Vvt-i: что это за система на toyota

Развитие технологии VVT-i: что ещё придумали японцы?

Есть и другие разновидности этой технологии. Так, к примеру, Dual VVT-i управляет работой не только распредвала впускных клапанов, но и выпускных.

Это позволило достичь ещё более высоких параметров двигателей. Дальнейшее развитие идеи получило название VVT-iE.

Здесь уже инженеры Toyota полностью отказались от гидравлического способа управления положением распредвала, который имел ряд недостатков, ведь для поворота вала необходимо было, чтобы давление масла поднялось до определённого уровня.

Устранить данный недостаток удалось благодаря электромоторам – теперь они поворачивают валы. Вот так вот.

Спасибо за внимание, теперь вы сами можете ответить кому угодно на вопрос «VVT-i Toyota что это такое и как оно работает». Не забывайте подписываться на наш блог и до новых встреч!

Не забывайте подписываться на наш блог и до новых встреч!

Ну вот я и оказался за рулем своей первой Тоёты

! Как в своё время оказался за рулем своей первой и второй окушки, старенькой 1998 годамазды 323 (слепоглазки), новогоАкцента , свеженькогоВаза 1114… Ну и конечно сразу ощутил разницу между качеством очень старого японского, нового корейского и нашего отеч. автомобиля и сравнительно молодой японочки. Автоматическую коробку тоже до селе не эксплуатировал.

Авто досталась мне от родителей. Не хотел сначала брать авто, за рулем которого в нашем городе ездит очень много девушек. Да и цвет мне не нравился — серебристый… Да ещё и хэтч. Мне всегда нравились седаны. В общем оставив при себе свои претензии к авто, заглаженные очень приятной ценой на него, я купил-таки.

И уже через несколько дней виновато смотрел на свою японку: «как я мог думать о тебе такое, дорогая?» Серебристый цвет оказался очень практичным. Особенно после черного Хёндай Анкцента, когда после поездки от автомойки до стоянки машина сразу же покрывалась видимым слоем пыли. В каких только переулках я на ней не разворачивался, когда со свиданий девушек отвозил. На седанах это было бы сделать тяжелей!

АКПП просто сказка. Раньше боялся как огня (стереотипы). Двигатель шустрый, динамика отличная. А если нажать заветную кнопочку (она кажется отвечает за режим экономии топлива) то вообще «жарит» машинка айда ушёл! Ну и кушает в таком режиме прилично. До 17 литриков. Если ездит спокойно — в 8ку можно уложиться. Подвеска только немного расстроила. Жестко. Но оправдано отменной управляемостью. В повороты входит почти без крена. (Опять вспоминаю Акцент. При повороте сильный крен и снос задницы обеспечен. Но мягче на ходу — это да…)

Но машинку мне продали с проблемой. Не могли долго разобраться, почему чем сильней мороз — тем ей трудней завестись. Официальные дилеры мутозили меня и мою японку раза 4. Оставляя на ночь, меняя блоки сигнализации, релюшки… Бесполезно. Пока не поменяли всё зажигание по гарантии. Просто предыдущий хозяин частенько передерживал ключ зажигания, когда машина уже завелась.

Проездил на Тоёте около 15 000. Прошел ТО с опозданием в 5000. Поставили диагноз: замена зальника, передних тормозных дисков, задник накладок и ремня ГРМ. На всё про всё 18000р. Всё оригинал. Если честно, даже не жалко тратить на такую машину. Не сказать, конечно, что я каждое утро как Ромео к Джульете бегу к Короллине, но удовольствие от вождения и чуство надежности не отнять, однозначно. На Акценте вечно менял подшипники сцепления и тормозные колодки с завидным постоянством.

Кстати, в новой Королле понравилась более мягкая подвеска и шумоизоляция. А вот отделка салона разочаровала. Интересно прокатится на Аурисе.

Двигатель Тойота Королла 1.6

литра является одним из самых популярных и удачных движков на Toyota Corolla. Модель мотора по внутренней классификации производителя — 1ZR-FE. Это бензиновый атмосферник, 4-цилиндровый, 16 клапанный мотор с цепным приводом ГРМ и алюминиевым блоком цилиндров. Конструкторы Тойота постарались сделать так, что бы потребитель вообще не заглядывал под капот. Моторесурс и надежность силового агрегата очень приличные. Тут главное вовремя менять масло и лить качественное топливо.

