0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель vvti 16 valve характеристики

Двигатель vvti 16 valve характеристики

Система переменного газораспределения VVT-i (Variable Valve timing-intelligent) позволяет увеличить крутящий момент и мощность двигателя при одновременном снижении токсичности выхлопных газов и повышении экономичности автомобиля.

Toyota originally introduced the VVT-i (Variable Valve Timing — intelligent) as a revolutionary design that increases engine torque and output while addressing environmental issues. By adjusting the intake valve opening timing according to the engine speed, more oxygen is supplied through the air intake valve as more fuel is injected into the combustion chamber. Power and torque is maximised due to larger scale combustion. This optimised fuel to air ratio ensures the air-fuel mixture is combusted more thoroughly.

The VVT-i portion of the system continuously varies intake valve timing throughout the rev range by hydraulically rotating the camshaft relative to its drive gear. Note that VVT (without the «i») did not do this continuously. The VVL portion of the system incorporating two distinct cam profiles. However, the actual mechanism is quite different. Both cam lobes operate a single wide rocker arm that acts on both intake or both exhaust valves.

A needle-bearing roller on the arm follows the low-rpm, short-duration, low-lift lobe, forcing both valves to open and close on that profile. The roller design and roller bearings on the rocker arm pivot help to minimize valvetrain friction. The high-rpm, higher-duration, longer-lift lobe rubs on a hardened steel slipper follower mounted to the rocker arm with a spring. Even though the high-rpm lobe is pushing down further than the low-rpm lobe, the spring absorbs the extra movement.

At 6000rpm, the ECU sends a signal to an oil control valve at the end of the camshaft that puts oil pressure behind a lock pin in the rocker arm, sliding the pin under the spring-loaded slipper follower, locking it to the rocker arm and forcing the arm to follow the high-rpm cam profile.

VVTL-i (Variable Valve timing and Lift-intelligent)

Изменение синхронизации открытия впускных клапанов позволяет увеличить количества воздуха, поступающего в цилиндры, и, как следствие, количество топлива подаваемого в камеру сгорания. Благодаря этому увеличиваются мощность и вращающий момент двигателя*. Изменение положения шкива распредвала относительно самого вала происходит с помощью перемещаемой шайбы при изменении давления масла подаваемого непосредственно в полость шкива. Управление давлением осуществляет ECM посредством «Oil Control Valve» в зависимости от режима работы двигателя. Масло в шкив подается через отверстие распредвала.

Неисправностям системы VVT (Toyota/Lexus) соответствуют и такие коды неисправности:

— P0010 Camshaft Position ”A” Actuator Circuit (Bank 1) [Camshaft Timing Oil Control Valve (Bank 1)]

— P0011 (old P1349) Camshaft Position ”A” −Timing Over − Advanced or System Performance (Bank 1) [Camshaft Timin g Actuator locked at advance position (Bank 1)]

— P0012 (old P1349) Camshaft Position ”A” −Timing Over− Retarded (Bank 1) [Camshaft Timing Actuator locked at retard position (Bank 1)]

— P0016 (old P0336/P1346) Crankshaft position – camshaft position correlation (Bank 1 Sensor A) / Camshaft position misalignment (Bank 1)

— P0018 (old P1351) Crankshaft position – camshaft position correlation (Bank 2 Sensor A)

— P0020 (old P1663) Camshaft position “A” actuator circuit (Bank 2)

— P0021 (old P1354) Camshaft position “A” – Timing over-advanced or system performance (Bank 2)

— P0022 (old P1354) Camshaft position “A” – Timing over-retarded (Bank 2)

— P1010 (old P1690) OCV for VVTL circuit (Bank 1)

— P1011 (old P1692) OCV for VVTL open malfunction (Bank 1)

— P1012 (old P1693) OCV for VVTL close malfunction (Bank 1)

— P1345 (VVT Sensor/CKP Sensor Circuit Malfunction)

— P1346 (VVT Sensor/CKP Sensor Range/Performance Problem)

— P1349 (VVT System Malfunction)

* For example, 3.0-liter 24-valve DOHC VVT-i V6 is 210-220 hp @5,800 rpm;220 lb.-ft.@4,400 rpm

4.7-liter DOHC 32-valve i-FORCE V8 — 240 hp @4,800 rpm;315 lb.-ft.@3,400 rpm

3.3-liter DOHC 24-valve VVT-i V6 230 hp @5,800 rpm, 242 lb.-ft.@4,400 rpm

VVT-i Controller (Helical Type)

VVT-i Actuator (Vane Type)

Based on the VVT-i syst em, the Variable Valve Timing with Lift — intelligent (VVTL-i) system has adopted a cam changeover mechanism that changes the amount of lift and duration of the intake and exhaust valves while the engine is operating at high speeds. In addition to achieving higher engine speeds and higher outputs, this system enables the valve timing to be optimally set, resulting in improved fuel economy.

