Časovanie ventilov MeganeII 1,6 16V – presuvník vačkového hriadeľa

Základné info

RENAULT (ako aj iní výrobcovia ako BMW, Honda, Toyota či FIAT) začali od istej doby riešiť systém

vylepšenia spaľovania zmesi v valcoch, najmä vo vyšších rýchlostiach, pričom sa snažili aj o dosiahnutie

vyššieho výkonu vo vyšších otáčkach. Vznikol termín VVT (Variable Valve Timing), u nás známy ako

“premenlivé časovanie ventilov”, ale rôzni výrobcovia si vymysleli vlastné označenia ako VCT (Variable

Camshaft Timing). Toto logo sa objavuje na autách čoraz častejšie.

Systém obecne funguje na základe zvyšovania tlaku motorového oleja, v závislosti na otáčkach motora.

To znamená že čím vyššie otáčky motor má, tým je tlak oleja vyšší. Princíp časovania spočíva v zmene

predstihu vačky sacích ventilov (niektorí výrobcovia tento systém aplikovali aj na vačku výfukových

ventilov). V praxi to znamená, že vačka sacích ventilov o určitý čas zatlačí na zdvihátka ventilov skôr.

Sacie ventily sa otvoria v čase o niečo skôr ako bežne, a o niečo skôr sa aj zatvoria. Tým sa zabezpečí, že

vo vyšších otáčkach prichádza k lepšiemu plneniu valcov zmesou. V prípade použitia na vačke

výfukových ventilov zase prichádza k lepšiemu vyprázdneniu valca. Ďalej existujú aj fixné časovania

vačiek, ale jedná sa o dorábky, t.j. zásahy do existujúcej konštrukcie motora. Takéto riešenia “na tvrdo”

nie sú žiadúce, lebo v takom prípade funguje posun vačky aj pri nízkych otáčkach a voľnobehu, kedy to

nie je žiadúce. Naproti tomu – variabilné časovanie znamená, že sa presne podľa otáčok motora

časovanie úmerne mení – čím vyššie otáčky, tým skôr sa sacie ventily otvárajú a naopak.

Tento článok vznikol najmä kvôli častým probémom VVT systému na benzínových motoroch 1,6 16V.

Renault a časovanie ventilov

Renault vsadil na dodávateľa systému VVT firmu Delphi

http://delphi.com/manufacturers/auto/powertrain/gas/valvetrain/vcp/ . V preklade hovoríme miesto

VVT o “presuvníku vačkového hriadeľa” (ďalej len “presuvník”). Presuvník pridáva motoru navrch u

MeganeII 1,6 16V rovných 13 koní. Preto ak by sme vedľa seba postavili dve úplne identické vozidlá

MeganeII – jedno s presuvníkom a druhé bez, tak vo vyšších otáčkach (na každom prevodovom stupni)

by mal Megane s presuvníkom lepšiu dynamiku. MeganeII 1,6 16V bez presuvníka by mal 100 koní.

Systém VVT zaručuje fázový posun vačky sacích ventilov až o 43 stupnov dopredu. Systém VVT od Delphi

na Renaultoch pozostáva z dvoch komponentov:

- Samotného presuvníka (časť namontovaná na ozubenom kolese vačky sacích ventilov). Vo svete

je tento komponent známy ako “dephaser pulley”

- Elektromagnetického ventilu presuvníka (valec namontovaný cez veko ventilov)

Presuvník a jeho komponenty

Presuvník sa skladá z viacerých častí, ktoré si teraz dopodrobna popíšeme a ukážeme si, kadiaľ do

presuvníka vchádza olej. Tak pochopíme jednu časť VVT systému.

Ako sme už spomenuli, presuvník je namontovaný na ozubenom kolese vačky sacích ventilov. Nový

presuvník sa predáva spolu s týmto ozubeným kolesom:

Celé koleso je nasunuté na koniec vačky sacích ventilov, a o vačku je prychytené stredovým šróm:

Ozubené koleso zatiaľ necháme tak, a ideme sa sústrediť najmä na presuvník samotný. Ako sme už

spomenuli, presuvník je k ozubenému kolesu prichytený. Jedná sa o 4 dlhé špeciálne šróby, ktoré sa

fixujú až do závitu v ozubenom kolese:

Tieto šróby sú 5-hviezdica štýlu opačný torx s dierou v strede. Na tieto šróby existuje bit, ale je veľmi

problematické ho zohnať:

Preto som musel pri domácom kutilstve odpíliť z presuvníka jeho predný kryt:

Ako vidno, keby som šróby korektne demontoval, tak sa presuvník od oz. kola oddelí. Pri mojom zásahu

ostali odpílené šróby bez hlavičiek našróbované v oz. kolese. Odpílenie predného krytu presuvníka som

trafil tak presne, že som akurát zachoval všetky komponenty vo vnútri nepoškodené.

