1. Strona główna
  2. Poradniki motoryzacyjne
  3. Technika
  4. Zmienne fazy rozrządu - poprawiają dynamikę, ale czy są awaryjne?
Technika

Zmienne fazy rozrządu - poprawiają dynamikę, ale czy są awaryjne?

Zmienne fazy rozrządu zaczęły być popularyzowane na początku lat dziewięćdziesiątych. W czasach, w których turbosprężarka była jeszcze dekadenckim sposobem generowania mocy w silniku, a na rynku dominowała technologia wolnossąca, system stał się ciekawym sposobem rozwijania większej mocy. Jak sprawdza się w praktyce, jakie ma zalety, a z jakimi wadami wiąże się jego eksploatacja?

Motointegrator.com
15/06/2018
Zmienne fazy rozrządu - poprawiają dynamikę, ale czy są awaryjne?
banner-slide-0
banner-slide-1
banner-slide-2

Zmienne fazy rozrządu. Jak działa to rozwiązanie?

Zmienne fazy rozrządu to nic innego jak sterowanie momentem otwarcia i zamknięcia zaworów. Gdy rośnie obciążenie silnika i prędkość obrotowa, czas między otwarciem i zamknięciem zaworów jest wydłużany. Choć brzmi to dość niepozornie, przynosi naprawdę sporo korzyści. A podstawową jest zdecydowane zwiększenie zakresu optymalnej pracy silnika podczas jazdy. Przykład? Kierowca może korzystać z wyższego momentu obrotowego dostępnego przy niższej prędkości obrotowej jednostki napędowej. W ten sposób auto staje się bardziej dynamiczne.

Dowiedz się więcej: Wymiana rozrządu – Jak często przegląd? Co ile km wymiana? Jakie koszty? Poradnik w pytaniach i odpowiedziach

Fazy rozrządu działają w taki sposób, że cylinder przy niskiej prędkości obrotowej jest później napełniany mieszanką paliwowo-powietrzną. Przy wyższej prędkości obrotowej odbywa się to wcześniej. Efekt ten sprawia, że silnik ma więcej oktaw. Może pracować efektywniej w większym zakresie i przynosi to naprawdę wymierne korzyści. Czasami dołożenie wariatora sprawia, że maksymalna moc silnika rośnie o około 50 koni mechanicznych. Różnica sięga czasami 40 proc.

zmienne-fazy-rozrzadu-1

W jaki sposób sterowane są zmienne fazy rozrządu? Powinieneś wiedzieć, że tu tak naprawdę zasada działania systemu jest jeszcze mniej skomplikowana. Czynnik powodujący zmianę fazy to ciśnienie oleju. Właśnie dlatego dla trwałości nastawnika zastosowanego w silniku, tak potężne znaczenie ma poziom środka smarnego w misce olejowej oraz jego regularna wymiana. Najlepiej wykonywać ją raz w roku lub co 10-15 tys. przejechanych kilometrów. Układ współpracuje również z zaworem elektromagnetycznym. Pobiera on impulsy ze sterownika silnika i odpowiada za sterowanie przepływem oleju.

Fazy rozrządu – zmiana sposobu kształtowania możliwości silnika

Wiesz już, co to są fazy rozrządu i jaki skutek przynoszą dla sposobu pracy silnika. Co jednak dają? W zmiennych fazach rozrządu nie liczą się jednak wyłącznie osiągi. Niezwykle ważny aspekt stanowi fakt, że sposób obciążania motoru nie jest stały. Zmienia się on w zależności od pracy systemu. Skutkiem to np. możliwością jazdy z większą prędkością, ale i przy mniejszym wysiłku jednostki napędowej. I ten czynnik przede wszystkim docenisz podczas każdej wizyty na stacji benzynowej. Druga kwestia okaże się niezwykle istotna dla osób, którym bliska jest ekologia. Wten sposób minimalizuje się bowiem zapotrzebowanie na paliwo, a dodatkowo spada poziom toksyczności spalin.

