Что такое фазовращатель в двс

ЦИФРОВОЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ

Категория: Цифровая техника

Цифровая техника
ЦИФРОВОЙ ФАЗОВРАЩАТЕЛЬ

Формирование и детектирование SSB сигнала с помощью фазокомненсационных устройств привлекают внимательность радиолюбителей тем, что тот самый метод позволяет существенно упростить как приемный, так и передающий тракты радиостанции. Наибольший интерес для радиолюбителя представляет самый простой двухфазный способ формирования SSB сигнала, поэтому речь пойдет о фазовращателях, обеспечивающих на выходе два напряжения, сдвинутые по фазе на 90°. Тем не менее принципы, изложенные в этой заметке, могут быть применены и в многофазных системах.

ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

Для получения хороших параметров сигнала с помощью фазового метода необходима большая точность и стабильность как НЧ, так и ВЧ фазовращателей. При этом часто требуется, чтобы ВЧ фазовращатель был диапазонным, то есть чтобы при изменении частоты не изменялся фазовый сдвиг. Этим требованиям отвечает дискретный фазовращатель на двоичных цифровых элементах

Принцип его действия содержится в следующем: если на счетные входы двух триггеров подать прямоугольные сигналы одной частоты, имеющие скважность, равную двум, и сдвиг по фазе 180°, то на одноименных выходах триггеров появятся сигналы вдвое меньшей частоты, сдвинутые по фазе на 90° при любой частоте входных сигналов. Такой фазовращатель обеспечивает очень высокую точность и стабильность поворота фазы, которые определяются только параметрами входных сигналов, а именно скважностью и фазовым сдвигом

Стабильность же этих параметров может быть обеспечена путем предварительного деления частоты задающего генератора ещё одним триггером, на выходах которого автоматически будут сформированы необходимые нам сигналы.

Практическая реализация дискретного ВЧ фазовращателя, однако, пока встречает трудности, так как более того при использовании современных интегральных микросхем на частотах выше 1 МГц уже начинает сказываться задержка момента переключения триггеров, и из-за ее температурной нестабильности и разброса оказывается невозможным обеспечить необходимую точность фазового сдвига. С повышением быстродействия выпускаемых промышленностью микросхем эта трудность будет безусловно преодолена.

Однако дискретный фазовращатель частоты ниже 1 МГц может найти применение уже в данный момент, например, при формировании SSB сигнала фазо-фильтровым способом. Так, фазовращатель, принципиальная схема которого приведена на рисунке, обеспечивает поворот фазы на 90° с точностью выше 0,001 процент(ов) на частоте 1,5 кГц и 0,25% на частоте 100 кГц

Схема задающего генератора может быть любой, важно только, чтобы фронты его импульсов были довольно крутыми для запуска триггера D1. Если форма выходных сигналов задающего генератора близка к синусоидальной, между генератором и триггером нужно включить формирователь импульсов

Т. КРЫМШАМХАЛОВ (UA6XAC), В. СОЛОДОВНИКОВ г. Нальчик

(Радио 6/77)

Фазовращатель

Фазовращатели через редукторы Ред связаны с механизмами качания лучей и поворачивают фазу каждого поступающего пакета на угол pi, пропорциональный углу е, на который переместилась данная антенна от исходного положения до положения, соответствующего направлению диаграммы на цель.
 

Фазовращатель состоит из четырех неподвижных сегментов и подвижного ротора.
 

Фазовращатели представляют собой четырехполюсники, которые в подавляющем большинстве случаев предназначаются для получения некоторого определенного фазового сдвига между напряжениями на выходе и входе.
 

Фазовращатель позволяет изменять угол а в пределах от 0 до 90 и управлять током в нагрузке ( например, в лампе накаливания Л) и в цепи тиристора от максимального значения до нуля.
 

Фазовращатели, собранные по приведенной схеме, пригодны для управления тиристорами небольшой мощности с малым током в цепи управления. В установках с мощностью более 1 кВт управление тиристорами осуществляется, как правило, при помощи магнитных усилителей и фазорегуляторов по более сложным схемам, содержащим генераторы импульсов, электронные усилители, синхронизаторы и другие устройства.
 