When the engine is operating in the low-to-mid-speed range, the low/medium-speed cam lobes of the camshafts operate to move the two valves via the rocker arms. Then, when the engine is operating in the high-speed range, the signals from the sensors cause the ECM to change the hydraulic passage of the oil control valve, thus changing to the high-speed cam lobes. Now, the lift and the duration of the intake and exhaust valves increases, allowing a greater volume of the air/fuel mixture to enter the cylinder, and a greater volume of the exhaust gases to leave the cylinder. As a result, the engine produces more power over a wider RPM range.

The construction and the operation of the valve timing control are basically the same as in the VVT-i system.

camshafts, with each connected to its respective rocker arm shaft. Both the intake and exhaust camshafts contain low and medium-speed cams and high-speed cams.

When the engine coolant temperature is higher than 60°C (140°F) and the engine speed is higher than 6000 RPM, this system switches from the low/medium speed cams to the high-speed cams.

When the engine is operating in the low-to-mid-speed range, the oil control valve is open on the drain side so that the oil pressure will not be applied to the cam changeover mechanism. Then, when the engine reaches a high speed, the oil control valve closes on the drain side in order to apply the oil pressure to the high-speed cam of the cam changeover mechanism.

1. The Electronic Control Unit (ECU), which calculates optimum intake valve timing and decide whether or not to operate the cam changeover mechanism based on engine operating conditions.

2. The Oil Control Valve (OCV) for variable valve timing, which controls hydraulic pressure, and in turn the VVT Pulley, under instruction from the ECU.

3. The Oil Control Valve (OCV) for variable valve timing and lift, which controls hydraulic pressure to operate the cam changeover mechanism.

4. The VVT Pulley, which continuously changes the intake valve tim ing using hydraulic pressure.

Effect of Continuous Valve Timing Changes.

Smooth Idle — At idle rpm, valve overlap is eliminated by retarding the camshaft. With the intake valve opening after the exhaust valve has closed, there is no blow back of exhaust gases to the intake side. Now, combustion is more stable because of the clean air/fuel mixture. This allows the engine idle smoothly at a lower rpm and fuel consumption is reduced.

Torque Improvement in Low to Medium Speed Range — In the low to medium speed range with a heavy load, the camshaft is advanced increasing the valve overlap. This has two effects. First, the exhaust gases help pull in the intake mixture. Second, by closing the intake valve early, the air/fuel mixture taken into the cylinder is not discharged.

This improves volumetric efficiency and increases torque (and therefore horsepower) in the low and midrange rpm range. The driver notices a more powerful acceleration.

EGR Effect — VVT-i eliminates the need for an EGR valve. As a result of increasing the valve overlap in which the exhaust and intake valves are both open, the exhaust gas is able to flow to the intake side. Diluting the air/fuel mixture with exhaust gases reduces the combustion temperature and the production of NOx . Also, some of the unburned air/fuel mixture present in the exhaust gas will be burned.

Better Fuel Economy — A VVT-i equipped engine is more efficient and provides better fuel economy from a variety of factors. Without VVT-i, the engine would have to be larger and heavier to produce the same horsepower . Smaller pistons, connecting rods, and crankshaft reduce friction and mechanical losses. A lighter engine improves vehicle fuel economy.

Improved fuel consumption is also realized because of the further reduction in the intake stroke resistance. In the medium-load operation range, when the valve overlap is increased, the vacuum (negative pressure) in the intake manifold is reduced. Now, it takes less energy to move the piston downward on the intake stroke. With the pumping loss reduced during the intake stroke, more en ergy is available to propel the vehicle.

At idle, with no valve overlap, the idle speed is lower improving fuel economy.

Improved Emission Control Performance — In the light-medium load operation range, VVT-i increases the valve overlap creating an internal EGR effect. By opening the intake valve earlier in the exhaust stroke at a lower RPM allows the exhaust gases to push into the intake manifold mixing with the fresh air. The return of exhaust gas into the cylinder lowers the combustion temperature, resulting in NOx reduction. Essentially, VVT-i will increase the valve overlap to obtain the same EGR effect as an engine equipped with an EGR valve. In other words, when an EGR valve on an EGR equipped engine opens is when VVT-i will increase the valve overlap.

Читать еще:  Шум при запуске дизельного двигателя

Another benefit is that HCs are also reduced. Some of the unburned air/fuel mixture from the previous cycle returns to the cylinder for combustion. Finally, C02 is reduced because of the decrease in fuel consumption.

