Elektricky řízený systém variabilního fázování vačkového hřídele Vanos je řešení, které se již řadu let používá v motorech vozů BMW. Jak funguje, jaké výhody přináší a jak se o něj starat, aby se zvýšil komfort jízdy a snížil se vliv dopravy na kvalitu ovzduší?
Co je systém Vanos?
Snižování dopadu na životní prostředí je nyní v automobilovém průmyslu stále důležitější. Silniční doprava je zodpovědná za značnou část znečištění v mnoha evropských zemích – z tohoto důvodu se zavádějí další předpisy, které se snaží snížit emise výfukových plynů. Ekologická řešení jsou však v automobilech přítomna mnohem déle: příkladem je právě systém Vanos. Jedná se o speciální vačkový hřídel instalovaný do motorů vozů BMW, který se vyznačuje variabilním polohováním a fázovým řízením vačkového hřídele. Jeho premiéra se odehrála již v roce 1992 – tehdy se dočkal motoru M50, který poháněl modely E34 a E36. V průběhu let se však systém značně vyvinul, aby poskytoval ještě více jízdních výhod.
Jak systém Vanos funguje?
Systém Vanos ovládá ventily na vačkových hřídelích – sací i výfukové. Celý systém je ovládán speciálně navrženými cívkami, které v konečném důsledku zajišťují rychlejší zahřívání motoru a snižují emise během jízdy. TPohonnou jednotku se systémem Vanos tvoří kombinace mechanických a hydraulických mechanismů, kde důležitou roli hraje senzor, který hlídá chod celku, a také konektor, který umožňuje bezpečné fungování řešení.
Systém Vanos používaný BMW je jednou z odpovědí na otázku, jak optimalizovat výkon vozu a zároveň snížit množství škodlivin vypouštěných do ovzduší. Taková řešení by mohla mít značný dopad na budoucnost nízkoemisních vozidel – zejména v souvislosti s novými předpisy, jako je aktualizovaná norma Euro 7, která má vstoupit v platnost již v roce 2025.
Co je dvojitý Vanos?
Co je systém Vanos a jaký je jeho základní princip fungování, již víme – je však třeba zmínit i jeho různé varianty. Ostatně toto řešení je dostupné v jednoduchém i dvojitém provedení, které se liší potřebou a způsobem úpravy. Single Vanos pracuje samostatně a nevyžaduje žádný zásah do regulace provozu systému. U dvojitého je místo toho nutné řízení synchronizace. Duální variantu poznáte podle plochého sacího potrubí, přítomnosti dvou snímačů polohy hřídele a dvojitého černého plastu.
Proč je používání systémů jako je Vanos tak důležité? Mimo jiné je to důsledek zavádění stále přísnějších emisních omezení. Jedním z nejdůležitějších předpisů je v tomto ohledu norma Euro 7, která nutí automobilky k různým změnám vedoucím ke snížení tvorby škodlivin. Stojí za to se o toto téma zajímat již nyní, abychom zjistili, co čeká auta se spalovacími motory po roce 2025 a jaké novinky lze očekávat na automobilovém trhu. Stále důležitější roli budou hrát také automobily využívající alternativní zdroje energie, včetně vozidel s palivovými články.
Poškozený a přemístěný Vanos – příznaky a náklady
Systém Vanos je poměrně komplikovaný a v důsledku toho se mohou během jízdy občas objevit různé poruchy a problémy. Bez ohledu na to, zda je v autě přítomna jednoduchá nebo dvojitá varianta, poruchy ovlivňují chod celého motoru. Mezi nejdůležitější příznaky patří:
- nerovnoměrný chod motoru při volnoběhu;
- klepání vycházející z motorového prostoru;
- výrazný pokles výkonu vozidla;
- zhasnutí motoru při zpomalování (například v dopravních zácpách nebo při přibližování se k semaforu);
- kolísání otáček během zahřívání motoru;
- znatelné vibrace ve vozidle při startování vozu;
- chyby indikující problémy se snímačem vačkového hřídele.
Protože je systém Vanos zodpovědný za řízení časování otevírání a zavírání sacích a výfukových ventilů, má značný vliv na výkon vozidla, spotřebu paliva a emise výfukových plynů. Vadný snímač Vanos obvykle nepřispívá k poruše celé pohonné jednotky, ale je životně důležité jej opravit nebo vyměnit co nejdříve poté, co se objeví příznaky poruchy.
