• VVT gen.I (1991-2001) — ременный привод ГРМ на оба распредвала, механизм ступенчатого изменения фаз с винтовой нарезкой в шкиве впускного распредвала (4A-GE тип’91 silvertop и тип’95 blacktop). • VVT-i gen.II (1995-2004) — ременный привод ГРМ на оба распредвала, механизм плавного изменения фаз с винтовой нарезкой в шкиве впускного распредвала (1JZ-GE тип’96, 2JZ-GE тип’95, 1JZ-GTE тип’00, 3S-GE тип’97). Подвид — Dual VVT-i — с механизмами изменения фаз на обоих распредвалах (3S-GE тип’98). • VVT-i gen.III (1997-2012) — ременный привод ГРМ на один шкив, с шестеренной передачей между распредвалами, механизм изменения фаз с лопастным ротором (1MZ-FE тип’97, 3MZ-FE, 3S-FSE, 1JZ-FSE, 2JZ-FSE, 1G-FE тип’98, 1UZ-FE тип’97, 2UZ-FE тип’05, 3UZ-FE). • VVT-i gen.IV (1997-..) — цепной привод ГРМ на оба распредвала, механизм изменения фаз с лопастным ротором на звездочке впускного распредвала (серии NZ, AZ, ZZ, SZ, KR, 1GR-FE тип’04). • VVTL-i (1999-2005) — подвид 4-го поколения — VVT-i, дополненный системой изменения высоты подъема впускных клапанов (ступенчатой — с использовнием двух кулачков разного профиля) (2ZZ-GE). • DVVT-i (2004-..) — цепной привод ГРМ на оба распредвала, механизм с лопастным ротором на звездочках впускного и выпускного распредвалов (серии AR, ZR, NR, GR, UR, LR). • Valvematic (2007-..) — DVVT, комбинированный с механизмом плавного изменения высоты подъема впускных клапанов (1ZR-FAE, 2ZR-FAE, 3ZR-FAE). • VVT-iE gen.I (2006-..) — цепной привод ГРМ, механизм изменения фаз с электроприводом на впуске и традиционный гидравлический VVT на выпуске (1UR-FSE, 2UR-FSE). • VVT-iE gen.II (2014-..) — цепной привод ГРМ, механизм изменения фаз с электроприводом на впуске и традиционный гидравлический VVT на выпуске (A25, M20A, M15, V35, 1NR-FKE, 2NR-FKE). • VVT-iW (2015-..) — цепной привод ГРМ на оба распредвала, механизм изменения фаз с лопастными роторами на звездочках впускного и выпускного распредвалов, расширенный диапазон регулировки на впуске (6AR-FSE, 8AR-FTS, 8NR-FTS, 2GR-FKS, M15). Большой обзор двигателей Toyota
| ||||||||||
Схема DVVT — как развитие условного 4-го поколения — цепной привод ГРМ на оба распредвала, механизм изменения фаз с лопастными роторами на звездочках впускного и выпускного распредвалов. Применялась на двигателях серий AR, ZR, NR, GR, UR, LR. Система DVVT-i (Dual Variable Valve Timing intelligent) позволяет плавно изменять фазы газораспределения в соответствии с условиями работы двигателя. Это достигается путем поворота распределительных валов впускных и выпускных клапанов относительно звездочек привода в диапазоне 40-60° (по углу поворота коленвала).
Привод VVT На распредвалах установлены приводы VVT с лопастными роторами. При заглушенном двигателе фиксатор удерживает распредвал в положении максимального опережения для обеспечения нормального запуска. В некоторых модификациях может использоваться вспомогательная пружина, которая прикладывает момент в направлении опережения для возврата ротора и надежного срабатывания фиксатора после выключения двигателя.
Опережение. Э/м клапан по сигналу ECM переключается в позицию опережения и сдвигает золотник управляющего клапана. Моторное масло под давлением поступает к ротору со стороны полости опережения, проворачивая его вместе с распредвалом в направлении опережения.
Задержка.