Фазовращатель осуществляет поворот фазы сигнала, поступающего с катодного повторителя.
 

Фазовращатель представляет собой волноводный узел, обеспечивающий изменение фазы проходящей внутри него волны. Фазовращатели могут быть сжимно-го, пластинчатого ( ферритовые) и тромбонного типа.
 

Фазовращатель обеспечивает сдвиг фаз в 180 между перем.
 

Фазовращатель позволяет просматривать только концевые импульсы. Этот способ особенно полезен для контроля работы передатчиков, где легко получить колебания частоты модуляция. Возможно также демодулировать импульсный сигнал и калибровать выход я. Пиковый сдвиг Аймаке, может быть тогда представлен как функция выходного напряжения. Демодуляция может быть осуществлена преобразованием ФИМ сигнала в сигнал ШИМ и поел едующим интегряров авием.
 

Фазовращатель, состоящий из сопротивлений 8 и 9 и конденсатора 7, дает возможность регулировать момент зажигания ( продолжительность импульса) тиратрона.
 

Ферритовый фазовращатель

Ферритовые фазовращатели уступают фазовращателям на pm — диодах по быстродействию, однако позволяют работать с более высокими уровнями мощностей.
 

Ферритовый фазовращатель может — быть получен на основе ферритового стержня, помещенного в круглый волновод. По конструкции он напоминает ферритовый вентиль, но содержит элементы, устраняющие эффект Фарадея, который в фазовращателе нежелателен. Поляризатор / трансформирует волну типа Яц с линейной поляризацией в волну с вращающейся поляризацией.
 

Ферритовый фазовращатель может быть получен на основе ферритового стержня, помещенного в круглый волновод. По конструкции он напоминает ферритовый вентиль, но содержит элементы, устраняющие эффект Фарадся, который в фазовращателе нежелателен.
 

Ферритовые фазовращатели сантиметрового диапазона можно подразделить на две основны-е группы: фазовращатели, состоящие из отрезка круглого волновода и помещенного в него цилиндрического стержня ( небольшого диаметра), намагниченного продольным магнитным полем, и фазовращатели, состоящие из отрезка прямоугольного волновода и ферритовой пластины, намагниченной поперечным магнитным полем. Характеристики фазовращателя зависят от размеров волновода, геометрии ферритовых стержней или пластин, напряженности магнитного поля, частоты и направления распространения электромагнитной волны.
 

Имеются ферритовые фазовращатели и прямоугольной конструкции.
 

Это невзаимный ферритовый фазовращатель, который для обратной волны создает фазовый сдвиг, отличающийся на 180 от фазового сдвига для прямой волны.
 

Если сравнивать ферритовые фазовращатели с механическими фазовращателями, то нетрудно установить, что ферритовые фазовращатели допускают возможность быстрой регулировки сдвига фазы путем изменения тока в намагничивающей катушке.
 

Принцип действия ферритовых фазовращателей основан на том, что СВЧ магнитная проницаемость феррита зависит от напряженности постоянного магнитного поля, приложенной к ферриту. Изменение магнитной проницаемости феррита, входящего в состав волноведущей структуры, изменяет фазовую скорость волны и, соответственно, образует управляемый фазовый сдвиг.
 

Принцип действия ферритового фазовращателя основан на изменении магнитной проницаемости феррита под действием внешнего магнитного поля, что приводит к управлению фазой проходящего СВЧ сигнала. В диодных фазовращателях непрерывного действия фазой сигнала управляют, изменяя постоянное напряжение, прикладываемое к варикапу. В диодных фазовращателях дискретного действия управление фазой сигнала происходит в результате переключения отрезков фидерной линии или реактивных элементов, причем в качестве переключателей используют р — i-л-диоды.
 

В рассматриваются ферритовые фазовращатели, а в — фазовращатели с призмой из диэлектрика.
 