Najważniejszy element układu zmiennych faz rozrządu to oczywiście wariator. Początkowo był to dość prosty mechanizm, który dokonywał przesunięcia kątowego wałka rozrządu. Decyzja o jego pracy – jak już wspominaliśmy w poprzednim akapicie – opierała się w takim przypadku m.in. na ciśnieniu oleju. W układach bardziej skomplikowanych wariator zmiennych faz rozrządu może stanowić naprawdę trudny mechanizm. W jego wypadku sterowanie procesem otwarcia i zamknięcia zaworów odbywa się za sprawą komputera, a decyzja jest podejmowana na podstawie odczytów z silnika.

Jak działają zmienne fazy rozrządu? 

Czy zmienne fazy rozrządu są przydatne w każdym przypadku? Nie do końca. Jednostkę wyposażoną w ten system docenisz przede wszystkim wtedy, gdy duże znaczenie mają dla Ciebie sportowe osiągi lub dużo jeździsz poza miastem. W tych dwóch przypadkach na ogół musisz korzystać z wysokich obrotów silnika. Korzyści płynące z rozwiązania staną się marginalne lub nie będą odczuwane praktycznie wcale w sytuacji, w której zmienne fazy pojawiają się w samochodzie eksploatowanym głównie w mieście. Tam nie ma, jak ich uaktywnić.

Zmienne fazy rozrządu – spopularyzowane w Japonii, przejęte przez cały świat

Szczególny wpływ na popularyzację zmiennych faz rozrządu miały marki japońskie. Dlatego właśnie na silnikach takich marek jak Toyota czy Honda najlepiej jest tłumaczyć, co to są fazy rozrządu i jak działają. A jako że rozwiązanie sprawdziło się i stało się cenione w japońskich jednostkach, dziś systemy tego typu często spotyka się nie tylko w samochodach pochodzących z Kraju Kwitnącej Wiśni. Rynkowych przykładów naprawdę nie brakuje, a wśród najważniejszych warto wspomnieć o VVTi Toyoty i-VTEC Hondy, Ti-VCT Forda, Vanos BMW czy CVVT w Alfach Romeo.

Choć dziś zmienne fazy rozrządu kojarzą się przede wszystkim z Toyotą i Hondą, powinieneś wiedzieć, że jako pierwsze rozwiązanie w fabrycznie produkowanym silniku wykorzystała marka... Alfa Romeo! Mowa o roku 1981 i legendarnym modelu Spider. W Japonii system pojawił się dokładnie 8 lat później. Dopiero w roku 1989 na zmienne fazy postawiła Honda. Tak w wolnossącym silniku benzynowym zadebiutował system VTEC. Kolejna na liście pojawiła się Toyota z układem VVTi oraz BMW z Doppel-Vanos.

Fazy rozrządu, czyli od VVTi do Valvematic i Valvetronic

System zmiennych faz rozrządu zaczął rynkową ekspansję na początku lat dziewięćdziesiątych. Oznacza to, że jest obecny na drogach od trzech dekad! W tym czasie był oczywiście rozwijany. A pierwszy krok inżynierowie zrobili w roku 1998. To wtedy światło dzienne ujrzał układ Dual VVTi, w którym sterowaniu podlegają nie tylko zawory ssące, ale i wylotowe. Zmienna faza rozrządu pomnożona przez dwa sprawiła, że system jeszcze efektywniej może sterować pracą silnika. Kolejnym krokiem inżynieryjnym stały się systemy Valvematic w Toyocie oraz Valvetronic w BMW.

Jak działają zmienne fazy rozrządu dziś? Szeroko dostępna elektronika zrobiła swoje. Układ z czysto mechanicznego powoli zaczyna być dość skomplikowanym urządzeniem. Szczęście tej sytuacji polega na tym, że mimo zwiększenia stopnia zaawansowania rozwiązania, wersje japońskie nadal cechują się wyjątkową trwałością. I żeby się o tym przekonać, wystarczy, że poczytasz na forach opinie innych kierowców. Jednym z częściej chwalonych rozwiązań jest Valvematic Toyoty.

zmienne-fazy-rozrzadu-2

Valvematic to nic innego jak połączenie zmiennych faz rozrządu dla zaworów ssących i wydechowych oraz regulacji wzniosu zaworowego. Układ z powodzeniem stosuje się m.in. w silnikach Toyoty o różnych pojemnościach (do 2 litrów). Mowa oczywiście o motorach wolnossących, które były stosowane m.in. w Avensisie T27 czy Aurisie pierwszej generacji. I choć Toyota bez wątpienia spopularyzowała to rozwiązanie, Niemcy wyrwali jej pałeczkę pierwszeństwa w innej kwestii. Jeden z najbardziej rozbudowanych systemów stworzyli inżynierowie BMW.