Конструкция системы VVT-i

Исполнительный механизм VVT-i установлен на распределительном валу впускных клапанов — корпус привода соединен с ведомой звездочкой вала впускных клапанов, ротор — с валом.

Масло подводится с одной или другой стороны каждого из лепестков ротора, заставляя его и сам вал поворачиваться. Если двигатель заглушён, то устанавливается максимальный угол задержки (то есть угол, соответствующий наиболее позднему открытию и закрытию впускных клапанов).

Чтобы сразу после запуска, когда давление в масляной магистрали еще недостаточно для эффективного управления WT-i, не возникало ударов в механизме, ротор соединяется с корпусом стопорным штифтом (затем штифт отжимается давлением масла)

Управление VVT-i осуществляется при помощи клапана VVT-i (OCV — Oil Control Valve)

По сигналу блока управления электромагнит через плунжер перемещает основной золотник, перепуская масло в том или ином направлении. Когда двигатель заглушён, золотник перемещается пружиной таким образом, чтобы установился максимальный угол задержки.

1 — пружина, 2 — слив, 3 — подвод масла, 4 — золотник, 5 — разъем, 6 — плунжер,

7 — обмотка, 8 — к шкиву (задержка), 9 — к шкиву (опережение), 10 — корпус

Как двигают фазы

У разных производителей существуют различные конструкции таких систем. Одни изменяют время подъема клапанов, другие – высоту подъема, а третьи – и то, и другое. Системы изменения фаз могут устанавливаться только для впускных клапанов или и для впускных, и для выпускных. В настоящее время используется три способа изменения фаз газораспределения.

• Первый способ – поворот распредвала по ходу вращения с ростом оборотов двигателя. Таким образом, обеспечивается более раннее открытие клапанов. Основная деталь таких систем – фазовращатель (другое название – гидроуправляемая муфта). Он представляет собой ротор, смонтированный в шкиве распредвала, между которыми есть полости. Эти полости по сигналу контроллера двигателя через электромагнитный клапан заполняются маслом, что приводит к повороту распредвала. Угол поворота зависит от того, какая именно полость заполнена. Фазовращатель в большинстве случаев устанавливается только на впускной распредвал, на некоторых системах – и на выпускной. Описанный способ используется в системах VANOS и Double VANOS от BMW, VVT-i и Dual VVT-i(Variable Valve Timing with intelligence) от Toyota, VVT(Variable Valve Timing) от Volkswagen, VTC(Variable Timing Control) от Honda, CVVT(Continuous Variable Valve Timing) от Hyundai, Kia, Volvo, General Motors, VCP(Variable Cam Phases) от Renault.
• Второй способ – применение кулачков разного профиля на разных режимах работы. На малых оборотах используются кулачки, обеспечивающие «узкие» фазы, то есть малые высоту подъема и время открытия клапанов. С ростом оборотов по команде блока управления происходит переключение на «широкофазные» кулачки. Таким образом, фазы меняются ступенчато, а не плавно, как в предыдущей системе. Зато, кроме фаз, регулируется и высота подъема клапана. Разнопрофильные кулачки используют в своих системах: VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control) от Honda, VVTL-i (Variable Valve Timing and Lift with intelligence) от Toyota, MIVEC (Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control) от Mitsubishi.
• Третья, самая совершенная группа систем, плавно регулирует высоту подъема клапанов. Главное достоинство таких систем в том, что они позволяют отказаться от дроссельной заслонки на впуске. Тем самым существенно снижаются насосные потери и расход топлива. Впервые такая система под названием Valvetroniс была применена BMW. В ней между распредвалом и клапаном расположен дополнительный рычаг, один конец которого давит на коромысло клапана, а второй соединен с эксцентриковым валом. Проворачивая этот вал с помощью электромотора, система управления тем самым меняет наклон рычага и его плечо. Увеличение плеча приводит к увеличению подъема клапана и количества воздуха, попадающего в цилиндры. Высота подъема регулируется в пределах от 0,5 до 12 мм.

Вслед за BMW аналогичные системы создали Valvematic от Toyota, VEL (Variable Valve Event and Lift System) от Nissan, MultiAir от Fiat, VTI (Variable Valve and Timing Injection) от Peugeot.