Удержание. ECM рассчитывает необходимый угол опережения в соответствии с условиями движения, и после установки заданного положения переключает управляющий клапан в нейтральную позицию до следующего изменения внешних условий. Режимы работы
Большой обзор двигателей Toyota
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dual-VVT
1 — клапан VVT (выпуск), 2 — клапан VVT (впуск), 3 — датчик положения распредвала (выпуск), 4 — датчик положения распредвала (впуск), 5 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 6 — датчик положения коленвала.
1 — корпус, 2 — ротор, 3 — фиксатор, 4 — звездочка, 5 — распредвал, 6 — возвратная пружина. a — при остановке, b — в работе.
a — пружина, b — втулка, c — золотник, d — к приводу (полость опережения), e — к приводу (полость задержки), f — сброс, g — давление масла.
Э/м клапан по сигналу ECM переключается в позицию задержки и сдвигает золотник управляющего клапана. Моторное масло под давлением поступает к ротору со стороны полости задержки, проворачивая его вместе с распредвалом в направлении задержки.
Предотвращение перекрытия клапанов. Поступление газов на впуск минимально.
Как работает система Toyota VVT-i
Интеллектуальная система изменения фаз газораспределения Toyota (VVT-i) — это система изменения фаз газораспределения (VVT) последнего поколения компании для модуляции и управления двигателем.
Сама VVT была представлена в 1991 году в двигателе 4AGE, который имеет 5 клапанов на цилиндр и двухступенчатую систему фазирования кулачков с гидравлическим управлением, и она быстро распространилась на большую часть линейки двигателей Toyota. Вскоре после этого появился VVT-i, который вышел на рынок в 1996 году, добавив синхронизацию впускных клапанов к фазировке кулачка VVT, что сегодня стало нормой для большей части линейки двигателей Toyota.
Варианты VVT-i включают:
- VVTL-i
- VVT-iE
- Valvematic
- Dual VVT-i
Зачем менять подъемную силу и синхронизацию?
Внедрение VVT в двигатель внутреннего сгорания позволяет более точно контролировать мощность двигателя и может значительно увеличить экономию топлива. Большая часть VVT измеряется при раннем и позднем открытии и закрытии клапана. Например, более позднее закрытие впускных отверстий может привести к снижению насосных потерь в условиях частичной нагрузки, что снижает выбросы оксида азота (NOx) и лишь незначительно влияет на выходной крутящий момент.
Напротив, раннее закрытие впускного клапана имеет тот же эффект при более высоком вакууме, но также улучшает экономию топлива до семи процентов.
Аналогичным образом, раннее открытие впускного клапана снижает большую часть выбросов и улучшает топливную экономичность благодаря увеличению объемного КПД, включенному в этот процесс. При раннем открытии клапан направляет горячий выхлоп через впускной клапан, где он на мгновение охлаждается в коллекторе, прежде чем вернуться в цилиндр при следующем такте. Этот процесс также называется перекрытием клапанов.
Раннее/позднее закрытие выпускного клапана может объединить несколько этих бонусов в одну систему. По мере того как технологии двигателей совершенствуются и становятся менее дорогими, VVT продолжает повышать производительность и экономичность. VVT-i Toyota представляет собой последнее поколение этой технологии в их двигателях и сочетает в себе несколько аспектов управления клапанами.
Как работает VVT
Чтобы понять, как работает VVT-i, нам сначала нужно взглянуть на лежащую в его основе технологию.
В двух словах, VVT изменяет момент подъема клапана, чтобы улучшить производительность и экономичность в конкретных дорожных ситуациях, обычно определяемых диапазоном оборотов. Идея, лежащая в основе VVT, существует уже почти два столетия, сначала она была представлена в грубой форме в паровых двигателях, а затем стала распространенной в самолетах, а затем в автомобилях.