Układ o nazwie Valvetronic składa się ze specjalnych kształtek umieszczonych między krzywkami wałka rozrządu a dźwigienkami zaworowymi. Poza tym kształtka porusza się w „wycinku” zębaki, a jej położenie z kolei reguluje silnik elektryczny. Jak działa całość? Sterownik systemu monitoruje parametry pracy silnika. Gdy uzna, że należy dokonać zmiany faz rozrządu, wysyła sygnał do silnika elektrycznego, aby ten przestawił położenie zębatki. Poprzez ruchy krzywki pracującej w zagłębieniu zębatki regulowany jest czas otwarcia i zamknięcia zaworów.

VVTi i VTEC – czy dla japońskich systemów istnieje, mniej trwała alternatywa?

Tak właściwie nie ma reguły mówiącej o awaryjności systemów zmiennych faz rozrządu. Znane są rozwiązania takie jak VVTi czy VTEC. Na długich dystansach nie powodują one praktycznie żadnych problemów. Istnieją jednak też takie systemy, w których awarie zmiennych faz rozrządu zdarzają się dość często. Przykład? 16-zaworowy silnik o pojemności 1,6 litra montowany w Renault Megane II czy motory benzynowe stosowane w samochodach Alfa Romeo 147 i 156. W tych jednostkach zmienne fazy rozrządu dość szybko wymagały ingerencji mechanika. 

Polecamy artykuł: EGR – ekologiczny wynalazek znany od lat. Problematyczny, czy nie?

Najczęściej w powyższych autach psuje się sam wariator lub koło faz rozrządu. Element pod wpływem różnych czynników eksploatacyjnych zużywa się i po pewnym czasie podczas eksploatacji samochodu przestaje spełniać swoją funkcję. Podstawowym objawem usterki wariatora zmiennych faz rozrządu jest hałas występujący podczas pracy silnika, zanim jeszcze dojdzie do zmiany fazy. Początkowo niepokojące dźwięki mogą się pojawić np. wyłącznie podczas odpalenia jednostki napędowej.

zmienne-fazy-rozrzadu-3

Objawy awarii zmiennych faz rozrządu

Przez niepokojące dźwięki mamy na myśli dość specyficzny dla tego uszkodzenia hałas. Wtakim przypadku zazwyczaj pojawia się bardzo charakterystyczny klekot, który jest potocznie nazywany przez mechaników dieslowskim rozruchem. Skrajnie zużyty wariator zmiennych faz rozrządu przestaje spełniać swoją funkcję w ogóle. W takim przypadku kierowca poczuje przede wszystkim bardzo mocny spadek mocy. Auto stanie się jednak nie tylko powolne, ale jego motor może też zacząć spalać coraz większe ilości paliwa.

Pewnie nie od razu skojarzysz, że turkot występujący w silniku benzynowym po rozruchu oznacza objawy awarii zmiennych faz rozrządu. Dźwięk początkowo pojawia się tylko na chwilę, a później niknie. Nie towarzyszy mu np. zaświecenie się kontroli check engine. W pierwszej fazie sterownik silnika nie widzi żadnego błędu w pracy jednostki napędowej. Z czasem objaw zacznie się jednak nasilać i połączy się ze zwiększonym spalaniem. A to już pewnie uda Ci się zarejestrować dość szybko. Nawet jeżeli nie przeliczasz litrów, zauważysz mniejszą ilość kilometrów pokonanych na baku.

