Wat is het VANOS-systeem van BMW, hoe werkt het?

Het VANOS-systeem (Variable Nockenwellen Steuerung) is een belangrijk onderdeel van moderne BMW-motoren, waardoor het mogelijk is om de uitlaatemissies aanzienlijk te verminderen, het brandstofverbruik te verminderen, het motorkoppel bij lage toerentallen en het maximale vermogen bij hoge toerentallen te verhogen. Dit systeem zorgt ervoor dat de motor zo stabiel mogelijk loopt bij stationair toerental, zelfs bij lage temperaturen.

Wat is het Vanos-systeem?

Variabele Nockenwellen Steuerung is Duits voor variabele regeling van motornokkenassen. Dit systeem is uitgevonden door BMW-ingenieurs. VANOS is in wezen een variabel kleptimingsysteem. Zijn eigenaardigheid ligt in het feit dat het in staat is om de positie van de nokkenassen ten opzichte van de krukas te veranderen. Zo worden de fasen van het gasdistributiemechanisme (GRM) gereguleerd. Deze aanpassing kan worden gemaakt van 6 graden vooruit tot 6 graden vertraagd vanaf het bovenste dode punt.

Het apparaat en de belangrijkste elementen van Vanos

Het VANOS-systeem bevindt zich tussen de nokkenas en het aandrijftandwiel. Het ontwerp is relatief eenvoudig. Het belangrijkste onderdeel van het systeem zijn zuigers die de positie van de nokkenassen veranderen, waardoor de kleptiming verandert. Deze zuigers werken samen met de nokkenastandwielen via een getande as die is verbonden met de zuiger. Deze zuigers worden aangedreven door oliedruk.

Het apparaat bevat een speciale magneetklep, waarvan de werking wordt geregeld door een elektronische regeleenheid (ECU). Informatie van de nokkenaspositiesensoren wordt als invoer genomen. Deze sensor bepaalt de actuele hoekpositie van de assen. De ontvangen gegevens worden vervolgens naar de ECU gestuurd om de verkregen waarde met een bepaalde hoek te vergelijken.

Door deze veranderingen in de positie van de nokkenassen verandert de kleptiming. Hierdoor gaan de kleppen iets eerder open dan zou moeten, of iets later dan in de uitgangspositie van de assen.

Hoe het systeem werkt

BMW gebruikt momenteel de VANOS-technologie (variabele nokkenasregeling) van de vierde generatie in zijn motoren. Opgemerkt moet worden dat de eerste generatie van deze technologie Single VANOS heette. Daarin werd alleen de inlaatnokkenas geregeld en werden de uitlaatfasen stapsgewijs (discreet) gewijzigd.

De essentie van de werking van een dergelijk systeem was als volgt. De stand van de inlaatnokkenas is gecorrigeerd op basis van gegevens van de motortoerentalsensor en de stand van het gaspedaal. Als er een lichte belasting (laag toerental) op de motor werd uitgeoefend, begonnen de inlaatkleppen later open te gaan, waardoor de motor soepeler liep.

Het vroegtijdig openen van de inlaatkleppen bij middelhoge motortoerentallen verhoogt het koppel en verbetert de uitlaatgascirculatie in de verbrandingskamer, waardoor het brandstofverbruik en de totale emissies worden verlaagd. Bij hoge motortoerentallen gaan de inlaatkleppen later open, wat resulteert in maximaal vermogen. In de eerste minuten na het starten van de motor activeert het systeem een ​​speciale modus, waarbij het belangrijkste is om de opwarmtijd te minimaliseren.

Nu wordt de zogenaamde Double Vanos (Double Vanos) gebruikt. In tegenstelling tot het "Single"-systeem regelt het dubbele de werking van de in- en uitlaatnokkenassen en is hun controle soepeler. Door het gebruik van een vernieuwd systeem was het mogelijk om het koppel en het motorvermogen over het hele toerenbereik aanzienlijk te verhogen. Bovendien kan volgens het BiVanos-schema een klein deel van de uitlaatgassen opnieuw worden verbrand in de verbrandingskamer, wat dienovereenkomstig leidt tot een toename van de milieuvriendelijkheid van de motor.

Nu gebruiken alle auto's van het Duitse merk het vierde generatie Vanos-systeem. Het belangrijkste kenmerk van deze versie is dat deze Vanos-versnellingen gebruikt voor de inlaat- en uitlaatnokkenassen. BMW-ingenieurs hebben het systeem compacter gemaakt: nu bevindt de hele actuator zich in de distributietandwielen zelf. Welnu, over het algemeen is de vierde generatie van het systeem fundamenteel vergelijkbaar met Single Vanos.

Voor- en nadelen van Vanos

Met al hun onmiskenbare voordelen: hoger motorkoppel bij lage toerentallen, stabilisatie van de motor bij stationair toerental, hoog brandstofverbruik en hoge milieuvriendelijkheid, hebben VANOS-systemen ook nadelen. Ze is niet betrouwbaar genoeg.

De belangrijkste storingen van Vanos

• Vernietiging van afdichtringen. Dit zijn oliezuigerveren die de positie van de nokkenassen regelen. Door vele factoren: hoge en lage temperaturen, verschillende schadelijke stoffen die het rubber (het materiaal waarvan de ringen zijn gemaakt) binnendringen, begint het uiteindelijk zijn elastische eigenschappen te verliezen en te barsten. Daarom verdwijnt de strakheid in het mechanisme.
• Versleten ringen en lagers. Het ontwerp van oliezuigers omvat metalen lagers en ringen. Na verloop van tijd beginnen ze te vervormen, omdat ze aanvankelijk een lage veiligheidsmarge hebben. Om te bepalen of een lager (of ring) moet worden vervangen in een VANOS-systeem, moet u luisteren naar hoe de motor loopt. Als het lager of de ring versleten is, is er een onaangenaam, metaalachtig geluid hoorbaar.
• Spaanders en vuil op flenzen en zuigers. Dit is de zogenaamde vervorming van metalen onderdelen. Het kan worden veroorzaakt door een nogal agressieve rijstijl, olie / benzine van lage kwaliteit en hoge kilometerstand. Inkepingen en krassen verschijnen op het oppervlak van oliezuigers of gasnokkenassen. Het resultaat is verlies van vermogen/koppel, onstabiel stationair draaien van de motor.

Als de motor van de auto stationair begint te trillen, merkt u een vrij zwakke acceleratie over het hele toerenbereik, is er een toename van het brandstofverbruik, ratelende geluiden tijdens het draaien van de motor, hoogstwaarschijnlijk heeft de VANOS dringend aandacht nodig. Problemen met het starten van de motor, bougies en stoten zijn een duidelijk teken van slechte systeemprestaties.

Ondanks de onbetrouwbaarheid is de ontwikkeling van de Beierse ingenieurs erg nuttig. Door het gebruik van VANOS worden verbeterde motorprestaties, zuinigheid en milieuvriendelijkheid bereikt. Vanos egaliseert ook de koppelcurve over het gehele bedrijfsbereik van de motor.