Существует еще одно применение ферритовых фазовращателей, затрудняющее опознавание цели радиолокационными станциями незатухающих колебаний, использующими эффект Допплера. Если установить на управляемом снаряде фазовраща-ющее устройство рассмотренного выше типа, то при приеме сигнала с частотой, приходящего от радиолокационной станции, фазовращатель может преобразовать эту частоту в частоту о) Ао), Сигналы частоты a — f — A после усиления могут излучаться с помощью передающего устройства, размещенного на управляемом снаряде или самолете, и при надлежащем подборе знака и абсолютной величины А с учетом компенсации изменения частоты, обусловленного движением снаряда ( или самолета), обнаружение последнего будет существенно затруднено или вообще невозможно.
 

Электромагнитный привод клапана

Сегодня конструкторы ДВС практически полностью используют потенциал ГРМ. Проектируется максимально возможное количество клапанов на цилиндр, а сами размеры клапана достигли своего предела. Но эволюция двигателя на данном этапе продолжается. Улучшить наполняемость и продувку цилиндров двигателя можно также за счет скорости, с которой возможно реализовать открытие и закрытие клапанов. Речь идет о ГРМ, в котором клапана имеют электромагнитный (электромеханический) привод, который заменяет механический с электронным управлением. Более того, распределительный вал в таком ГРМ полностью отсутствует.

Электромагнитный привод ГРМ получил название EVA (англ. Electromagne­tic Valve Actuator) и позволяет изменять фазы газораспределения максимально широко. Система с электромагнитным приводом может открывать только нужные клапана (что аналогично управляемому отключению цилиндров), причем делать это в точно определенный момент зависимо от режима работы ДВС. Решение способно экономить топливо на холостом ходу, в момент торможения двигателем и т.п. Количество попадающего в цилиндр двигателя воздуха регулируется временем открытия впускного клапана.

Сама длина хода клапана не является регулируемым параметром. Клапан крепится за счет пружины, а также имеет якорь. Такой якорь электромагнитного клапана размещен между двумя электромагнитами определенной мощности. Задачей таких электромагнитов становится удержание клапана в том или ином крайнем положении.

Точность положения, в котором необходимо осуществить фиксацию клапана, определяется предназначенным для этого отдельным датчиком. Снижение  разрушительных нагрузок на электромагнитный ГРМ в момент приближения клапана к его крайней точке (особенно в момент посадки клапана в седло) осуществляется благодаря «торможению» клапана.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Фазовращатель, содержащий делитель мощности, вход которого является входом фазовращателя, и фазосдвигатель, вход которого соединен с выходом делителя мощности, состоящий из четырехканального делителя, вход которого является входом фазосдвигателя, первый, второй, третий и четвертый управляемый аттенюатор и сумматор мощности, выход которого является выходом фазосдвигателя и одновременно фазовращателя, причем выходы четырехканального делителя соединены с входами первого, второго, третьего и четвертого управляемых аттенюаторов, выходы первого и второго управляемых аттенюаторов соединены с входами сумматора мощности, отличающийся тем, что в него введены передающий оптоэлектронный модуль, управляемый драйвером, N+1 волоконно-оптических трактов, микроконтроллер, N-1 фазосдвигателей, причем вход фазовращателя соединен с входом делителя мощности через последовательно установленные передающий оптоэлектронный модуль и первый волоконно-оптический тракт, делитель мощности выполнен в виде оптического разветвителя, имеющего один входной оптический полюс, соединенный с выходным оптическим полюсом первого волоконно-оптического тракта и N выходных оптических полюсов, соединенных с входами первого и остальных N-1 фазосдвигателей через N волоконно-оптических трактов, в каждый фазосдвигатель дополнительно введены четыре волоконно-оптических линии задержки, четыре цифро-аналоговых преобразователя и приемный оптоэлектронный модуль, причем четырехканальные делители мощности, установленные в фазосдвигателях, выполнены в виде четырехполюсных оптических разветвителей, входные оптические полюса которых являются входами фазосдвигателей, а выходные оптические полюса каждого четырехполюсного оптического разветвителя оптически соединены с входными оптическими полюсами четырех волоконно-оптических линий задержки, выходные оптические полюса которых оптически соединены с входными оптическими полюсами сумматора, выполненного в виде четырехполюсного оптического объединителя, через управляемые аттенюаторы, выполненные в виде электрооптических модуляторов, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами цифро-аналоговых преобразователей, а выходной оптический полюс четырехполюсного оптического объединителя оптически соединен с входным оптическим полюсом приемного оптоэлектронного модуля, выход которого является выходом фазосдвигателя и одним из выходов фазовращателя, цифровые входы всех цифро-аналоговых преобразователей, установленных в фазосдвигателях, цифровой шиной передачи данных соединены с цифровыми выходами микроконтроллера.