В системе MultiAir используется один распредвал, который приводит и впускные, и выпускные клапана. Но если выпускные клапана механически управляются кулачками, то на впускные воздействие от кулачков передается через специальную электрогидравлическую систему. Именно в ней и состоит новизна. Впускные кулачки нажимают на поршни, а те через электромагнитный клапан передают усилие на рабочие гидроцилиндры, которые уже воздействуют на впускные клапана. Главный узел – именно клапан, регулирующий давление в системе. Он имеет только два положения: открыт-закрыт. Если он открыт, давление в системе отсутствует, и усилие на клапан не передается. Поэтому, управляя моментом и длительностью открытия электромагнитного клапана за то время, пока кулачок воздействует на поршенек, можно добиться любого алгоритма открытия впускных клапанов. А значит, ширину фаз можно плавно регулировать от 0 до 100%. Максимальная ширина фазы определяется профилем впускного кулачка распредвала.

А какое отношение все вышеописанное имеет к экологии? Системы изменения фаз газораспределения, оптимизируя процесс сгорания топлива, тем самым снижают его расход, а, значит и количество вредных выбросов.

Возможные причины неисправности клапана

Основных причин неисправностей клапана не так уж и много. Можно выделить две, которые встречаются особенно часто. Так, VVTI-клапан может выходить из строя по причине того, что есть обрывы в катушке. В данном случае элемент не сможет верно реагировать на передачи напряжения. Диагностика неисправности легко осуществляется при помощи проверки измерения сопротивления обмотки катушки датчика.

Вторая причина, по которой клапан VVTI (Toyota) работает неправильно или же не работает вообще — это заедания в штоке. Причиной таких заеданий может быть банальная грязь, которая со временем скопилась в канале. Также возможно, деформирована уплотняющая резинка внутри клапана. В этом случае восстановить механизм очень просто — достаточно очистить грязь оттуда. Это можно сделать с помощью отмачивания или вымачивания элемента в специальных жидкостях.

Что такое Двигателя VVT-i

Эта система обеспечивает оптимальный момент впуска в каждом цилиндре для данных конкретных условий работы двигателя. VVT-i практически устраняет традиционный компромисс между большим крутящим моментом на низких оборотах и большой мощностью на высоких. Также VVT-i обеспечивает большую экономию топлива и настолько эффективно снижает выбросы вредных продуктов сгорания, что отпадает необходимость в системе рециркуляции выхлопных газов.

Двигатели VVT-i устанавливаются на всех современных автомобилях Toyota. Аналогичные системы разрабатываются и применяются рядом других производителей (например, система VTEC от Honda Motors). Система VVT-i разработки Toyota заменяет предыдущую систему VVT (2-ступенчатая система управления с гидравлическим приводом), используемую с 1991 г. на 20-клапанных двигателях 4A-GE. VVT-i используется с 1996 г. и управляет моментом открытия и закрытия впускных клапанов путем изменения передачи между приводом распредвала (ремнем, шестерней или цепью) и собственно распредвалом. Для управления положением распредвала используется гидравлический привод (двигательное масло под давлением).

В 1998 г. появился Dual («двойной») VVT-i, управляющий и впускными, и выпускными клапанами (впервые устанавливался на двигателе 3S-GE на RS200 Altezza). Также двойной VVT-i используется на новых V-образных двигателях Toyota, например, на 3,5-литровом V6 2GR-FE. Такой двигатель устанавливается на Avalon, RAV4 и Camry в Европе и Америке, на Aurion в Австралии и на различных моделях в Японии, в т. ч. Estima. Двойной VVT-i будет использоваться в будущих двигателях Toyota, в том числе новом 4-цилиндровом двигателе для нового поколения Corolla. Кроме того, двойной VVT-i используется в двигателе D-4S 2GR-FSE на Lexus GS450h.

За счет изменения момента открытия клапанов пуск и стоп двигателя практически незаметны, т. к. компрессия минимальна, а катализатор очень быстро нагревается до рабочей температуры, что резко снижает вредные выбросы в атмосферу. VVTL-i (расшифровывается как Variable Valve Timing and Lift with intelligence) Основанная на VVT-i, система VVTL-i использует распредвал, обеспечивающий также регулирование величины открытия каждого клапана при работе двигателя на высоких оборотах. Это позволяет обеспечить не только более высокие обороты и большую мощность двигателя, но и оптимальный момент открытия каждого клапана, что приводит к экономии топлива.