Engine Control Systems I — Course 852 (2004)

Системы изменения фаз газораспределения двигателя

Variable Valve Timing — система изменения фаз газораспределения двигателя (международное название систем такого типа)

ФИКСИРОВАННЫЕ ФАЗЫ

Фазами газораспределения принято называть моменты открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов, выраженные в градусах поворота коленчатого вала относительно ВМТ и НМТ.
В графическом выражении период открытия и закрытия принято показывать диаграммой.

Если мы говорим о фазах, то изменению могут поддаваться:

    • момент начала открытия впускных и выпускных клапанов;
    • продолжительность нахождения в открытом состоянии;
    • высота подъема (величина, на которую опускается клапан).

Пока ещё большинство двигателей имеют фиксированные фазы газораспределения (но тенденция стремительно меняется). Это значит, что описанные выше параметры определяются лишь формой кулачка распределительного вала. Недостаток такого конструктивного решения в том, что рассчитанная конструкторами форма кулачков для работы двигателя будет оптимальной только в узком диапазоне оборотов. Гражданские двигатели проектируются таким образом, чтобы фазы газораспределения соответствовали обычным условиям эксплуатации автомобиля. Ведь если сделать двигатель, который очень хорошо будет ехать «с низов», то на оборотах выше средних крутящий момент, как и пиковая мощность, будет слишком низким. Именно эту проблему решает система изменения фаз газораспределения.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ VVT

Суть работы системы VVT в том, чтобы в реальном времени, ориентируясь на текущий 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.

  • Renault – Variable Cam Phases (VCP).
  • BMWVANOS. 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.
  • Toyota — Variable Valve Timing with intelligence (VVT-i). Как в случае с БМВ, наличие системы на впускном и выпускном распредвалах именуется Dual VVT.
  • Honda — Variable Timing Control (VTC).
  • Volkswagen — выбрал международное название — Variable Valve Timing (VVT).
  • Hyundai, KIA, Volvo, 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, 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.

Первооткрывателями системы изменения фаз газораспределения принято считать инженеров Honda. Они воплотили в модели Integra механизм VTEC, что позволило прибавить 1,6 литровому мотору от 40 до 60 л.с.

СИСТЕМЫ С РАЗНОЙ ФОРМОЙ КУЛАЧКОВ

Такие системы появились первыми — инженеры Honda добавили к двум кулачкам управляющими открытием клапанов еще один — третий. Он имел более высокий профиль.
На низких оборотах работали низкопрофильные кулачки, а на высоких вступал в действие высокий.
Разные автоконцерны вскоре выпустили такие системы газораспределения, но уже под другими названиями:

    • HONDA — Variable Valve Timing and Lift Electronic Control (VTEC). Если на двигателе одновременно используется и VTEC, и VVT, то такая система носит аббревиатуру i-VTEC.
    • BMWVANOS.
    • AUDI — Valvelift System.
    • TOYOTA — Variable Valve Timing and Lift with intelligence от Toyota (VVTL-i).
    • MITSUBISHI — Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control (MIVEC).

ПРИНЦИП РАБОТЫ

Разберем принцип работы VTEC на примере реализации от Honda (остальные системы работают по схожему принципу).

Как вы можете увидеть из схемы, в режиме низких оборотов усилие на клапаны через коромысла передается набеганием двух крайних кулачков. При этом среднее коромысло двигается «вхолостую». При переходе в режим высоких оборотов давлением масла выдвигается запорный шток (блокирующий механизм), который превращает 3 коромысла в единый механизм. Увеличение хода клапанов достигается за счет того, что среднему коромыслу соответствует кулачок распредвала с наибольшим профилем.

Разновидность системы VTEC является конструкция, в которой режимам: низких, средних и высоких оборотов соответствуют разные коромысла и кулачки. На низких оборотах кулачком меньшей формы открывается только один клапан, в режиме средних оборотов два меньших по форме кулачка открывают два клапана, а на больших оборотах уже наибольший кулачок открывает оба клапана (3-stage SOHC VTEC).

К началу 2000 годов большинство автомобилестроителей перешли на простую и надежную систему изменения фаз, где ими управляли не кулачки, а гидравлические механизмы, расположенные в шестернях ремня ГРМ и поворачивавшие распредвал.
Несмотря на то, что, в отличие от систем подобных VTEC, поворот распредвалов не регулирует ширину фаз (ведь клапаны всегда поднимаются на одну и ту же высоту, и длительность их открытия не меняется), у него есть свои преимущества. Точнее, по принципу работы единственное, но ключевое. Эта система изменяет фазы не ступенчато — постоянно.