Система на основе гидроуправляемой муфты

Широкое распространение получили системы изменения фаз газораспределения, принцип работы которых основан на осуществлении поворота распредвала. К таким схемам управления фазами газораспределения относят: японскую систему VVT-i, Dual VVT-i, решение немецкого концерна BMW под названием VANOS, Double VANOS, схему VVT от Volkswagen, управление фазами газораспределения VTEC от Honda, систему CVVT брендов Hyundai, Kia и концерна GM, регулировку фаз VCP от Renault и т.д.

Работа указанных выше систем основывается на небольшом повороте распредвала по ходу его вращения. Такой способ позволяет добиться раннего открытия клапанов сравнительно с их базовым начальным положением. Данный тип систем изменения фаз газораспределения конструктивно состоит из специальной муфты, которая управляется гидравлическим способом, а также дополнительной системы управления указанной муфтой. Гидроуправляемая муфта среди автомехаников получила название фазовращатель.

Поворот распредвала осуществляется при помощи электроники управления и гидравлики, а сама система чаще всего затрагивает только впускные клапаны. Рост оборотов ДВС приводит к тому, что фазовращатель осуществляет проворот распредвала по ходу его вращения, впускные клапана открываются раньше и цилиндры намного более эффективно наполняются рабочей смесью в режиме высоких оборотов.

Получается, гидроуправляемая муфта реализует поворот распредвала ГРМ. Данная муфта конструктивно включает в себя:

• ротор, который соединен с распредвалом;
• корпус, которым выступает шкив привода распредвала;

В определенные полости, которые расположены между ротором и корпусом-шкивом, попадает моторное масло из системы смазки ДВС. Масло в муфту подается по особым каналам. Когда моторное масло заполняет одну или другую полость муфты, осуществляется поворот ротора по отношению к корпусу. Этот поворот ротора означает, что и распределительный вал будет повернут на необходимый угол.

Чаще всего местом установки гидроуправляемой муфты становится привод того распределительного вала, который отвечает за работу впускных клапанов. Встречаются также конструкции ДВС, когда подобные муфты-фазовращатели стоят как на впускном распредвале, так и на выпускном. Данное решение позволяет  шире и эффективнее регулировать параметры работы ГРМ на впуске и выпуске, но усложняет механизм.

Электронное управление автоматически регулирует работу гидроуправляемой муфты. Система такого управления включает в себя:

• группу входных датчиков;
• электронный блок управления;
• список исполнительных устройств;

Система управления получает показания от датчика Холла, который производит оценку положения распредвалов. Дополнительно задействованы  и другие датчики, которые используются ЭБУ для управления работой всего двигателя.

К таковым относят датчик, измеряющий частоту вращения коленвала, температурный датчик охлаждающей жидкости (ОЖ), датчик расхода воздуха и другие. Сигналы от этих датчиков подаются в ЭБУ, который после отправляет соответствующий сигнал на  специальное управляющее (исполнительное) устройство.

Таким устройством, на которое воздействует электронный блок управления двигателем, является электромагнитный клапан (электрогидравлический распределитель). Клапан представляет собой распределитель, который при необходимости открывает доступ потоку моторного масла к гидроуправляемой муфте, а также реализует отвод масла от фазовращателя. Это зависит от того, в каком режиме работает силовой агрегат.

Данная схема изменения фаз газораспределения с использованием муфты задействуется в момент работы двигателя на холостом ходу, (мотор работает на самых низких оборотах), в режиме максимальной мощности на высоких оборотах, а также в том режиме, когда осуществлен выход ДВС на максимум крутящего момента.

