Распределительные валы Scatter — что это такое и зачем они мне нужны?

Чтобы разобраться в вопросе в целом, сначала нужно понять, что представляет собой приложение и как оно появилось.

Речь идёт о старом 4-цилиндровом двигателе, который использовался в Mini серии A (не о современном двигателе BMW, а о том, который производила British Motor Corporation). В этом Mini использовалась особая конструкция головки блока цилиндров с сиамской конфигурацией портов. Общие порты находятся там, где:

• Цилиндры 1 и 2 имеют общий впускной канал


• Цилиндры 3 и 4 имеют общий впускной канал


• Второй и третий цилиндры имеют общий выпускной канал

На этом изображении сильно модифицированной головы Series-A видно, о чём я говорю.

Вы заметите, что здесь пять отверстий. Все они расположены на одной стороне головки. Квадратные отверстия — это выпускные отверстия, а круглые — впускные. У этой несколько странной, но компактной конфигурации есть недостатки. Две основные проблемы — это перекрестные помехи и вероятность утечки.

Помехи между портами возникают из-за того, что некоторые порты являются общими. Например, в зависимости от того, на каком такте происходит цикл Отто, двигатель может пытаться выполнить функцию впуска через один порт (в конце цикла впуска), в то время как в соседнем порту может начинаться цикл впуска. Оба цилиндра могут пытаться выполнить функцию впуска одновременно, что может привести к нехватке воздуха в обоих цилиндрах, если они будут использовать порт по отдельности.

Потенциал потока — это количество воздуха, которое может пропустить через себя один канал. Поскольку у цилиндров 1 и 4 есть собственные выхлопные каналы, их потенциал потока выше, чем у общего выхлопного канала цилиндров 2 и 3. Поскольку за выхлопной канал не происходит конкуренции, потенциал потока цилиндров 1 и 4 выше, чем у общего канала цилиндров 2 и 3.

Это подводит нас к вопросу: Что такое скаттер-кэм?

Существуют распределительные валы с одним профилем, у которых впускные и выпускные клапаны имеют одинаковый профиль. Клапаны открываются на одинаковую величину. Они открываются и закрываются на одинаковое время. Распределительный вал с двумя профилями имеет два разных профиля клапанов на впускной и выпускной сторонах. В правильном фазовом распределительном вале, который используется в двигателе серии A, используются четыре разных профиля клапанов.

Причина использования профиля распределительного вала с эксцентриситетом заключается в том, чтобы сдвинуть фазы впуска/выпуска, которые мешают друг другу в сторону от друг друга, чтобы уменьшить влияние этих фаз. Это означает, что между фазами впуска на общем впускном канале будет происходить меньше продувки. Чтобы было понятнее, вот список необходимых профилей фаз (согласно форуму MiniMania):

• Один набор временных меток для входов 1 и 4


• Другой набор временных показателей для входов 2 и 3


• Конкретный набор временных показателей для выхлопов 1 и 4


• Конкретный набор временных показателей для выхлопов 2 и 3

Далее в статье на этом форуме говорится:

При рассмотрении имеющихся проблем проще разделить двигатель на два двухцилиндровых двигателя, чем рассматривать его как один четырёхцилиндровый двигатель, где цилиндры 3 и 4 являются зеркальным отражением цилиндров 1 и 2. Основной принцип заключается в том, чтобы расположить кулачки так, чтобы максимизировать производительность за счёт минимизации помех между каналами и максимизации производительности каналов, что обусловлено проблемой разделения каналов и их несоответствия. Я же говорил, что принцип прост. Полагаю, самое простое объяснение того, что делает кулачок с хаотичным расположением, заключается в том, что он сокращает время совместного использования впускных отверстий, тем самым уменьшая негативное влияние внутренних цилиндров на внешние.

Однако прежде чем рассматривать какие-либо параметры газораспределения и фазы, необходимо учесть несколько моментов. Сначала свежий заряд поступает во внутренний цилиндр каждой пары, а затем, через 180 градусов, — во внешний. Как показал небольшой эксперимент, описанный выше, клапаны открыты одновременно в течение длительного времени. Таким образом, внешний цилиндр забирает свежий заряд у внутреннего, что ещё больше усугубляется процессом продувки в конце такта впуска внешнего цилиндра, который преобладает над процессом продувки внутреннего цилиндра. Внутреннее выпускное отверстие в целом менее эффективно с точки зрения пропускной способности по сравнению с внешним. Одним из побочных эффектов является разное время продувки.

Более простая форма распределительного вала с фазами газораспределения настраивается только для цилиндров 2 и 3, как вы и предполагали. Как видно из приведённого выше примера, существуют гораздо более сложные распределительные валы, которые помогают улучшить работу всего двигателя. Простой распределительный вал с фазами газораспределения — это компромисс между производительностью и затратами на исследования/разработки. (Это возвращает нас к старой поговорке: «Чтобы получить лошадиные силы, нужны деньги.»)

Основная цель системы изменения фаз газораспределения — максимально эффективно использовать возможности двигателя. Она в первую очередь разработана для повышения производительности. Как вы понимаете, с обычным безнаддувным двигателем серии A вы можете добиться лишь ограниченного результата. Изначально они предназначались для того, чтобы толкать небольшой автомобиль по дороге с минимальной мощностью, необходимой для этого. Благодаря компоновке автомобиля (низкий центр тяжести, широкая колея) он стал любимцем европейских энтузиастов автоспорта. Как и у всех энтузиастов, у них всегда есть цель — повысить производительность. Распределительный вал с эксцентриком помогает добиться чуть большего. Для обычного человека эти валы не имеют особого смысла. Для тех, кто стремится к высокой производительности, это может стать тем самым небольшим преимуществом, которое поможет прийти к финишу первым.

Что касается почему он называется эксцентриковым, то единственное, что я могу предположить, — это связано с разбросанными профилями эксцентрика. Как уже было сказано, из восьми различных выступов могут присутствовать четыре разных выступа эксцентрика... термин «разбросанный» здесь вполне уместен. Это моё предположение, но оно кажется верным.