УСТРОЙСТВО, ПРИНЦИП РАБОТЫ VVT

За угловое смещение распределительного вала отвечает фазовращатель, представляющий собой гидромуфту, работой которой управляет ЭБУ двигателя.

Конструктивно фазовращатель состоит из ротора, который соединен с распредвалом, и корпуса, наружная часть которого является шестерней распределительного вала. Между корпусом гидроуправляемой муфты и ротором находятся полости заполненные маслом. Заполнение их приводит к перемещению ротора, а, следовательно, и смещению распредвала относительно шестерни. В полости масло подается по специальным каналам. Регулировка количества поступающего через каналы масла осуществляется электрогидравлическим распределителем. Распределитель представляет собой обычный электромагнитный клапан, который управляется ЭБУ посредством ШИМ-сигнала. Именно ШИМ-сигнал делает возможным плавное изменение фаз газораспределения.

Система управления, в виде ЭБУ двигателя, использует сигналы следующих датчиков:

    • ДПКВ (рассчитывается частота вращения коленчатого вала);
    • ДПРВ;
    • ДПДЗ;
    • ДМРВ;
    • ДТОЖ.

Очередной виток развития

Ступенчатое изменение продолжительности открытия и высоты подъема клапанов позволяет не только изменять фазы газораспределения, но и практически полностью снять с дроссельной заслонки функцию регулирования нагрузки на двигатель. Речь в первую очередь о системе Valvetronic от BMW. Именно специалисты БМВ впервые добились подобных результатов. Сейчас схожими разработками обладают: Toyota (Valvematic), Nissan (VVEL), Fiat (MultiAir), Peugeot (VTI).

Открытая на небольшой угол дроссельная заслонка создает значительное противодействие движению воздушных потоков. В итоге часть полученной от сгорания топливовоздушной смеси энергии уходит на преодоление насосных потерь, что негативно сказывается на мощности и экономически автомобиля.


1 — Серводвигатель; 2 — Червячный вал; 3 — Возвратная пружина; 4 — Кулисный блок; 5 — Распредвал впускных клапанов; 6 — Рампа; 7 — Гидравлическая система компенсации клапанного зазора (HVA) на стороне впуска; 8 — Впускной клапан; 9 — Выпускной клапан; 10 — Роликовый рычаг толкателя на стороне выпуска; 11 — Гидравлическая система компенсации клапанного зазора (HVA) на стороне выпуска; 12 — Роликовый рычаг толкателя на стороне впуска; 13 — Промежуточный рычаг; 14 — Эксцентриковый вал; 15 — Червячное колесо; 16 — Распредвал выпускных клапанов;

В системе Valvetronic количество поступающего в цилиндры воздуха регулируется степенью подъема и продолжительностью открытия клапанов. Реализовать это получилось при помощи внедрения в конструкцию эксцентрикового вала и промежуточного рычага. Рычаг связан червячной передачей с сервоприводом, управляет которым ЭБУ. Изменения положения промежуточного рычага смещает воздействие коромысла в сторону большего или меньшего открытия клапанов. Более подробно принцип работы показан на видео.

Сочетание фазовращателей на валах, бесступенчатой регулировки хода и длительности открытия клапанов позволяет, по оценкам инженеров, обрести 10–15%-процентное снижение расхода топлива и аналогичную прибавку крутящего момента.

Отказ от ГРМ

Сейчас есть разработки в которых полностью отсутствуют вращающиеся элементы ГРМ: такие как распределительный вал и приводной ремень(цепь), что существенно уменьшает потери на трение. Система электромагнитных соленоидов позволяет управлять работой клапанов. На каждый клапан предусмотрен отдельный соленоид, работу которого контролирует система управления.

Система Valvematic

Проблема управления клапанами в бензиновых двигателях долгое время ставила японские силовые агрегаты на посредственные позиции в гонке технического оснащения среди мировых лидеров производства. Система VVT-I и Dual VVT-I оправдала свои надежды лишь на некоторых типах авто, в частности, на мощных и объемистых двигателях.

Для наиболее популярных агрегатов объемом от 1.6 до 2.0 литров в 2007 году инженеры Toyota разработали новую систему управления клапанов – Valvematic. Система получила широкое распространение на самых популярных бензиновых двигателях Toyota.

Читать еще:  Что такое гидрокомпенсаторы в двигателе 409

Принцип управления системой клапанов

Новая разработка частично решает проблемы с использованием некачественного топлива. Valvematic автоматически подстраивается под стиль вождения и под другие условия, что позволяет ей контролировать не только эффективность работы клапанов, но и безопасность эксплуатации двигателя.