Zmienne fazy rozrządu – awaria i naprawa

W razie wykrycia problemów z układem zmiennych faz rozrządu kierowca nie powinien decydować się na usługi pierwszego lepszego mechanika. Musi poszukać warsztatu samochodowego, który ma duże pojęcie o budowie układów rozrządu. Do poprawnego i skutecznego wykonania naprawy konieczna jest wiedza i umiejętności. Sama diagnoza wymaga nie tylko odczytania błędów podawanych przez pokładowy komputer diagnostyczny. To też sprawdzenie szeregu elementów w silniku.

Kluczowe znaczenie ma nie tylko sam nastawnik, ale też sposób pracy zaworów, wałka rozrządu czy tzw. czujnik faz rozrządu, który bardziej fachowo nazywa się elektrozaworem zmiennych faz rozrządu. Bez wszechstronnej diagnostyki objawy awarii zmiennych faz rozrządu okażą się niezwykle trudne do namierzenia. Może zdarzyć się tak, że przed wymianą nastawnika lub koła zdążysz wymienić sondę lambda czy inny z czujników. W ten sposób niepotrzebnie spotęgujesz koszty wykonania naprawy.

Ile kosztuje naprawa zmiennych faz rozrządu? 

Uszkodzenie wariatora zmiennych faz rozrządu stanie się przyczyną naprawdę kosztownej naprawy. Sam nastawnik faz kosztuje od 600 zł do nawet 1600 zł. Za elektrozawór trzeba zapłacić kolejne 200-400 zł. Elementy, na podstawie których pracują fazy rozrządu, naprawdę nie należą do tanich. A to dopiero pierwsza pozycja na liście wydatków. Podczas wymiany wariatora konieczna jest również bowiem też wymiana napędu rozrządu. No i tu zaczyna się kolejna, długa lista drogich wydatków. Należy tu uwzględnić sumę wydaną na części oraz robociznę mechanika.

W przypadku wcześniej wspomnianego Renault Megane II i silnika 1.6 16v zestaw rolek i pasków kosztuje około 360 zł. Do tych kwot należy doliczyć jeszcze pracę mechanika. To sprawia, że kwota wzrośnie o kolejne 400-600 zł (w zależności od miasta, renomy wybranego warsztatu i poziomu skomplikowania naprawy). Gdy w Twoim aucie popsują się zmienne fazy rozrządu, objawy awarii będą oznaczać dla Ciebie wydatek w serwisie sięgający kwoty nawet 3 tys. zł. Naprawa jest droga. Podczas jej wykonywania nie powinieneś jednak oszczędzać, jeśli nie chcesz szybko wrócić do mechanika z tym samym problemem.

zmienne-fazy-rozrzadu-4

W tym punkcie uwaga – zamiast nowych części możesz wybrać te używane. Elementy z drugiej ręki będą nawet o połowę tańsze od nowych. I choć taka oferta pewnie brzmi dla Ciebie atrakcyjnie, pamiętaj, że nie da się w pełni sprawdzić stanu wariatora lub koła. Może się zatem okazać, że po ich montażu w silniku objawy awarii zmiennych faz rozrządu wcale nie ustąpią. W konsekwencji i tak będziesz musiał kupić nowe części, a do tego dwa razy zapłacisz za ich wymianę.

Powyższe wyliczenie jest o tyle ważne, że to tak naprawdę w nim ukrywa się największa wada zmiennych faz rozrządu. Są po prostu drogie w naprawie. Oczywiście przed odrzuceniem tego rozwiązania warto pamiętać o jednym. Objawy awarii zmiennych faz rozrządu przy dopracowanym, japońskim systemie występują raczej rzadko. Nie zdarzają się w pierwszych latach eksploatacji, a raczej po ponad dekadzie. Wcześniejsze usterki powodują głównie przez zaniedbania kierowców. Trwałość zmiennych faz zależy zatem tylko od Ciebie.

Olej – jak wpływa na zmienne fazy rozrządu?

Warto wspomnieć o niezwykle istotnej kwestii. Bardzo często jest tak, że o awarii systemu zmiennych faz rozrządu decyduje nie sama wadliwość mechanizmu, a błędy inżynieryjne popełnione podczas projektowania silnika. Idealny przykład mogą stanowić włoskie jednostki wykorzystywane np. podczas budowy Alfy Romeo 147. Motory zużywają dość duże ilości oleju silnikowego. W tym samym czasie zostały wyposażone w miskę olejową o niewielkiej pojemności. Skutek jest tak naprawdę prosty do przewidzenia – szczególnie że zmienna faza rozrządu pracuje w oleju i to właśnie nim jest sterowana.