Teraz ideme hlbšie, a rozoberieme si komponenty. Ako vidno na obrázkoch vyššie, presuvník má vlastne

2 hlavné časti: má statickú časť (obal), ktorý je fixovaný o oz. koleso vačky tými 4 exotickými šróbami),

a vnútri má otočnú časť (motýlik), ktorý je stredovým šróbom pevne spojený s vačkou. Už z týchto

príkladov je jasné, že práve motýlik vo vnútri presuvníku zabezpečuje ten predstih vačky, a tým pádom

skoršie otvorenie sacích ventilov. Ďalšie obrázky ukazujú komponenty presuvníka:

Na prvom obrázku si všimnite, že motýlik má akýsi piestik. Druhú obrázok ukazuje tesnenia, ktoré slúžia

na zatesnenie priestorov medzi jednotlivými časťami (komorami), lebo ako vieme, vnútro presuvníka je

naplnené motorovým olejom. Tretí obrázok ukazuje aj tesnenie. Tieto tesnenia sú tam 2 – jedno tesní

„zdola“ medzi presuvníkom a oz. kolesom vačky sacích, a druhé „zhora“ medzi presuvníkom a jeho

predným krytom, čo znázorňuje aj nasledujúci obrázok:

Treba si uvedomiť, že presuvník pracuje pod tlakom motorového oleja, takže musí byť všade dokonale

tesný. Ďalej tu máme ešte krytku stredového šróbu, ktorá je našróbovaná na prednom kryte presuvníka:

Na prvom obrázku je stredová krytka stredového šróbu presuvníka ešte namontovaná – ako vidno,

demontáž je možná klasickým opačným torxom. Na druhom obrázku je krytka demontovaná (opäť

prítomné tesnenie). Táto krytka sa používa pri výmene presuvníka za nový kus, aby sa mechanik dostal

k stredovému šróbu, ktorým sa presuvník montuje na koniec vačky, ako sme videli na obrázkoch skôr.

Tento stredový šrób je dutý, a jeho stredom sa dostáva motorový olej ZO STREDU vačky (vačka sacích má

tiež stredovú dieru) až do komôr presuvníka:

Naspäť k oz. kolesu vačky. Toto koleso má tiež dierku, cez ktorú sa dostáva motorový olej Z POVRCHU

vačky do INÝCH komôr presuvníka (jená sa o tú maličkú dierku ihneď nad stredovou dierou). Táto fotka

je pohľad zozadu na oz. koleso vačky:

Ďalej má presuvník ešte piestik, ktorý uzamyká presuvník v nulovom-kľudovom stave. Piestik je zospodu

motýlika (na obrázku je otočený motýlik, aby bolo piestik vidno):

Tento piestik je na silnej pružine, ktorá je vo vnútri motýlika (na obrázku pôsobím prstom proti sile

pruzinky vo vnútri):

A takto vyzerá piestik vonku:

Piestik zaskakuje do dierky v oz. kolese vačky (to je tá dierka cca 1 cm široká):

Takže keď je motor vypnutý, alebo beží na neutráli, alebo sú otáčky motora nižšie ako 1500 otáčok, tak

časovanie ventilov ešte nefunguje, a stredový motýlik v presuvníku je fixovaný v nulovej polohe práve

tým, že ten piestik je v tej diere. Čo sa tam presne deje si povieme až o 2 kapitoly. Najprv treba mať

vizuálnu predstavu, ako to tam vyzerá. Až tak môže človek pochopiť, ako to presne funguje.