Vanos – náklady na opravu. Jaké ceny musíte zvážit?
Náklady v případě poruchy systému Vanos se značně liší a závisí především na tom, které součásti jsou poškozeny. Mezi nejčastější závady patří těsnící kroužky, jejichž oprava je relativně levná – obvykle to bude do 100 EUR. V případě vážnějších poruch se však řidiči musí připravit na útratu až v řádu stovek eur. Regenerace systému Vanos naopak obvykle stojí cca. 200-300 EUR, přičemž náklady na nákup zcela nového prvku jsou 500-700 EUR.
Automobilové komponenty pomáhají snižovat spotřebu paliva – Knauf Automotive
Při zvažování, jak snížit spotřebu paliva, spoléhají výrobci na různá řešení. Kromě systémů jako je Vanos má značný význam i samotný design vozidla. V tomto případě hraje hlavní roli hmotnost jednotlivých komponentů. Stále více automobilových společností volí moderní plasty, jako jsou EPP a EPS, které kombinují nízkou hmotnost s vysokou pevností. Příklady zahrnují komponenty, jako je kryt motoru a další vstřikované automobilové komponenty nabízené společností Knauf Automotive.
Chcete získat více specializovaných znalostí?
Automobilový průmysl – výroba automobilových komponentů z ekologických surovin 24
Výhody a nevýhody celoročních pneumatik 22. června 2023
Ergonomický vůz – jak se mění pojetí interiéru vozu? 27. května 2020
Automobily s definovaným softwarovým balíčkem – nový fenomén v automobilovém průmyslu 05
Konstrukce karoserií automobilů a výroba jejich komponentů. 09. září 2022
Jak snížit hmotnost auta? Nejlepší způsoby, jak snížit hmotnost vozidla 08. prosince 2023
Design Thinking přístup k výrobě a vývoji – co to je a jaké možnosti nabízí? 20. listopadu 2023
Co je Time To Market a jak snížit hodnotu tohoto parametru v automobilovém průmyslu? 12. listopadu 2023
V počátcích ladění motoru fandové a závodníci přepínali vačkové hřídele ve svých motorech, aby získali výkon. Měli na výběr agresivní profil vačky pro výkon nebo normálnější profil pro úsporu paliva a spolehlivost.
Vypínání vaček v těchto autech se stalo oblíbeným způsobem, jak udělat točivý moment vašeho auta s nízkým výkonem stavěným pro zrychlení a jízdu v ulicích, nebo jako špičkové auto s důrazem na koňské síly vyrobené pro závody. Problém je v tom, že běžný spotřebitel o tyto výhody přišel, protože přepínání vaček bylo mimo schopnosti průměrného majitele automobilu.
Variabilní časování ventilů
Variabilní časování ventilů (VVT) je řešením automobilky.
Mnoho moderních vozidel využívá technologie, které dosahují stejného účinku jako výměna vaček, a to vše bez nutnosti dotýkat se motoru. Systémy variabilního časování ventilů prospívají výkonu, ale mají významný dopad na spotřebu paliva a celkové jízdní vlastnosti. Systém variabilního časování ventilů BMW, nazvaný VANOS, se od počátku 1990. let používal v modelech BMW od luxusních dojíždějících až po vysoce výkonné modely M.
Zatímco VANOS zlepšuje mnoho aspektů výkonu motoru, přidaná složitost systému znamená, že existuje více příležitostí k tomu, aby se věci pokazily. Pokračujte ve čtení, abyste se dozvěděli o šesti běžných problémech VANOS na motorech BMW.
Historie systému VANOS
VANOS, představený v roce 1992, byl průkopníkem BMW v oblasti variabilního časování ventilů, což je technologie, která vozu umožňuje dynamicky měnit časování sacích nebo výfukových ventilů na základě otáček. To znamená, že motor v podstatě ovládá dvě vačky (což bylo dosaženo toho samého, co první hot-rodder dělal výměnou vačkového hřídele). Změna fázování vačky, poháněná tlakem oleje, se provádí v závislosti na otáčkách motoru, což umožňuje jeho optimalizaci pro optimální výkon bez ohledu na podmínky, ve kterých jezdíte.
VANOS nebyl prvním systémem variabilního časování ventilů, systém Honda VTEC debutoval v roce 1989 Integra. Další systémy, jako je Toyota VVT-i a Ford VCT, následovaly příklad.