Już chwilowy niedobór smarowidła w motorze sprawia, że wariator przestanie być właściwie smarowany, a podczas rozruchu pracuje prawie na sucho. To dość szybko odbija się na jego stanie technicznym. Dodatkowo zbyt niski poziom środka smarnego sprawia, że może dojść do sytuacji, w którym zmienne fazy rozrządu przestaną działać. Awaria i spore koszty naprawy jednocześnie stają się wtedy wyłącznie kwestią czasu.

Jak dbać o zmienne fazy rozrządu?

Higiena prawidłowej eksploatacji silnika korzystającego z układu zmiennych faz rozrządu ogranicza się właściwie do dwóch uwag. Co najważniejsze, żadna z porad nie wykracza poza standardowe procedury serwisowe. Tym samym zmienne fazy rozrządu ciężko uznać za mocno problematyczne czy utrudniające życie właściciela samochodu. Po pierwsze kierowca musi dbać o regularną wymianę paska rozrządu – jeżeli silnik korzysta z tak rozwiązanego napędu. Po drugie absolutną świętością jest dbanie o właściwą jakość i ilość oleju w silniku.

Znajdź warsztaty wykonujące usługę wymiany paska rozrządu w swojej okolicy:

Skoro już wiesz, jak działają zmienne fazy rozrządu, powinieneś też wiedzieć, że jako kierowca musisz pilnować interwałów wymiany smarowidła. Zazwyczaj producenci i mechanicy zalecają, aby wymienić środek smarny na nowy raz w roku lub co 10-15 tys. km. Do tego musisz raz na około dwa tygodnie sprawdzać poziom oleju. W razie wykrycia jakichkolwiek ubytków należy je niezwłocznie uzupełniać. Jak już bowiem wspominaliśmy, zbyt mała ilość oleju może dość szybko odbić się na stanie mechanicznego nastawnika.

zmienne-fazy-rozrzadu-5

Zmienne fazy rozrządu – podsumowanie

Patrząc na obecną technologię wykorzystywaną w silnikach benzynowych, nietrudno stwierdzić, że zmienne fazy rozrządu nie są najbardziej wyrafinowanym sposobem podobijania możliwości jednostki napędowej. To stosunkowo prosty układ, który – co ważne – przynosi szereg eksploatacyjnie kluczowych korzyści. Ponadto ogranicza on spalanie i emisję szkodliwych związków. Dodatkowo daje możliwość bezawaryjnego użytkowania przez lata (oczywiście pod warunkiem, że kierowca wcześniej dopilnuje podstawowych procedur serwisowych).

Zawsze może się też zdarzyć, że przeoczysz pewne procedury lub uszkodzisz zmienne fazy rozrządu. Objawy awarii nie pojawią się jednak od razu. Zawsze masz jeszcze zatem czas na dolanie oleju do silnika i sprawdzenie, czy w ten sposób uda Ci się usunąć problem. Nie udało się? Nie eksperymentuj. Znajdź fachowego mechanika za pośrednictwem gwarantującej jakość usług wyszukiwarce warsztatów Motointegrator.com. Pamiętaj też o tym, aby nie oszczędzać. W przypadku tak ważnego elementu nadmierne skąpstwo z Twojej strony nie może się bowiem skończyć dobrze.

Jakich oszczędności unikać, gdy padną zmienne fazy rozrządu? Awaria wymaga rozebrania rozrządu. Nie narażaj się zatem na widmo poprawek – takie mogą okazać się konieczne, gdy zdecydujesz się na kupienie używanego koła czy nastawnika. Te z pewnością są już w pewnym stopniu zużyte. Nie oszczędzaj na zestawie rozrządu. O tym także wspomni Ci każdy dobry mechanik.

Rekomendowane przez Motointegrator.com

Zobacz wszystkie poradniki

Masz problem z samochodem? Zarezerwuj wizytę w najbliższym warsztacie

Zobacz wszystkie warsztaty