Elektromagnetický ventil (el-mag ventil)

Pre pochopenie funkcie celého VVT systému si teraz povieme, z čoho sa elektromagnetický ventil skladá,

ako funguje, kde má otvory a na čo ktorý otvor slúži. Ako sme uviedli už hore v článku,

elektromagnetický ventil pripomína valec, ktorý sa zhora vkladá do otvoru na veku ventiov:

Ventil sa uchytáva jedným šróm veľkosti 10. Pri jeho demontáži treba el-mag ventil ťahať kolmo dohora,

a počas jeho vymontovania treba dávať pozor, aby do diery po el-magu nič nespadlo, ani nečisoty. Tento

ventil je nerozoberateľný. Ako vidno, ventil má 3 obdĺžnikové otvory. Stredný otvor je chránený jemným

čiernym sitkom a slúži pre vstup motorového oleja do el-mag ventilu. Ventil ďalej podľa potrieb olej

rozdeľuje buď do:

- Spodnej diery – touto dierou putuje potom olej ďalej cez stred vačky sacích ventilov na jej

koniec, ďalej olej prechádza stredovým šróbom presuvníka a rozlieva sa do príslušných štyroch

komôr v presuvníku

- Hornej diery – touto dierou putuje potom olej ďalej po povrchu vačky na jej koniec, prechádza

tenkou dierkou v oz. kolese vačky a rozlieva sa do zvyšných štyroch komôr v presuvníku

El-mag ventil sa uvádza ako dvojstavový. Do 1500 otáčok el-mag nie je napájaný. Pri 1500 otáčkach je

napájaný premenlivým signálom cyklického pomeru otvorenia (amplitúda 12V, frekvencia 250 Hz)

a dynamicky podľa otáčok motora rozdeľuje tlak oleja do príslušného otvoru, a teda v konečnom

dôsledku zabezpečuje plnenie príslušných komôr v presuvníku. Zriedkavo sa stalo, že spodná časť el-mag

ventilu odpadla dole k vačke. Servisný manuál uvádza krkolomný spôsob vytiahnutia spadnutej časti,

ktorý sa robí odmontovaním termostatu na opačnej strane motora, a cez dieru sa potom strká drôtik na

konci s magnetom a hľadá sa pod vekom ventilov. Pri chybách presuvníka Renault vydal technickú nótu

TN 4432A, ktorá mechanika smeruje ku kontrole verzie SW riadiacej jednotky vstrekovania. Ak je verzia

SW RJ vstrekovania nižšia než A7.73, treba spraviť upgrade na vyššiu verziu. Pravdepodobne bol problém

z frekvenciou 250 Hz a preto spodná časť el-mag ventilu časom odpadla. Na vozidlách od roku 2005 by

mala byť vyššia verzia než A7.73, takže tento problém odpadnutia je prežitok. Ale stať sa môže všetko aj

dnes, a hlavne časom. Odpojením el-mag ventilu RJ tento fakt zistí a rozvieti kontrolku SERVICE

a kontrolku motora (emisií). Pri čistení el-mag ventilu sa oplatí jedine fuknuť do necho ústami cez dieru

na jeho spodku – pozor, vyprskne z neho dierami olej!

El-mag ďalej funguje do 4300 otáčok, kedy je plne otvorený a ostáva plne otvorený aj nad 4300 otáčok.

Vypína sa pri 1500 otáčkach, kedy sa uzamyká piestikom v nulovej (kľudovej) polohe.

Princíp funkcie VVT

Presuvník má 2 druhy komôr:

- Komory pre pozitívny fázový posun – nazývané tiež Advance komory. Tieto komory sú pod 1500

otáčok prázdne, lebo motýlik v presuvníku je v polohe nula, t.j. uazamknutý

- Komory pre spetný-návratový posun – nazývané tiež Retard komory. Tieto komory sú pod 1500

otáčok komplet naplnené olejom

Obrázok ukazuje Advance a Retard komory. Na obrázku je presuvník uzamknutý v nulovej polohe, piestik

z zospodu motýlika je v diere. Ako vidno, Advance komory sú prádzdne a Retard komory plné oleja.