Принцип действия VVT

Суть работы системы VVT в том, чтобы в реальном времени, ориентируясь на режим работы двигателя, корректировать фазы открытия клапанов. В зависимости от конструктивных особенностей каждой из систем, реализовывается это несколькими путями:

• поворотом распределительного вала относительно шестерни распредвала;
• включением в работу на определенных оборотах кулачков, форма которых подходит для мощностных режимов;
• изменением высоты подъема клапанов.

Наибольшее распространение получили системы, в которых регулировка фаз осуществляется изменением углового положения распределительного вала относительно шестерни. Несмотря на то что в работу разных систем положен схожий принцип, многие автоконцерны используются индивидуальные обозначения.

• Рено – Variable Cam Phases (VCP).
• БМВ – VANOS. Как и у большинства автопроизводителей, изначально подобной системой укомплектовывался только распределительный вал впускных клапанов. Система, в которой гидромуфты изменения фаз газораспределительного механизма устанавливается и на выпускной распредвал, называется Double VANOS.
• Тойота — Variable Valve Timing with intelligence (VVT-i). Как в случае с БМВ, наличие системы на впускном и выпускном распредвалах именуется Dual VVT.
• Хонда — Variable Timing Control (VTC).
• Фольксваген в данном случае поступили более консервативно и выбрали международное название — Variable Valve Timing (VVT).
• Хюндай, Киа, Вольво, GM — Continuous Variable Valve Timing (CVVT).

Как фазы влияют на работу двигателя

Характер поведения газов внутри ДВС изменяется в зависимости от режима работы мотора. К примеру, на холостых оборотах скорость движения поршней значительно ниже, чем в режиме работы на максимальных оборотах. Соответственно, колебания газовой среды во впускном и выпускном коллекторах значительно зависят от режимной точки работы двигателя. Упомянутые колебания способны как приносить пользу, создавая резонансный наддув (подробней об акустическом наддуве в статье о системе изменения геометрии впускного коллектора), так и вред – паразитные колебания, застои. Именно поэтому скорость и эффективность наполнения цилиндров в разных режимных точках работы двигателя значительно отличаются.

На низких оборотах максимальное наполнение цилиндров будет обеспечивать позднее открытие выпускного клапана и раннее закрытие впускного. В таком случае перекрытие клапанов (положение, в котором выпускные и впускные клапаны одновременно открыты) минимально, поэтому исключается возможность выталкивания оставшихся в цилиндре выхлопных газов обратно во впуск. Именно из-за широкофазных («верховых») распределительных валов на форсированных моторах часто приходится устанавливать повышенные обороты холостого хода.

На высоких оборотах для получения максимальной отдачи от двигателя фазы должны быть максимально широкими, так как за единицу времени поршни будут прокачивать намного больше воздуха. При этом перекрытие клапанов будет положительно влиять на продувку цилиндров (выход оставшихся выхлопных газов) и последующую наполняемость.

Именно поэтому установка системы, позволяющей подстроить фазы газораспределения, а в некоторых системах и высоту подъема клапанов, под режим работы двигателя, делает двигатель эластичней, мощней, экономичней и в то же время дружелюбней к окружающей среде.

Поворот распредвала

Одним из способов регулирования фаз газораспределения является изменение положения распределительного вала относительно его первоначального положения в зависимости от режимов работы двигателя. Для примера рассмотрим систему Variable Valve Timing (VVT), применяемую на автомобилях Фольксваген. Она предназначается для оптимизации фаз при работе двигателя на режимах холостого хода, максимальной мощности и максимального крутящего момента.

В систему VVT входят следующие компоненты:

• Две гидроуправляемые муфты (другое название — фазовращатели), установленные на впускном и выпускном распределительных валах. Обе муфты подключены через корпус механизма газораспределения к системе смазки двигателя. Муфты состоят из встроенного в звездочку вала наружного корпуса и неподвижно соединенного с валом ротора. Корпус и ротор могут смещаться относительно друг друга
• Корпус механизма газораспределения, установленный на головке блока цилиндров двигателя. Внутри корпуса проходят каналы для подвода и отвода масла к обеим муфтам поворота распределительных валов.
• Два электрогидравлических распределителя. Эти распределители установлены на корпусе механизма газораспределения. Они служат для регулирования подвода масла из системы смазки двигателя к обоим фазовращателям.