В автомобилестроении используется несколько методов изменения высоты подъема и времени открытия клапанов. Toyota VVT представляет собой систему фазирования кулачка, которая является одной из наиболее распространенных в использовании. В нем используется вариатор с гидравлическим управлением для изменения размера отверстий впускного и выпускного клапанов, что также влияет на продолжительность этих отверстий. В двигателях с двумя верхними распределительными валами это позволяет контролировать синхронизацию каждого открытия (впускного и выпускного) путем простого управления размером кулачка, используемого против толкателей клапанов.
Кулачки кулачка в системе Toyota представлены парами, причем более короткая кулачка находится непосредственно рядом с более высокой кулачкой. Используется двойная система подъемных рычагов, по одному на каждый лепесток. Когда используется более короткий лепесток, подъемник большего лепестка «свободен» (разблокирован), таким образом, не создавая подъемной силы, когда лепесток проходит под ним. При активации этот второй подъемник гидравлически блокируется, и больший лепесток становится диктовкой для кулачкового подъема. Гидравлика управляется скоростью вращения двигателя, при более высоких скоростях активируется более высокий подъем.
Эта базовая технология в сочетании с тем, что Toyota называет «интеллектуальностью», позволяет еще больше повысить производительность.
Как работает VVT-i
Добавляя «интеллектуальную» часть к VVT, VVT-i дополнительно улучшает управление синхронизацией, не только изменяя высоту открытия и закрытия впускного клапана и продолжительность через распределительный вал и толкатели, но и дополнительно контролируя продолжительность за счет изменения вращения самого распределительного вала.
В системе с двойным верхним распределительным валом (DOHC) это позволяет контролировать время перекрытия между закрытием и открытием впускного и выпускного клапанов.
Система работает за счет использования головки с регулируемой скоростью для распределительного вала. Эта головка или шестерня распределительного вала — это место, где система синхронизации (ремень, зубчатая передача или цепь) передает вращательное усилие самому распределительному валу. Головка редуктора представляет собой полую конструкцию, в которой можно повышать или понижать давление масла, чтобы позволить плавающей системе, состоящей из двух частей, ускорять или замедлять вращение головки по отношению к приводу.
Визуализируйте это как полую закрытую шестеренку, внутри которой две звездообразные шестерни расположены одна внутри другой. Внешняя шестерня — это соединение шестерни распределительного вала с приводным ремнем или цепью. Внутренняя шестерня соединяется с самим распределительным валом. Обычно они сцеплены друг с другом, зубчатое колесо против зубчатого колеса и вращаются с одинаковой скоростью.
Однако при подаче масла шестерни можно разъединить, мгновенно изменив их скорость относительно друг друга. Это увеличивает или уменьшает скорость вращения распределительного вала в зависимости от времени привода двигателя. Это, в свою очередь, изменяет продолжительность подъема клапана для управления впуском и выпуском.
Система была очень хорошо принята инженерами и механиками и продемонстрировала заметное улучшение производительности двигателя в различных условиях вождения, а также улучшила экономию топлива во многих автомобилях Toyota на двузначные проценты.
Dual VVT-i
Подобно VVT-i, Dual VVT-i добавляет управление выпускным распределительным валом к управлению впускными клапанами VVT-i. Это встречается в двигателях V6 последнего поколения, начиная с 2GRFE в Avalon 2005 года в США. В настоящее время это наиболее распространенная система VVT, используемая Toyota, которая используется в большинстве двигателей LR, UR, GR, AR и ZR. семьи. Эта система имеет несколько преимуществ, в том числе более быстрый нагрев каталитического нейтрализатора за счет управления выхлопом, сжатие может быть сведено к минимуму для повышения экономичности холостого хода, а синхронизация, разрешенная системой VVT-i, улучшена, чтобы включить больше вариаций благодаря дополнительному контролю синхронизации выхлопа.
.