Keď dosiahne motor 1500 otáčok, el-mag ventil začne byť elektricky napájaný a začne sa otvárať. Udeje

sa to, že spodnou dierou el-mag ventilu začne prúdiť olej, začne sa tlačiť do stredu vačky, prejde

stredovým šr´bom presuvníka a začne pôsobiť špeciálnou dierkou zospodu na piestik motýlika. Takže

tlak oleja začne pôsobiť na protitlak pružinky pod piestikom. Keď sú otáčky motora stále vyššie, tlak oleja

vtlačí piestik do motýlika a motýlik sa uvolní. Tým pádom sa motýlik začne posúvať v smere hodinových

ručičiek, lebo sa začnú zväčšovať Advance komory a začnú sa plniť olejom. El-mag funguje tak, že keď

púšťa do spodnej diery olej pre Advance komory, zároveň uvolňuje hornú dieru pre Retard komory,

z ktorých motýlik vytláča olej preč. Keď sú otáčky motora 4300, vtedy sú Advance komory už plné oleja,

a Retard komory úplne prázdne, lebo motýlik Retard komory úplne svojim telom uzavrie.

Pri decelerácii sa zase deje opačný efekt, kedy el-mag prejde do opačného smeru a začne púšťať do

Retard komôr, a olej bude vytláčaný motýlikom z Advance komôr. Pri 1500 otáčkach je opäť motýlik

v polohe nula a piestik zaskočí do diery a tak sa uzamkne.

Všimnime si ďalšiu vec, a to sú malé žľaby, kadiaľ sa dostáva olej do Advance komôr:

Na opačnej strane motýlika sú také isté žliabky pre obsluhu Retard komôr:

Opäť pripomeňme, že motýlik je pevne spojený s vačkou pomocou stredového šróbu presuvníka!

Na základe údajov o polohe vačky z čidla vačky RJ vstrekov vie, kedy má dať povel vstrekovačom. Keďže

sa pri fázovom posuve vačky skôr otvoria sacie ventily, vstreky môžu začať dávkovať benzín skôr. A práve

o čidlo vačky sa RJ vstrekov opiera. Pri chybe čidla vačky nebude el-mag ventil napájaný elektricky vôbec,

takže časovanie nebude fungovať a presuvní ostane v polohe nula=uzamknutý. Vtedy má motor 1,6 16V

výkon iba 100 koní miesto 113. Faktom ale je, že vodič, ktorý s tým autom jazdí len príležitostne si túto

stratu výkonu ani nemusí všimnúť. Ja som skúšal odpojiť el-mag ventil a testoval som vplyv presuvníka

na výkon motora, a rozdiel vo výkone som takmer nepocítil. Vo vyšších otáčkach som to mierne pocítil,

ale aj tak auto ťahalo výborne. Samozrejme pri odpojení el-mag ventilu mi svietili kontrolky, ako bol

spomenuté vyššie.

Presuvník a jeho problémy

Tento článok vznikol najmä preto, že takmer každého majiteľa Renaultu s presuvníkom postihla výmena

presuvníka, a niektorých aj viac krát. Renault pred časom dokonca zorganizoval zvolávačku, kde

presuvníky menil na autách v záruke.

Chybný presuvník sa prejavuje takto:

- Pri studenom štarte (najmä ráno, keď auto dlho stálo) je štart sprevádzaný kovovým rachotením,

ktoré trvá cca 3 sekundy. Tento zvuk je počuť ako v interiéri, tak aj mimo auto. Teplé štarty sú

OK

- Pri studenom štarte (najmä ráno, keď auto dlho stálo) prichádza okrem zvukového prejavu aj

zdochnutie motora. Následný štart je už OK

- Zvýšená hlučnosť pri vyšších otáčkach

- Zdochýnanie motora na voľnobehu

Tieto chyby sa nemusia prejavovať spolu, môže byť aktívna napr. len jedna z nich. Závisí od miery

poškodenia v presuvníku. V zásade sa ale chyba presuvníku prejaví rachotom pri štarte, a neskôr

následným zdochnutím motora.

Pátrali sme po tom, čo je vlastne príčinou týchto problémov. Verzie sú v podstate dve, a možno obe

úplne správne:

- Vydratie stien v presuvníku, a následná strata tlakov oleja v medzi Advance a Retard komorami,

priesak oleja medzi komorami, stečenie oleja pri dlhej odstávke motora (cca 5 hodín a viac). Na

obrázku vidno vydratie steny oz. kolesa:

- Vydratie hrany piestika, kedy piestik nestihne zaskočiť do diery a tým nezafixuje motýlika

v nulovej polohe:

Myslíme že oba problémy idú spolu ruka v ruke. Pri štarte sa potom deje to, že motýlik začne lietať

medzi nulovou (0 stupňov) a maxim8lnou polohou (43 stupňov), čo spôsobí povestné zarachotenie.

