VANOS w BMW – co to jest i jak działa?

Zastosowanie zmiennych faz rozrządu w motoryzacji stanowi bardzo duże udogodnienie dla kierowców – samochód jest bardziej dynamiczny, a przy tym oszczędniejszy. Nic więc dziwnego, że rozwiązanie to zostało wprowadzone do marki BMW w ramach systemu VANOS. Jak działa taki system? I na co wpływa?

Producenci poszukują ciągle nowych rozwiązań, aby ulepszyć silniki samochodowe – ważne, aby były oszczędne, czyste i coraz bardziej dynamiczne. Nic więc dziwnego, że sięgają w tym celu po najróżniejsze technologie. Z pomocą przychodzą im mechanizmy sterujące rozrządem, które znacznie ułatwiają to zadanie. W klasycznych typach zawory czterosuwowej jednostki napędowej otwierają się i zamykają w określonym cyklu. Tylko więc pewien zakres obrotów uznawany jest za idealny – jeśli więc parametry są powyżej lub poniżej niego, silnik pracuje nieefektywnie.

Sytuacja zmienia się natomiast w przypadku zmiennych faz rozrządu. Skrócenie czasów rozrządu i zmniejszenie skoku zaworów w zakresie niskich i średnich obrotów oraz wydłużenie czasów rozrządu i zwiększenie skoku zaworów w zakresie wysokich obrotów znacznie zwiększa ten zakres obrotów, w zależności od obciążenia silnika i jego prędkości obrotowej. Dzięki temu rozwiązaniu wzrasta elastyczność silnika przy spadku zużycia paliwa, a także jego dynamiczność w przypadku wysokich obrotów. Jest to bardzo komfortowa opcja, dzięki której oszczędza się na paliwie, zmniejsza toksyczność spalin, a nawet rzadziej zmienia się biegi.

Jednym z pierwszych takich rozwiązań na rynku był VANOS wprowadzony w 1992 r. przez Bawarczyków, montowany m. in. w BMW serii 3 i 5. Charakteryzował się zdolnością zmiany wyłącznie momentu otwierania się i zamykania zaworów dolotowych – nie zmieniał się przy tym ich całkowity czas otwarcia. Funkcję tę spełnia Valvetronic, który bezstopniowo reguluje wznios zaworów dolotowych w BMW. To właśnie zmienny skok zaworu ssącego stymuluje wielkość zasysanego ładunku powietrza. Trzeba przy tym pamiętać, że Valvetronic jest uzupełnieniem VANOSa i nigdy bez niego nie występuje.

W pierwszej generacji VANOS nie mógł się jeszcze poszczycić płynną, bezstopniową regulacją – działał dwustopniowo. Poniżej określonych obrotów wał rozrządu obracał się tak, aby zmniejszyć kąt otwarcia zaworów dolotowych (otwierały się trochę później). W średnim zakresie prędkości obrotowych obracany był z kolei w drugą stronę, aby zawory otwierały się wcześniej. Dzięki temu procesowi do układu wydechowego dostawało się mniej spalin. Gdy następowało natomiast przekroczenie wyższych prędkości obrotowych, wał rozrządu ustawiał się w położeniu, dzięki któremu następowało późniejsze otwarcie zaworów.

Inaczej jest w przypadku nowszych silników, gdzie położenie kątowe wałka rozrządu regulowane jest w systemie VANOS bezstopniowo – zależy od obciążenia i prędkości obrotowej jednostki napędowej. Zastosowanie układu zmiennych faz rozrządu w BMW pozwoliło na znaczny wzrost momentu obrotowego, co stanowi spore udogodnienie. Pomijając względy ekologiczne, system ten przyczynił się do znacznego poprawienia dynamiki jazdy w niemieckiej marce.