامل یک شیر برقی مخصوص است که عملکرد آن توسط یک واحد کنترل الکترونیکی (ECU) کنترل می شود. اطلاعات از سنسورهای موقعیت میل بادامک به عنوان ورودی گرفته می شود. این سنسور موقعیت زاویه ای فعلی شفت ها را تعیین می کند. سپس داده های دریافتی به ECU ارسال می شود تا مقدار بدست آمده را با یک زاویه معین مقایسه کند.

با توجه به این تغییرات در موقعیت میل بادامک ها، زمان بندی سوپاپ تغییر می کند. در نتیجه سوپاپ ها کمی زودتر از زمانی که باید و یا کمی دیرتر از موقعیت اولیه شفت ها باز می شوند.

سیستم چگونه کار می کند

بی ام و در حال حاضر از نسل چهارم فناوری VANOS (کنترل میل بادامک متغیر) در موتورهای خود استفاده می کند. لازم به ذکر است که نسل اول این فناوری Single VANOS نام داشت. در آن فقط میل بادامک ورودی تنظیم شد و فازهای اگزوز به صورت پله ای (به طور گسسته) تغییر کردند.

ماهیت عملکرد چنین سیستمی به شرح زیر بود. موقعیت میل بادامک ورودی بر اساس داده های سنسور دور موتور و موقعیت پدال گاز اصلاح شد. اگر بار سبک (RPM کم) به موتور اعمال شود، سوپاپ های ورودی دیرتر شروع به باز شدن می کنند که به نوبه خود باعث می شود موتور نرم تر کار کند.

باز شدن زودهنگام دریچه های ورودی در دورهای میانی موتور باعث افزایش گشتاور و بهبود گردش گازهای خروجی در محفظه احتراق می شود و مصرف سوخت و انتشار کلی را کاهش می دهد. در دورهای موتور بالا، سوپاپ های ورودی دیرتر باز می شوند و در نتیجه حداکثر قدرت را به همراه دارند. در اولین دقایق پس از راه اندازی موتور، سیستم حالت خاصی را فعال می کند که مهمترین چیز در آن به حداقل رساندن زمان گرم کردن است.

در حال حاضر به اصطلاح Double Vanos (Double Vanos) استفاده می شود. برخلاف سیستم "Single"، دوتایی عملکرد میل بادامک ورودی و خروجی را تنظیم می کند و کنترل آنها روان تر است. با استفاده از یک سیستم به روز شده، امکان افزایش چشمگیر گشتاور و قدرت موتور در کل محدوده دور وجود داشت. علاوه بر این، طبق طرح BiVanos، بخش کوچکی از گازهای خروجی را می توان دوباره در محفظه احتراق سوزاند، که بر این اساس، منجر به افزایش سازگاری با محیط زیست موتور می شود.

اکنون تمامی خودروهای این برند آلمانی از سیستم نسل چهارم وانوس استفاده می کنند. ویژگی اصلی این نسخه استفاده از دنده های Vanos برای میل بادامک ورودی و اگزوز است. مهندسان BMW سیستم را فشرده تر کرده اند: اکنون کل محرک در خود چرخ دنده های زمان بندی قرار دارد. خب به طور کلی نسل چهارم سیستم از اساس شبیه به Single Vanos است.

مزایا و معایب وانوس

سیستم های VANOS با تمام مزایای غیرقابل انکارشان: گشتاور بیشتر موتور در دورهای پایین، تثبیت موتور در دور آرام، راندمان سوخت بالا و سازگاری با محیط زیست بالا، معایبی نیز دارند. او به اندازه کافی قابل اعتماد نیست.

نقص های اصلی وانوس

• تخریب حلقه های آب بندی. اینها حلقه های پیستون روغن هستند که موقعیت میل بادامک را تنظیم می کنند. به دلیل عوامل زیادی: درجه حرارت بالا و پایین، مواد مضر مختلفی که وارد لاستیک می شود (ماده ای که حلقه ها از آن ساخته شده است)، در نهایت شروع به از دست دادن خاصیت کشسانی خود می کند و ترک می خورد. به همین دلیل است که سفتی داخل مکانیسم از بین می رود.
• واشرها و بلبرینگ های فرسوده. طراحی پیستون روغن شامل بلبرینگ و واشر فلزی می باشد. با گذشت زمان، آنها شروع به تغییر شکل می کنند، زیرا در ابتدا حاشیه ایمنی کمی دارند. برای تعیین اینکه آیا بلبرینگ (یا واشر) باید در سیستم VANOS تعویض شود، باید به نحوه کار موتور گوش دهید. اگر بلبرینگ یا واشر فرسوده شده باشد، صدای فلزی و ناخوشایندی شنیده می شود.
• تراشه و خاک روی فلنج ها و پیستون ها. این به اصطلاح تغییر شکل قطعات فلزی است. این می تواند ناشی از سبک رانندگی نسبتاً تهاجمی، روغن / بنزین با کیفیت پایین و همچنین مسافت پیموده شده زیاد باشد. بریدگی و خراش روی سطح پیستون روغن یا میل بادامک گازی ظاهر می شود. نتیجه کاهش قدرت/گشتاور، بی ثباتی موتور در دور آرام است.

اگر موتور خودرو در حالت دور آرام شروع به لرزش کند، متوجه شتاب نسبتا ضعیفی در کل محدوده دور می شوید، مصرف سوخت افزایش می یابد، صداهای تق تق در هنگام کار موتور وجود دارد، به احتمال زیاد VANOS نیاز به توجه فوری دارد. مشکلات راه اندازی موتور، شمع ها و ضربه ها نشانه واضحی از عملکرد ضعیف سیستم هستند.

علیرغم عدم اطمینان، توسعه مهندسان باواریایی بسیار مفید است. از طریق استفاده از VANOS، عملکرد موتور بهبود یافته، سازگاری اقتصادی و محیطی به دست می آید. Vanos همچنین منحنی گشتاور را در سراسر محدوده عملکرد موتور صاف می کند.