Система разработана при сотрудничестве с компанией Yamaha. Двигатели VVTL-i устанавливаются на современных спортивных автомобилях Toyota, таких как Celica 190 (GTS). В 1998 г. Toyota начала предлагать новую технологию VVTL-i для двухраспредвального 16-клапанного двигателя 2ZZ-GE (один распредвал управляет впускными, а другой выпускными клапанами). На каждом распредвале имеется по два кулачка на цилиндр: один для низких оборотов, а другой для высоких (с большим открытием). На каждом цилиндре – два впускных и два выпускных клапана, и каждая пара клапанов приводится в движение одним качающимся рычагом, на который воздействует кулачок распредвала. На каждом рычаге есть подпружиненный скользящий толкатель (пружина позволяет толкателю свободно скользить по «высокооборотному» кулачку, не воздействуя при этом на клапаны). Когда частота вращения вала двигателя ниже 6000 об./м, на качающийся рычаг воздействует «низкооборотный кулачок» через обычный роликовый толкатель (см. рис.). Когда же частота превышает 6000 об./м, компьютер управления двигателем открывает клапан, и давление масла сдвигает шпильку под каждым скользящим толкателем. Шпилька подпирает скользящий толкатель, в результате чего он уже не движется свободно на своей пружине, а начинает передавать качающемуся рычагу воздействие от «высокооборотного» кулачка, и клапаны открываются больше и на большее время.

Особенности работы дроссельной заслонки

Дроссельная заслонка регулирует количества воздуха, которое поступает в двигатель при его работе. Чем сильнее она открывается, тем больше воздуха направляется в силовой агрегат. Таким образом регулируется частота оборотов коленчатого вала. При открывании заслонки обороты возрастают.

Холостой ход на двигателе 1nz fe поддерживается специальным клапаном, который служит для пропускания воздуха в силовой агрегат в обход дроссельной заслонки. Засорение механизма может привести к неустойчивой работе двигателя на холостом ходу, а также к заметным вибрациям. При работе мотора во впускной тракт поступают картерные газы и пылевые частички, сумевшие просочиться через воздушный фильтр. Они смешиваются друг с другом, образуя маслянистую консистенцию. Она постепенно откладывается во впускном тракте и на стенках дроссельной заслонки 1nz fe. В результате серьезно снижается пропускная способность.

Как узнать, что требуется чистка? Для этого необходимо проводить профилактический осмотр хотя бы один раз в тридцать тысяч километров. Снятия воздуховода до заслонки может оказаться недостаточно. Дело в том, что отложения, как правило, скапливаются на обратной стороне дроссельной заслонки 1nz fe. Именно поэтому требуется ее полностью открыть.

Что такое VVT-i на Toyota

Для начала вспомним, как работает газораспределение на обычных двигателях. На фазе впуска цилиндр через открывшийся впускной клапан наполняется воздушно-топливной смесью, после чего наступает фаза её сжатия поршнем. В фазе рабочего хода смесь воспламеняется, в фазе выпуска — удаляется из цилиндра через открывшийся выпускной клапан. В теории — довольно просто, но на практике возникает ряд проблем.

Так, автомобилисты хотят больше мощности, экономичности и экологичности одновременно, но эти желания противоречат друг другу. Ведь для наращивания мощности нужно дольше держать открытым впускной клапан, чтобы цилиндр получил больше топливной смеси. При этом закономерно падает экономичность и чистота выхлопа. Найти золотую середину очень трудно из-за того, что условия работы двигателя постоянно меняются.

Есть и более прозаическая проблема — фазы газораспределения отрабатывают не мгновенно, а с некоторой задержкой. Например, между открытием впускного клапана и впуском топливной смеси проходит некоторое, хоть и довольно малое, время. И задержки эти меняются в зависимости от оборотов и прочих факторов. Сделать в таких условиях фиксированную высокоэффективную настройку газораспределения практически невозможно.

Поэтому Toyota в 1996 году внедрила в свои двигатели VVT-i — интеллектуальную систему газораспределения, которая регулирует настройки фаз на ходу, в зависимости от текущих условий работы двигателя. VVT-i первого поколения позволил добиться ощутимых улучшений:

• мощность и крутящий момент выросли на 10% в среднем;
• расход топлива в городском цикле снизился на 6-8 процентов;
• концентрация оксида азота в выхлопе упала на 40%;
• улучшилось поведение автомобиля на низких оборотах;
• более эффективное использование турбонаддува.