  • бесступенчатое изменение фаз работы клапанов;
  • эффективное и уникальное изменение высоты подъема клапанов (главная особенность);
  • возможность подстраиваться под скорость и условия движения, обеспечивая необходимую мощность двигателя.

С помощью контроля подъема клапанов японцам удалось добиться отличных результатов в эксплуатационных характеристиках двигателей. Но Valvematic не работает с объемистыми двигателями свыше 2 литров. На данный момент Toyota использует технологию на 1.6, 1.8 и 2-литровых бензиновых силовых агрегатах.

Принцип работы системы прост – происходит контроль количества воздуха, который поступает в ДВС в процессе работы. Так изменяется обогащение топливной смеси и регулируется потенциал двигателя в разных ситуациях.

Преимущества технологии

После разработки новой системы управления клапанами Toyota смогла сделать свои моторы более универсальными. Предыдущее поколение бензиновых агрегатов практически на всех седанах и хэтчбеках показало значительные неполадки при эксплуатации в сложных условиях, использовании плохого топлива и так далее.

Двигатель Valvematic обладает следующими вескими преимуществами:

  • снижение расхода топлива в среднем на 10%;
  • значительное увеличение мощности и эластичности работы агрегата;
  • сокращение выброса CO2 на 12% (на примере ДВС 1.6 литра).

Система Valvematic Toyota получила массу положительных отзывов специалистов, ведь инженерам японской корпорации удалось значительно повысить КПД агрегатов, уменьшив при этом их реальный расход топлива.

Есть ли недостатки?

Как у любого технологического новшества, у Valvematic также есть негативные отзывы водителей и экспертов. Одной из причин таких отзывов является посторонний звук в работе двигателя. Этот звук напоминает цоканье плохо настроенных клапанов. Но он проходит после 10-15 тысяч пробега мотора.

Еще одной проблемой для автомобилей с большим пробегом стал контроллер системы, который не подлежит ремонту. Замена его обходится в большую сумму денег, но автомобилям с пробегом до 200 тысяч километров подобная неисправность не грозит.

Подобные недостатки с лихвой перекрываются преимуществами системы.

Конкуренты и будущее

Еще в 2001 году немецкий концерн BMW начал внедрять систему Valvetronic, которая также управляла высотой подъема клапана и обогащением смеси во время движения. Но эффективность немецкой технологии значительно меньше. Немцы направили потенциал системы на обеспечение долгосрочной эксплуатации двигателя.

В ближайшем будущем японские инженеры планируют обеспечить использование Valvematic в более объемистых агрегатах концерна Toyota. Это может обеспечить водителей экономией топлива на уровне 13-17% и значительным увеличением максимальной отдачи двигателя.

Технология VVT-i — Авто-потроха: что у машинок внутри?

в первой части повествования о фазах газораспределеия мы пришли к выводу, что для максимального наполнения цилиндров твс (топливо-воздушной смесью), и как следствие максимального момента в большом диапазоне оборотов, нам необходимо постоянно менять углы открытия и закрытия клапанов, vvti – это разработанная «тойотой» система изменения фаз газораспределения, впервые vtec появилась на легендарном двух вальном двигателе b16a в 1989 году, который устанавливался на модель honda integra.

  1. Авто обзоры
  2. Клапан VVT-i что это и для чего нужен
  3. Что такое VVT-i?
  4. Принцип работы
  5. Режимы работы двигателя
  6. Характеристики двигателя Тойота 1UZ
  7. Устройство клапана системы VVTI автомобилей “Тойота”
  8. Вариации [ править| править код]
  9. Ссылки [ править| править код]
  10. Типовые симптомы неполадок системы VVTI
  11. Как очистить клапан?
  12. Источники:

Авто обзоры

Полезные советы и инструкции по ремонту и тюнингу автомобилей

Клапан VVT-i что это и для чего нужен

  • Клапан VVT-i что это и для чего нужен
  • Что такое VVT-i?
  • Принцип работы
  • Режимы работы двигателя
  • Где находится VVTI-клапан и как его проверить?
  • Устройство клапана системы VVTI автомобилей “Тойота”
  • Общий принцип работы системы
  • Подробное описание работы
  • Типовые симптомы неполадок системы VVTI
  • Возможные причины неисправности клапана
  • Как очистить клапан?
  • Как проверить клапан VVTI?
  • Самостоятельный ремонт клапана
  • Самостоятельная замена клапана VVTI
  • Источники:

Что такое VVT-i?

VVT-i — это фирменная система газораспределительного механизма Toyota. С английского Variable Valve Timing with intelligence переводится как интеллектуальное изменение фаз газораспределения.