Každý systém variabilního časování funguje na stejném principu. Spotřeba paliva a lepší spolehlivost v rozsahu nízkých otáček, když to chcete, a optimální dodávka výkonu ve vyšším rozsahu otáček. To nejlepší z obou světů, chcete-li.
Jak VANOS funguje
VANOS funguje tak, že nastavuje časování ventilů pomocí fázování vačky.
V systému VANOS je spirálové kolo uvnitř vačkového kola nasměrováno buď směrem k nebo od vačkového hřídele pístem, který je poháněn tlakem oleje řízeným elektromagnetem. Jak se spirálové kolo nastavuje, „úhel laloku“ změn vačky.
Úhel laloku
Změny úhlu laloku umožňují, aby ventily zůstaly otevřené po delší nebo kratší dobu. Čím déle zůstanou otevřené, tím více vzduchu se přidá a tím více energie se vyrobí. Změna doby, po kterou jsou ventily otevřené nebo zavřené, má přímý dopad na spotřebu paliva a výkon motoru.
ECU a DME
Spirálový převod a způsob jeho ovládání je to, co odlišuje VANOS od svých protějšků. ECU a její doprovodná digitální elektronika motoru (DME) čte otáčky motoru, zatížení a polohu vačkového hřídele. S těmito informacemi DME sdělí solenoidu VANOS, co má dělat.
VANOS používá tlak oleje k řízení fázování vačky
DME vysílá signál do solenoidu VANOS, aby změnil tlak oleje. Solenoid nasměruje tlak oleje za píst a způsobí jeho vysunutí, čímž posune spirálové kolo do požadované polohy ECU.
Různé typy VANOS
VANOS je zastřešující termín pro jakýkoli systém variabilního časování ventilů vyrobený společností BMW. V průběhu let se v systémech VANOS vyskytlo několik variací. Některé motory mají jeden VANOS, zatímco jiné mají dvojitý. Novější systémy VANOS obsahují další technologii BMW nazvanou Valvetronic.
Single VANOS je tak základní, jak je pro BMW variabilní časování ventilů. Systém řídí pouze nasávání vzduchu do válce. Single VANOS je vidět na modelech BMW od roku 1992 do roku 2002, takže systém je považován za „originální“ VANOS.
Double VANOS neřídí pouze nasávání vzduchu, ale i výfuk. Tato iterace byla představena v USA v roce 1999 a zaznamenala větší nárůst výkonu ve vyšších otáčkách a úsporu paliva na spodním konci rozsahu otáček ve srovnání s jeho jediným protějškem.
Od roku 2004 nabízí BMW dvojité systémy VANOS spojené s Valvetronic. Spíše než ovládání doby otevření ventilů řídí, jak daleko jsou otevřené. Tato technologie ještě dále zvyšuje výhody VANOS.
Každá varianta VANOS má jedinečné problémy a nedostatky, ale zdá se, že mnoho společných problémů zasahuje většinu, ne-li všechny varianty systému VANOS.
Běžné příznaky selhání VANOS
- Pomalé zrychlení
- Limp mód
- Zkontrolujte kontrolku motoru
- Drsný volnoběh
- Rachotivý hluk
Běžné problémy VANOS
Selhání elektromagnetu VANOS
Solenoid je zodpovědný za řízení tlaku oleje používaného k pohybu spirálového kola. Je známo, že tyto malé části selžou, buď selháním o-kroužku, nebo zanesením nečistotami a úlomky. Každá součást, která je v přímém kontaktu s olejem, je vystavena riziku ucpání a přilepení úlomků.
Pryž nebo pryži podobné materiály používané v motorech se mohou používáním opotřebovat a také se opotřebovávají. O-kroužek, který vytváří těsnění uvnitř solenoidu VANOS, není výjimkou. V důsledku degradace špinavým olejem nebo opotřebením prsten nakonec selže. Solenoid kvůli tomu již nebude schopen regulovat průtok oleje.
Často se může ucpat samotný solenoid. Také běžný produkt kontaminovaného oleje, ucpání elektromagnetu narušuje jeho schopnost kontrolovat tlak oleje.
Příznaky selhání elektromagnetu VANOS mohou zahrnovat pomalé zrychlení, ztrátu výkonu, kulhání, kontrolky motoru a hrubý volnoběh.
Nejlepší způsob, jak se vyhnout selhání o-kroužku, je jednoduše jej vyměnit po každých 50,000 XNUMX km, jak doporučuje BMW. Běh špinavého nebo znečištěného oleje také zvýší pravděpodobnost, že se solenoid může ucpat nebo se o-kroužek znehodnotí, takže časté výměny oleje jsou důležité pro zdraví vašeho systému VANOS.