Двигатель 1UZ-FE [ править | править код ]

1UZ-FE non VVT-i (1989—1997 гг.)

Базовая версия двигателя серии UZ дебютировал в августе 1989 году на автомобиле Toyota Crown серии S130, а в октябре 1989 года на Lexus LS (Toyota Celsior) первой серии (UCF10). В скором времени он появился на целом ряде других моделей Toyota и Lexus.

Согласно системе маркировки Toyota, двигатель получил обозначение 1UZ-FE. В обозначении первая цифра обозначает поколение (1 — первое поколение), буквы за цифрой — семейство (UZ), оставшиеся буквы — исполнение (F — клапанный механизм DOHC с «экономичными» узкими фазами, E — впрыск топлива с электронным управлением).

V-образный двигатель с углом развала 90° имеет диаметр цилиндра 87,5 мм, а ход поршня 82,5 мм. Межцилиндровое расстояние блока цилиндров — 4.15″ (105.41мм), длина шатуна 146 мм. Коленчатый вал имеет пять коренных подшипников скольжения, распределительные валы и помпа приводятся в движение зубчатым ремнём. Коленчатый вал, так же, как и шатуны изготовлен из стали. Поршни выполнены из специального сплава алюминия и кремния. Гидрокомпенсаторы зазора клапанов отсутствуют, зазор регулируется шайбами.

Система зажигания бесконтактная, с двумя катушками и двумя распределителями зажигания.

В стоковой версии двигателя степень сжатия составила 10:1, мощность 245 л.с., крутящий момент 353 Н·м. Двигатель агрегатировался только с четырёхступенчатой автоматической коробкой передач Aisin серии A-340

В августе 1994 года с конвейера стал сходить несколько доработанный двигатель. Были облегчены шатуны (прежние — 628 г, облегчённые — 581 г), увеличилась степень сжатия до 10,4. Эти доработки позволили поднять мощность до 261 л.с., а крутящий момент до 363 Н·м.

1UZ-FE VVT-i (1997—2002 гг.)

В июле 1997 стал выпускаться обновлённый 1UZ-FE. Двигатель получил фирменную систему изменения фаз газораспределения Toyota VVT-i («Variable Valve Timing with intelligence»), степень сжатия увеличилась до 10,5. Система зажигания была модернизирована: вместо распределителей зажигания установлены датчики Холла, применены индивидуальные катушки зажигания.

Эти серьёзные изменения подняли мощность до 280 л.с., а крутящий момент до 407 Н·м. После небольшой настройки блока управления, двигатель, установленный на Lexus GS400, показал 300 л.с. и 420 Н·м. Двигатель агрегатировался с новым «умным» пятиступенчатым автоматом.

1UZ-FE с системой VVT-i входил в десятку лучших двигателей по версии «Ward’s AutoWorld magazin» с 1998 по 2000 год.

Принцип работы

Основным управляющим устройством является муфта VVT-i. Изначально фазы открытия клапанов спроектированы для хорошей тяги на низких оборотах. После того, как обороты значительно увеличиваются, а вместе с этим увеличивается давление масла, которое открывает клапан VVT-i. После того как клапан открыт, распределительный вал поворачивается на определенный угол относительно шкива. Кулачки имеют определенную форму и при повороте коленчатого вала открывают впускные клапана немного раньше, а закрывают позже, что благоприятно сказывается на увеличении мощности и крутящего момента на высоких оборотах.

При работе системы изменяется положение впускного вала относительно звездочки и относительно ВМТ и выпускного вала. 

Диаграмма работы VVT-i 1NZ-FE

Верхняя точка — TDC, она же ВМТ — верхняя мертвая точка.

Нижняя точка BDC она же НМТ — нижняя мертвая точка

Черной стрелкой обозначено открытие выпускного клапана — открывается он за 42 градуса до НМТ во время горения ТВС, закрывается на 2 градуса позже верхней мертвой точки, во время впуска.

Белая стрелка — впускной клапан. Причем стрелки две, одна соответствует максимально раннему открытию 33 градуса до ВМТ, вторая максимально позднему 7 градусов после ВМТ. В первом случае перекрытие клапанов составляет 35 градусов, во втором перекрытия совсем нет.