Vydratím hrany piestika tento nezaskočí, resp. vyskočí z diery a motýlik neostane zamknutú v nulovej

polohe. K tomu sa pridáva tlak zdvihátiek voči vačke sacích a následný voľný chod vačky, čo tiež prispeje

k rozkmitaniu motýlika. Týmto rozkmitaním je spôsobené aj to, že sacie ventily sa otvárajú aj o niečo

skôr počas štartu, a taktiež čidlo vačky meria nezmyselné údaje. RJ vstrekov túto situáciu nevie

vyhodnotiť tak rýchlo, a valce nedostanú správnu zmes a motor zdochne.

Renault vydal už tretiu generáciu presuvníkov. Konštrukčne sú úplne identické, len sa snažili použiť iné

materiály. Výsledok je ale bohužiaľ takmer rovnaký, snáď posledná tretia generácia vydrží viac.

Generáciu presuvníka je možné zistiť zo sériového čísla na jeho krabici:

Prvá séria: 7701474362

Druhá séria: 7701478079

Tretia séria: 7701478505

Cena nového presuvníka je cca 5500 korún. Autorizovaný servis ale nanúti zákazníkovi aj výmenu

rozvodov. Preto sa oplatí dať presuvník vymeniť u neautorizovaného servisu. Ten síce presuvník kúpi

priamo od Renaultu (lebo na vlastne prinesený diel nedá záruku, a aj tak ho zoženieme jedine

v Renaulte). Neautorizovaný servis aspoň nebude nútiť výmenu rozvodov (pri výmene presuvníka ale

treba zhodiť rozvodový remeň), a cenovo za prácu na hodinu sú lacnejší. Pre domácich kutilov je výmena

presuvníka popísaná v „Návode na výmenu rozvodov a presuvníka“ tu:

http://www.renaultclub.cz/navod_na_vymenu_rozvodu,_vodni_pumpy_a_presuvniku_-

_megane_ii_1,4_a_1,6.html

Zlý presuvník nepoškodzuje motor, i keď nejaké tie oderky na vačke a zdvihátkach (najmä časom) môžu

vzniknúť. Inak sa jeho nefunkčnosť považuje skôr za kozmetickú vadu.

Riešenia do budúcna

Stále hľadáme alternatívy, ako sa vyvarovať poruche presuvníka. Isté predĺženie jeho životnosti vidíme

v pravideľných výmenách oleja. Jedna z teórií ukazuje na to, že práve drobné čiastočky v oleji sa dostanú

do komôr presuvníka, a sú príčinou vydratia stien. El-mag ventil síce má sitko, ale určite nie je tak jemné,

aby zachytilo všetko. Iná teória zas ukazuje na nekvalitný materiál presuvníka (čo koniec koncov aj

Delphi riešilo tými troma genráciami), kde sa kovy v presuvníku proste časom vyderú. Ďalšia teória je

v odtečení oleja z komôr presuvníka, keď auto stojí dlhšie odstavené (cca 5 hodín) – či už olej vytečie cez

netesnosť v el-mag ventile, alebo sa len presunie cez vydraté mikroškáry vplyvom gravitácie do dolných

komôr v presuvníku.

Alternatívu vidíme zatiaľ jedinú, a to fix presuvníka natvrdo v jeho uzamknutej polohe. Časovanie

ventilov ale nebude funkčné a motor o 113 koní bude mať koní len 100. Avšak takéto riešenie by bolo

navždy. Celá finta spočíva v odňatí vonkajšieho veka presuvníka a v následnej fixácii motýlika vložením

dubových kolíkov. Pri takomto úkone (ktorý nie je nijako náročný) ešte musíme doriešiť otázku, či RJ

vstrekov berie čas pre vstreky iba z čidla vačky, alebo obsahuje aj vlastnú tabuľku časov vstrekov úmerne

k otáčkam motora. Ak by sa RJ vstrekov spoliehala iba na údaj z čidla vačky, tak bude riešenie použiteľné.

Na tomto sa stále pracuje.

Všetky obrázky