VVTL-i
Интеллектуальная регулировка фаз газораспределения и подъема — это усовершенствованная версия VVT-i, которая позволяет управлять подъемом клапана одновременно с синхронизацией. В двигателе DOHC это используется с двумя кулачками на цилиндр, которые настроены для использования на низких и высоких оборотах соответственно. Соответствующие лепестки появляются на стороне выпуска, что дает восемь лепестков на цилиндр (четыре клапана). Однако, в отличие от обычной системы VVT, на каждую пару кулачков приходится только один подъемник коромысел, а не два. На коромысле есть скользящий толкатель, установленный с пружиной, который перемещается вверх и вниз по высокому кулачку, не затрагивая рычаг. Тюнинг Тойоты обычно означает, что нижний лепесток воздействует на коромысло при оборотах менее 7000 об/мин, а больший лепесток — при более высоких оборотах. Толкатель толкателя управляется давлением масла, которое задействует скользящий штифт, чтобы заблокировать толкатель и заставить его поднять рычаг при вращении.
Она работает очень похоже на систему Honda VTEC. VVTL-i больше не используется на большинстве рынков из-за его неспособности соответствовать европейским требованиям по выбросам. Он до сих пор используется на Lotus Elise с двигателями 2ZZGE и 1ZZFE.
VVT-iE
Система изменения фаз газораспределения, управляемая электродвигателем, точно такая же, как и Dual VVT-i, за исключением того, что привод с электронным управлением регулирует фазы газораспределения на впуске, а не использует для этого гидравлическое давление. Впуск по-прежнему управляется гидравлически. Этот процесс используется в линейке двигателей Lexus 1UR. Электродвигатель привода работает с той же скоростью, что и распределительный вал, и регулируется вверх или вниз, чтобы изменить время подъема. Это позволяет более точно и быстро контролировать время подъема и продолжительность, но его реализация обходится дороже.
Valvematic
Система Valvematic представляет собой качающуюся конструкцию распределительного вала, которая обеспечивает качательное движение частичному кулачку распределительного вала.
Идея исходит из паровых двигателей и позволяет непрерывно регулировать подъемную силу и продолжительность, хотя они не разделены, как в VVT-i, и остаются пропорциональными, как в стандартных системах VVT. Похожие системы у BMW и Nissan (Valvetronic и VVEL соответственно). Эта система в основном используется в двигателях Toyota без DOHC.
Евгенио,77 • Система изменения фаз газораспределения Toyota. Evolution Условно 4-го поколения. тип — привод ГРМ цепной на оба распредвала, механизм изменения фаз газораспределения с лопастным ротором в звездочке впускного распредвала. Применяется для двигателей серий НЗ, АЗ, ЗЗ, СЗ, КР, 1ГР-ФЭ тип’04. Система VVT-i (Variable Valve Timing — интеллектуальная) позволяет плавно изменять фазы газораспределения в соответствии с условиями работы двигателя.
Привод изменения фаз газораспределения Привод VVT с лопастным ротором устанавливается на впускной распределительный вал. Когда двигатель остановлен, стопорный штифт удерживает ротор в положении максимального замедления для нормального запуска. Для некоторых модификаций используется вспомогательная пружина, которая прикладывает крутящий момент в направлении опережения для возврата ротора и надежной работы блокировки после выключения двигателя.
ECM управляет подачей масла в камеру опережения и замедления с помощью соленоида на основе сигналов датчиков положения распределительного вала. При остановленном двигателе золотник клапана перемещается под действием пружины для обеспечения максимального угла запаздывания.
Аванс . Замедлитель . ECM переключает соленоид в положение замедления и перемещает золотник регулирующего клапана. Моторное масло под давлением подается к ротору в тормозной камере, поворачивая его вместе с распределительным валом в сторону запаздывания. Удерживать . ECM вычисляет целевой угол в соответствии с условиями движения и после достижения заданного положения переводит регулирующий клапан в нейтральное положение до следующего изменения внешних условий. Режимы работы
|
Это достигается поворотом впускного распределительного вала относительно ведущей звездочки в пределах 40-60° (угол поворота коленчатого вала).
ECM переключает соленоид в положение опережения и перемещает золотник управляющего клапана. Моторное масло под давлением подается к ротору в камере опережения, поворачивая его вместе с распределительным валом в направлении опережения.
Минимальное перекрытие клапанов. Минимальное количество выхлопных газов байпас на впуск.