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.

Режимы работы двигателя

В этом режиме нужна стабильная работа на самых низких из возможных оборотов.

2. Низкие обороты и низкая нагрузка (режим обычной спокойной езды)

При спокойной езде давление во впускном коллекторе низкое, обороты небольшие. В этом режиме открытие клапанов сдвигается в раннюю стороу. Из-за низкого давления во впуске часть газов попадает во впуской коллектор, но благодаря достаточным оборотам нестабильности в работе двигателя не возникает. Мы получаем эффект ЕГР – рециркуляции выхлопных газов, когда часть газов из выхлопа повторно идет во впуск и догорает в камере сгорания, что положительно сказывается на расходе топлива и чистоте выхлопа.

3. Полная нагрузка

На полной нагрузке нужен максимальный момент.

Давление в коллекторе близко к атмосферному или выше, если имеет место наддув.

Во время перекрытия выхлопные газы засасывать во впуск не будет, кинетическая энергия выхлопных газов растет с повышением оборотов и улучшаются эффективность продувки и утрамбовки.

При разгоне на максимальной нагрузке на низких оборотах делаем перекрытие максимально большим, но так, чтобы не случилось перепродувки. При увеличении оборотов начинаем двигать угол в сторону более позднего закрытия впускного клапана, чтобы улучшить утрамбовку с увеличением оборотов. При этом, примерно в середине диапазона оборотов (для сток двигателя, как правило, 3500-4200) обязательно будет точка, в которой будет оптимальное по длительности время продувки и утрамбовки, и в этой точке произойдет максимальное наполнение цилиндра.

4. Полная нагрузка – большие обороты

После точки с максимальным наполнением (где максимально эффективно работает и продувка и запрессовка ТВС), наполнение начинает падать, но сдвигая впускной вал в более позднюю сторону, мы обеспечиваем увеличение времени запрессовки, тем самым обьемную эффективность и наполнение.

Характеристики двигателя Тойота 1UZ

ПроизводствоTahara plant
Марка двигателя1UZ
Годы выпуска1989-2002
Материал блока цилиндровалюминий
Система питанияинжектор
ТипV-образный
Количество цилиндров8
Клапанов на цилиндр4
Ход поршня, мм82.5
Диаметр цилиндра, мм87.5
Степень сжатия10 10.4 10.5 (VVTi)
Объем двигателя, куб.см3969
Мощность двигателя, л.с./об.мин256/5400 261/5400 290/5900 (VVTi) 300/6000 (VVTi)
Крутящий момент, Нм/об.мин353/4400 365/4400 407/4100 (VVTi) 420/4000 (VVTi)
Топливо95
Экологические нормы
Вес двигателя, кг
Расход топлива, л/100 км (для Lexus LS 400) — город — трасса — смешан.17.4 9.2 12.2
Расход масла, гр./1000 кмдо 1000
Масло в двигатель5W-30 5W-40 10W-30 10W-40 10W-50 15W-50
Сколько масла в двигателе, л5.0
Замена масла проводится, км7000-10000
Рабочая температура двигателя, град.
Ресурс двигателя, тыс. км — по данным завода — на практике— 400+
Тюнинг, л.с. — потенциал — без потери ресурса1000+ —
Двигатель устанавливалсяToyota Crown Lexus GS 400 Lexus LS 400 Lexus SC 400 Toyota Aristo Toyota Celsior Toyota Crown Toyota Soarer

Устройство клапана системы VVTI автомобилей “Тойота”

Элемент состоит из корпуса. В наружной части находится управляющий соленоид, отвечающий за движение клапана. Кроме этого есть уплотнительные кольца и разъем для подключения датчика.

Вариации [ править | править код ]

Приведенный выше 4-лепестковый ротор позволяет изменять фазы в пределах 40° (как, например, на двигателях серий ZZ и AZ), но если требуется увеличить угол поворота (до 60° у SZ) — применяется 3-лепестковый или расширяются рабочие полости.Принцип действия и режимы работы этих механизмов абсолютно аналогичны, разве что за счет расширенного диапазона регулировки становится возможным вообще исключить перекрытие клапанов на холостом ходу, при низкой температуре или запуске.

Ссылки [ править | править код ]

  1. Форум Autocommunity.ru Toyota/Обсуждение Corolla 2003 модельного года/Муфта VVTI (из кэша Google) (Оригинал)

Типовые симптомы неполадок системы VVTI

Если автомобиль не удерживает холостые обороты на одном уровне, это значит, что VVTI-клапан не работает так, как нужно. Также о различных неполадках в системе скажет «торможение» двигателя.