Управление системой VVT осуществляется блоком управления двигателя. Получая данные с датчиков о частоте вращения коленвала, нагрузке двигателя, температуре охлаждающей жидкости, а также о мгновенном положении коленчатого и распределительных валов, ЭБУ выдает сигнал на электрогидравлические распределители. Распределители открывают соответствующие каналы подвода масла, расположенные в корпусе механизма газораспределения. Масло из системы смазки двигателя поступает в гидроуправляемые муфты, которые поворачивают распределительные валы.

На режиме холостого хода впускной вал поворачивается таким образом, чтобы обеспечить более позднее открытие и соответственно более позднее закрытие впускных клапанов, а выпускной вал поворачивается так, что выпускной клапан закрывается задолго до прихода поршня в ВМТ. В результате количество отработанных газов в смеси снижается до минимума, что благоприятствует стабилизации сгорания в цилиндрах двигателя и повышению равномерности его работы на данном режиме.

Для достижения максимальной мощности при высокой частоте вращения вала двигателя производится задержка открытия выпускных клапанов. Благодаря этому увеличивается продолжительность давления газов на поршень на такте рабочего хода. Впускной клапан открывается после ВМТ и закрывается относительно поздно после НМТ. При этом динамические процессы во впускной системе используются для получения эффекта дозарядки цилиндров и соответствующего увеличения мощности двигателя.

Для получения максимального крутящего момента необходимо обеспечить возможно больший коэффициент наполнения цилиндров. Для этого необходимо раньше открывать и соответственно закрывать впускные клапаны, чтобы не допустить обратный выброс смеси из цилиндров во впускной трубопровод. При этом выпускные клапаны закрываются с небольшим опережением до ВМТ. Более подробно с работой системы VVT можно ознакомиться здесь (формат PDF).

Подобные системы устанавливают в своих двигателях Renault (VCP), BMW (VANOS/Double VANOS), Toyota (VVT-i), Honda (VTC). Некоторые из них используют фазовращатели только на впускном распредвалу, некоторые, как и VVT – на обоих. Недостатком подобных систем является то, что они способны только сдвигать фазы в ту или другую сторону, но не могут «сужать» или «расширять» их.

Фазовращатель

Фазовращатель включают в электрическую цепь для внесения в нее фазового сдвига, значение которого известно. Фазовращатели выполняются с плавной или скачкообразной регулировкой. Они снабжаются шкалами, градуированными в градусах. Конструкция фазовращателя определяется диапазоном частот, для которого он предназначен.
 

Фазовращатель был выполнен в виде двойной U-об-разной раздвижной симметричной линии.
 

Фазовращатель имеет передаточную функцию вида К ( s) ( Ь0 — tis) / ( a0 4 — GJS), причем должны выполняться условия Ь0 а0 и bi аг. Следовательно, при синтезе звена на ОУ используют инвертирующий и неинвертирующий входы.
 

Фазовращатели находят широкое применение для регулирования скорости исполнительных двигателей постоянного тока, питаемых от ионных приборов. В качестве фазовращателей используются фазовращающие мосты, индукционные фазовращатели ж др. В фазовращающем мосте вращение фазы осуществляется посредством изменения величины активного г или реактивного х сопротивлений, включенных в плечи фазового моста. В индукционном фазовращателе вращение фазы осуществляется путем поворота ротора.
 

Фазовращатели широко применяют для регулирования скорости двигателей исполнительных механизмов, питаемых от ионных приборов. В качестве фазовращателей служат фазовращаю-щие мосты и индукционные фазовращатели.
 

Фазовращатель обеспечивает сдвиг фазы опорного колебания на 90, а с помощью коммутатора фазы осуществляется коммутация фазы на 180 от строки к строке. Коммутатор фазы управляется с помощью генератора коммутирующих импульсов. Правильная последовательность коммутации задается схемой опознавания.
 