VANOS Chrastítko
Chrastítko VANOS je mezi majiteli BMW obávanou záležitostí. Při důsledném používání a dlouhých obdobích s malou až žádnou údržbou se součásti systému VANOS začnou opotřebovávat a uvolňovat.
Problém s diagnostikou, odkud chrastítko pochází, je ten, že systém má tolik různých pohyblivých částí. Každá část má možnost se uvolnit a způsobit problém.
Existuje několik míst, kde je chrastění nejčastěji vidět, například mezi vačkovým kolem a hřídelí VANOS. Při opakovaném používání a opotřebení může mezi oběma částmi vzniknout vůle a způsobit kovový chrastivý zvuk.
Dokonce i části uvnitř solenoidu VANOS a samotného pístu mohou způsobit chrastění, pokud se dostatečně uvolní.
Chrastítko je snadné si všimnout, zní to jako třesení krabice hřebíků. Obvykle se vyvíjí u motorů s vyšším počtem najetých kilometrů, ale je těžké určit přesný kilometrový výkon.
Může to být nepříjemné, ale světlou stránkou je, že chrastítko VANOS obvykle neznamená nic jiného než hluk, se kterým se budete muset vypořádat. Ve většině případů problém způsobující zvuk neovlivní výkon nebo účinnost.
Pravidelný servis může zabránit chrastění VANOS na dlouhou dobu, ale u starších modelů se zdá být téměř nevyhnutelný. Pokud si všimnete chrastění, je dobré přivézt své vozidlo k prohlídce profesionálovi, i když jen proto, abyste se ujistili, že problém nejde dál než k nepříjemnému zvuku.
Ucpané přívodní potrubí oleje
Vzhledem k tomu, že VANOS je závislý na dodávce oleje k ovládání spirálového ozubeného kola, potřebuje dráhu, ze které bude olej čerpat.
Při použití oleje zachycuje nečistoty a nečistoty a také změny viskozity. Vzhledem k tomu, že olej houstne a hůře protéká z jednoho místa na druhé, může ropný kal způsobit částečné nebo úplné ucpání olejových vedení zásobujících systém VANOS.
Jak si dokážete představit, narušuje to schopnost systému provádět pokyny ECU a způsobuje celou řadu problémů.
Ucpané olejové vedení může způsobit příznaky podobné špatnému solenoidu VANOS. U ucpaných vedení lze očekávat pomalé zrychlování, problémy se startováním nebo držením na volnoběh, režim kulhání a kontrolky poruch motoru.
Naštěstí je to docela snadné se vyhnout problému. Konzistentní čerstvý olej výrazně snižuje pravděpodobnost ucpání vašich linek, protože olej nemá čas zhoustnout do kapaliny podobné kalu, která způsobuje problém.
Vynechat výměnu oleje je v první řadě špatný nápad, ale pro majitele BMW to jen přidává další vykřičník o tom, jak důležitý může být konzistentní servis.
Špatný snímač polohy vačkového hřídele
I když není technicky součástí systému VANOS, snímač polohy vačkového hřídele je životně důležitý pro funkci celého vozidla a zejména VANOS.
ECU a DME získávají data z více snímačů, z nichž jedním je snímač polohy vačkového hřídele. Bez těchto informací není počítač schopen poskytnout přesné rozhodnutí o úhlu převodu vačky.
Špatný snímač polohy vačkového hřídele zcela deaktivuje funkci VANOS a auto by mělo mnoho dalších problémů.
Příznaky špatného snímače polohy vačkového hřídele mohou zahrnovat špatnou akceleraci, kulhání, zastavení nebo vůbec nenastartování vozidla.
Senzor je konstruován tak, aby vydržel tak dlouho jako auto, ale v některých případech senzor selže kvůli stáří nebo chybě výrobce.
VANOS Service ve společnosti Orion Automotive
Pokud vlastníte BMW a všimnete si jakýchkoli příznaků podobných těmto, je pro udržení vozu na silnici životně důležité předání vozu profesionálovi.
Orion Automotive v Ann Arbor je vaše přední místo pro službu VANOS v Michiganu! Zavolejte nebo si naplánujte schůzku online ještě dnes a setkejte se s naším přátelským týmem a zkušenými techniky.