Часто при проблемах с этим механизмом изменения фаз отсутствует возможность мотора работать на низких оборотах.

О проблемах с клапаном может говорить ошибка P1349. Если на прогретом силовом агрегате высокие холостые обороты, автомобиль совсем не едет.

Как очистить клапан?

Многие неисправности можно вылечить при помощи очистки датчика. Для начала нужно найти клапан VVTI. Где находится этот элемент, можно увидеть на фото ниже. Он обведен на картинке.

Для демонтажа датчика снимают пластиковую крышку силового агрегата. Затем снимают металлическую крышку, которая фиксирует генератор. Под крышкой будет виден нужный клапан. С него необходимо отключить электрический разъем и открутить болт. Ошибку здесь допустить очень трудно – это болт здесь единственный. Затем клапан VVTI 1NZ можно снять. Но для этого не нужно тянуть за разъем. Он очень плотно прилегает к датчику. Также на нем устанавливается резиновое уплотнительное кольцо.

Читать еще:  Nexus roar 250 какой двигатель

Очистку можно провести с помощью жидкостей для очистки карбюраторов. Чтобы полностью прочистить систему, снимают и фильтр. Этот элемент находится под клапаном – он представляет собой заглушку, в которой имеется отверстие под шестигранник. Фильтр также нужно очищать этой жидкостью. После всех операций остается только собрать все в обратном порядке, а затем установить ремень генератора, не упираясь при этом в сам клапан.

Источники:

  • Drive2.ru
  • Drive2.ru
  • DRIVE2
  • FB.ru
  • Пикабу!

Проголосовавших: 3 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5 .

Двигатель Toyota 1ZR-FE 1.6 MPI Dual VVTi (Тойота Королла): характеристики, надежность, болячки, ресурс и обслуживание

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.

Выявление неполадок в работе системы и их устранение

Если двигатель не может удержать холостые обороты на одном уровне, то это может значить, что фильтр клапана не функционирует. Большинство неполадок в системе сопровождается торможением двигателя.

Также проблемы механизма могут проявляться при работе мотора на низких оборотах.

Очистка клапана

Много неисправностей можно ликвидировать очищая датчик vvti. Для этого нужно найти элемент и демонтировать его, сняв пластиковую крышку. После снимают металлическую крышку, которая присоединяется к генератору. Под крышкой находится нужный клапан. Далее отключают электрический разъем и скручивают болт. После этого можно снять клапан.

Очистку фильтр системы vvt можно проводить при помощи жидкости по очистке карбюратора. Для полной прочистки снимают заглушку и очищают механизм. После полной очистки нужно собрать все обратно и установить ремень генератора так, чтобы он не упирался в клапан.

Как работает VVT-i


Есть несколько условных поколений системы, их устройство несколько различается в деталях. Но в целом, принцип работы системы VVT-i один и тот же. Привод VVT-i размещается в шкиве распредвала. При этом корпус привода соединяется со звездочкой или зубчатым шкивом, а ротор привода соединяется с распредвалом. Масло подается в привод с одной или другой стороны каждого из лепестков ротора. В результате ротор и распредвал поворачиваются на нужный угол.

Что такое Dual VVT-i и VVT-iE

Разумеется, Toyota не остановилась на достигнутом и совершенствовала систему динамического газораспределения. Следующим эволюционным этапом стала система Dual VVT-i, которая научилась управлять распределительным валом не только впускных, но и выпускных клапанов. Последняя же модификация — VVT-iE, её отличия куда глубже. Так, регулировка углов поворота валов ГРМ теперь производится не давлением масла, а специальным электромотором. Все эти усовершенствования дали ряд преимуществ:

  • показатели расхода топлива снизились ещё больше, до 10-12 процентов;
  • получен дополнительный прирост мощности и крутящего момента;
  • электронное управление в VVT-iE позволило избавиться от задержек;
  • по этой же причине VVT-iE научилась работать с момента запуска двигателя;
  • подстройка фаз газораспределения стала более тонкой и динамичной.