Фазовращатели широко применяют для регулирования скорости двигателей исполнительных механизмов, питаемых от ионных приборов.
 

Фазовращатель с диэлектрической пластиной ( рис. 8.17) состоит из отрезка волновода и диэлектрической пластины, которая устанавливается в нем параллельно поперечной составляющей электрического поля. Уменьшение фазовой скорости волны, обусловленное расположением пластины в поле, приводит к фаэовому сдвигу волны на выходе фазовращателя. При волне типа / / ю в прямоугольном волноводе наибольшее замедление будет иметь место, когда пластина будет в районе середины широкой стенки. Пластина на концах имеет срезы для уменьшения отражений. Фазовращатель должен иметь механизм перемещения и отсчета положения.
 

Фазовращатели в ИАМ могут быть выполнены ферритовыми, так как в щелевой и компланарной линиях существуют области эллиптически поляризованного поля.
 

Фазовращатели обычно выбирают с тремя разрядами, что создает достаточно высокий уровень коммутационных лепестков в ДН. Для понижения уровня коммутационных лепестков целесообразно использовать четырехразрядный фазовращатель, который обладает несколько большими вносимыми потерями по сравнению с трехразрядными фазовращателями. Однако основным недостатком четырехразрядного фазовращателя является требование дополнительной площади для его размещения, возрастание мощности потребления на управление.
 

Фазовращатель, схема которого приведена на рис 44, а, подключается к источнику переменного напряжения 220sin3l4 /, В.
 

Фазовращатель, схема которого приведена на рис 44, а, подключается к источнику переменного напряжения M 220sin314 /, В.
 

Фазовращатели — это пассивные всепропускающие цепи, имеющие неминимально-фазовые передаточные функции.
 

Honda VTEC, Toyota VVTL-i, Mitsubishi MIVEC, Kia CVVL

Чтобы дополнительно регулировать поднятие клапана, были созданы еще более продвинутые системы, но родоначальницей была компания HONDA, со своим мотором VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control). Суть в том, что кроме изменения фаз, эта система может больше поднимать клапана, тем самым улучшая наполнение цилиндров или отвод отработанных газов. У HONDA сейчас используется уже третье поколение таких моторов, которые впитали в себя сразу обе системы VTC (фазовращатели) и VTEC (поднятие клапана), и сейчас она называется – DOHC i-VTEC.

Система еще более сложная, она имеет продвинутые распредвалы в которых есть совмещенные кулачки. Два обычных по краям, которые нажимают на коромысла в обычном режиме и средний более выдвинутый кулачок (высокопрофильный), который включается и нажимает клапана скажем после 5500 оборотов. Эта конструкция имеется на каждую пару клапанов и коромысел.

Как же работает VTEC? Примерно до 5500 об/мин мотор работает в штатном режиме, используя только систему VTC (то есть крутит фазовращатели). Средний кулачок как бы не замкнут с двумя другими по краям, он просто вращается в пустую. И вот при достижении высоких оборотов, ЭБУ дает приказание на включение системы VTEC, начинает закачиваться масло и специальный штифт выталкивается вперед, это позволяет замкнуть все три «кулачка» сразу, начинает работать самый высокий профиль – теперь именно он давит пару клапанов, на которые рассчитана группа. Таким образом, клапан опускается намного больше, что позволяет дополнительно наполнить цилиндры новой рабочей смесью и отвести больший объем «отработки».

Стоит отметить, что VTEC стоит и на впускном и выпускном валах, это дает реальное преимущество и прирост мощности на высоких оборотах. Прирост примерно в 5 – 7%, это очень хороший показатель.

Стоит отметить, хотя ХОНДА была первой, сейчас похожие системы используются на многих автомобилях, например Toyota (VVTL-i), Mitsubishi (MIVEC), Kia (CVVL). Иногда как например в моторах Kia G4NA, используется лифт клапанов только на одном распредвалу (здесь только на впускном).

НО и у этой конструкции есть свои недостатки, и самый главный это ступенчатое включение в работу, то есть едите до 5000 – 5500 и дальше чувствуете (пятой точкой) включение, иногда как толчок, то есть нет плавности, а хотелось бы!