Характеристики двигателя Тойота 1ZR

ПроизводствоToyota Motor Manufacturing West Virginia Shimoyama Plant
Марка двигателяToyota 1ZR
Годы выпуска2007-наши дни
Материал блока цилиндровалюминий
Система питанияинжектор
Типрядный
Количество цилиндров4
Клапанов на цилиндр4
Ход поршня, мм78.5
Диаметр цилиндра, мм80.5
Степень сжатия10.2 10.7
Объем двигателя, куб.см1598
Мощность двигателя, л.с./об.мин126/6000 134/6400
Крутящий момент, Нм/об.мин157/5200 160/4400
Топливо95
Экологические нормыЕвро 5
Вес двигателя, кг
Расход топлива, л/100 км (для Corolla E140) — город — трасса — смешан.8.9 5.8 6.9
Расход масла, гр./1000 кмдо 1000
Масло в двигатель0W-20 5W-20 5W-30 10W-30
Сколько масла в двигателе4.7
Замена масла проводится, км10000 (лучше 5000)
Рабочая температура двигателя, град.
Ресурс двигателя, тыс. км — по данным завода — на практикен.д. 250-300
Тюнинг — потенциал — без потери ресурса200+ н.д.
Двигатель устанавливалсяToyota Auris Toyota Verso Lotus Elise

Управление фазами газораспределения по-японски

Начнём с расшифровки.

Аббревиатура VVT-i звучит на языке оригинала как Variable Valve Timing intelligent, что переводим как интеллектуальное изменение фаз газораспределения.

Впервые на рынке эта технология представлена компанией Toyota десять лет назад, в 1996 году. Аналогичные системы есть у всех автоконцернов и брендов, что говорит об их пользе. Называются они, правда, все по-разному, путая рядовых автолюбителей.

Что же привнесла VVT-i в моторостроение? В первую очередь – повышение мощности, равномерной во всём диапазоне оборотов. Моторы стали экономичнее, а следовательно более эффективнее.

Управление фазами газораспределения или управление моментом поднятия и опускания клапанов, происходит при помощи поворота на нужный угол распределительного вала.

Как это реализовано технически, рассмотрим далее.

Vvti toyota что это или как работает газораспределение VVT-i?

Система VVT-i Toyota что это такое и для чего, мы поняли. Время углубиться в её внутренности.

Главные элементы этого инженерного шедевра:

  • муфта VVT-i;
  • электромагнитный клапан (OCV — Oil Control Valve);
  • блок управления.

Алгоритм работы всей этой конструкции прост. Муфта, представляющая собой шкив с полостями внутри и ротором, закреплённым на распредвале, заполняется маслом под давлением.

Полостей несколько, и за это наполнение отвечает VVT-i клапан (OCV), действующий по командам блока управления.

Под напором масла ротор вместе с валом может поворачиваться на определённый угол, а вал уже, в свою очередь, определяет, когда подниматься и опускаться клапанам.

В стартовом положении позиция распредвала впускных клапанов обеспечивает максимальную тягу на низких оборотах мотора.

С повышением частоты вращения коленвала, система поворачивает распредвал таким образом, чтобы клапаны открывались раньше и закрывались позже – это помогает увеличить отдачу на высоких оборотах.

Как видим, технология VVT-i, принцип работы которой рассмотрели, довольно проста, но, тем не менее, эффективна.

Проверка клапана VVTI

Не всегда при неисправностях нужна замена муфты. Проверка клапана vvti проводится элементарно. Для этого нужно лишь подать напряжение к контактам датчика в 12В. Напряжение не должно поступать длительное время, ведь клапан не может работать длительное время при низком напряжении. При подаче напряжения шток втягивается внутрь, а когда вы прекратите подавать ток, он возвращается в первоначальное положение.

Если шток будет легко перемещаться, то клапан исправно работает. Его приходится промывать и смазывать. После этого он будет стабильно функционировать. Если заметны неполадки, то стоит рассмотреть вариант ремонта или замены.

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!

Процесс ремонта ГРМ

Частенько необходимо производить техническое обслуживание газораспределительного механизма. Основной проблемой являются износ шеек, кулачков вала и увеличение зазоров в подшипниках. Для того, чтобы устранить зазор в подшипниках коленчатого вала, производят его ремонт путем шлифовки опорных шеек и углубления канавок для подачи масла. Шейки нужно отшлифовать под ремонтный размер. После завершения ремонтных работ по восстановлению коленвала, нужно произвести проверку высоты кулачков.

На опорных поверхностях под шейки коленвала не должно быть никаких даже самых незначительных повреждений, а корпуса подшипников обязаны быть без трещин. После чистки и промывки распредвала обязательно нужно проверить зазор между его шейками и отверстием опоры головки цилиндра.

Для определения точного зазора требуется знать диаметр шейки распредвала, это позволит произвести установку соответствующего ей подшипника. Установив его на корпус, замерьте внутренний диаметр подшипника, затем отнимите его от диаметра шейки и таким образом найдете величину зазора. Он не может превышать 0,2мм.

Цепь не должна иметь никаких механических повреждений, быть растянутой более чем на 4мм. Цепь газораспределительного механизма можно регулировать: отверните стопорный болт на пол оборота, поверните коленвал на 2 оборота, затем стопорный болт нужно повернуть до упора.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector