Системы управления фазами газораспределения

Оглавление

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.

Когда двигатель работает на холостых оборотах, VVT-i удерживает распределительный вал на минимальном углу наклона. Благодаря этому впускные клапаны открываются точно в момент начала фазы впуска, при этом длина их выбега относительно мала. Так достигается стабильная работа двигателя без необходимости повышать обороты, и сводится до нуля вероятность перекрытия клапанов впуска и выпуска. Расход топлива в этом случае минимален.

При движении со средней скоростью VVT-i поворачивает распределительный вал так, чтобы добиться упреждающего открытия впускных клапанов и их перекрытия с выпускными. Вследствие этого цилиндры получают полноценное насыщение топливной смесью, а поршни в фазе выпуска — минимальное сопротивление, так как впускной клапан в этот момент тоже приоткрыт. Это приводит к уменьшению расхода топлива и более чистому выхлопу.

Наконец, в максимальном режиме, когда педаль газа нажата «в пол», вал ГРМ поворачивается на максимальный угол. При этом впускные клапаны продолжают открываться раньше начала фазы впуска, а закрываться — наоборот, с запаздыванием. Так двигатель выходит на максимальную мощность и крутящий момент, одновременно удерживая более умеренный расход топлива.

Типовые симптомы неполадок системы VVTI

Итак, система должна изменять фазы работы Если с ней возникают какие-либо проблемы, тогда автомобиль не сможет нормально функционировать в одном либо в нескольких рабочих режимах. Можно выделить несколько симптомов, которые скажут о неисправностях.

Имейте в виду, что двигатели внутреннего сгорания далеки от энергоэффективных машин, вы видите, что более половины потребляемого ими топлива теряется в виде тепла. Остальное — эффективная полезная работа. Таким образом, его двигатели конкурентоспособны с турбонепроницаемыми шлифовальными машинами конкурентов с более простой конструкцией.

Тепловая эффективность увеличивается до 37%, используя турбулентность при допуске, повышенную степень сжатия и рециркуляцию холодного газа. Более чем один заметил, что эти инженерные меры были применены в течение некоторого времени в дизельных двигателях. В дизеле это вполне нормально.

Так, автомобиль не удерживает холостые обороты на одном уровне. Это говорит о том, 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. Еще о проблемах с клапаном может говорить ошибка P1349. Если на прогретом силовом агрегате высокие холостые обороты, автомобиль совсем не едет.

Независимо от версии или версии двигателя, это надежный партнер, безопасный, удобный и уставный. Стиль: более элегантные, более статичные и более динамичные внешние линии со светодиодным освещением. Обычно, когда выпуск уходящей модели замедляется, новая модель постепенно заменяет ее на цепочке, и, покидая завод, количество машин остается практически постоянным. Но в этом случае производство двух предыдущих моделей останавливается одновременно, тогда начинается две новые модели.

Для этого мы сталкиваемся с двумя серьезными проблемами: во-первых, для подготовки завода, а во-вторых, для удовлетворения глобального спроса. Поскольку обе модели будут немедленно отправлены клиентам, у нас очень мало времени для этого. Чтобы разместить эти две модели, нам пришлось модернизировать весь завод. В цехах для прессования, сварки и окраски были получены новые инструменты и оборудование для производства и окраски тел. И необходимо было добавить детали и процессы, чтобы учесть многочисленные изменения, внесенные в транспортные средства, на уровне шасси и безопасности в частности.

Принцип работы

Принцип работы данных систем основан на повороте распределительного вала по ходу вращения, чем достигается раннее открытие клапанов по сравнению с исходным положением.

Конструкция системы изменения фаз газораспределения данного типа включает гидроуправляемую муфту и систему управления этой муфтой.

Гидроуправляемая муфта (обиходное название фазовращатель) непосредственно осуществляет поворот распределительного вала. Муфта состоит из ротора, соединенного с распределительным валом, и корпуса, в роли которого выступает шкив привода распределительного вала. Между ротором и корпусом имеются полости, к которым по каналам подводится моторное масло. Заполнение той или иной полости маслом обеспечивает поворот ротора относительно корпуса и соответственно поворот распределительного вала на определенный угол.

В большинстве своем гидроуправляемая муфта устанавливается на распределительный вал впускных клапанов. Для расширения параметров регулирования в отдельных конструкциях муфты устанавливаются на впускной и выпускной распределительные валы.

Система управления обеспечивает автоматическое регулирование работы гидроуправляемой муфты. Конструктивно она включает входные датчики, электронный блок управления и исполнительные устройства. В работе системы управления используются датчики Холла, оценивающие положения распределительных валов, а также другие датчики системы управления двигателем: частоты вращения коленчатого вала, температуры охлаждающей жидкости, расходомер воздуха. Блок управления двигателем принимает сигналы от датчиков и формирует управляющие воздействия на исполнительное устройство — электрогидравлический распределитель. Распределитель представляет собой электромагнитный клапан и обеспечивает подвод масла к гидроуправляемой муфте и отвод от нее в зависимости от режимов работы двигателя.

Система изменения фаз газораспределения предусматривает работу, как правило, в следующих режимах:

  • холостой ход (минимальные обороты коленчатого вала);
  • максимальная мощность;
  • максимальный крутящий момент.

Другая разновидность системы изменения фаз газораспределения построена на применении кулачков различной формы, чем достигается ступенчатое изменение продолжительности открытия и высоты подъема клапанов. Известными такими системами являются:

  • 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;
  • Valvelift System от Audi.

Данные системы имеют, в основном, схожую конструкцию и принцип действия, за исключением Valvelift System. К примеру, одна из самых известных система VTEC включает набор кулачков различного профиля и систему управления.

Распределительный вал имеет два малых и один большой кулачок. Малые кулачки через соответствующие коромысла (рокеры) соединены с парой впускных клапанов. Большой кулачок перемещает свободное коромысло.

Система управления обеспечивает переключение с одного режима работы на другой путем срабатывания блокирующего механизма. Блокирующий механизм имеет гидравлический привод. При низких оборотах двигателя (малой нагрузке) работа впускных клапанов производится от малых кулачков, при этом фазы газораспределения характеризуются малой продолжительностью. При достижении оборотов двигателя, определенного значение система управления приводит в действие блокирующий механизм. Коромысла малых и большого кулачков соединяются с помощью стопорного штифта в одно целое, при этом усилие на впускные клапаны передается от большого кулачка.

Другая модификация системы VTEC имеет три режима регулирования, определяемые работой одного малого кулачка (открытие одного впускного клапана, малые обороты двигателя), двух малых кулачков (открытие двух впускных клапанов, средние обороты), а также большого кулачка (высокие обороты).

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.

Подробное описание работы

Главный управляющий механизм системы- муфта — устанавливается на шкиву распределительного вала двигателя. Корпус его соединяется со звездочным либо зубчатым шкивом.

Ротор соединяется непосредственно с распределительным валом.

Масло из системы смазки подается с одной либо с двух сторон к каждому лепестку ротора на муфте, заставляя тем распределительный вал поворачиваться.

Когда двигатель не запущен, система автоматически устанавливает максимальные углы задержки. Они соответствуют самому позднему открытию и закрытию впускных клапанов.

Когда мотор запустится, давление масла недостаточно сильное, чтобы открыть VVTI-клапан.

Чтобы избежать любых ударов в системе, ротор соединяется с корпусом муфты штифтом, который при росте давления смазки будет отжиматься самим маслом.

Управление работой системы осуществляется посредством специального клапана.

По сигналу с ЭБУ электрический магнит при помощи плунжера начнет перемещать золотник, тем самым пропуская масло в одном либо в другом направлении.

Когда мотор остановлен, этот золотник двигается за счет пружины так, чтобы выставить максимальный угол задержки.

Чтобы повернуть распределительный вал на определенный угол, масло под высоким давлением посредством золотника подводится к одной из сторон лепестков на роторе. Одновременно с этим открывается на слив специальная полость. Она расположена с другой стороны лепестка. После того как ЭБУ поймет, что распределительный вал повернут на нужный угол, каналы шкива перекрываются и он будет далее удерживаться в этом положении.

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

1. Установите распределительный вал в тиски и убедитесь, что шестерня заблокирована.

2. Заклейте изолентой масляные каналы шейки распределительного вала, как показано на рисунке.

А — задержка, В — опережение, 1 — изолента, 2 — резиновая пробка.

Примечание: заткните один из масляных каналов со стороны опережения резиновой пробкой.

3. Проткните изоленту со стороны опережения и задержки (см. рисунок)

4. Подайте воздух под давлением 1,5 кг/см к двум отверстиям (со стороны задержки и опережения).

Примечание: при этом возможно разбрызгивание масла.

5. Убедитесь, что при подаче давления шестерня привода вращается в направлении, показанном на рисунке.

Примечание: в результате фиксатор должен освободить механизм, установленный на угол поворота, соответствующий самому позднему началу открытия впускных клапанов (максимальный угол задержки).

В зависимости от подведенного давления поворот шестерни механизма осуществляется без приложения дополнительных усилий (без подворачивания его рукой) или наоборот, с чрезмерным усилием.

Однако при наличии утечек воздуха фиксатор может не срабатывать правильно.

1. Выполните операции проверки элементов

2. Отверните центральный болт крепления и снимите шестерню привода распределительного вала в сборе.

Примечание: не отворачивайте четыре болта крепления звездочки к механизму системы VVT.

Toyota Corolla Fielder. Cнятие и установка стартера с двигателем 1NZ-FE, 2NZ-FE
Стартер с редуктором планетарного типа — схема

1. Тяговое реле ; 2. Крышка сердечника ; 3. рычаг привода, 4 — крышка со стороны привода, 5 — пластина,

6 — сателлиты, 7 — шайба, 8 — водило,

9 — шайба, 10 — эпицикл, 11 — амортизатор, 12 — подшипник, 13 — шайба,

14 — стопорное кольцо,

15 — обгонная муфта, 16 — ограничительная втулка, 17 — стопорное кольцо,

18 — стяжной болт, 19 — крышка со стороны коллектора, 20 — щеткодержатель,

21 кольцевое уплотнение, 22 — корпус, 23 — кольцевое уплотнение, 24 — якорь.

для увеличения рисунка — кликните по нему

Двигатель 1UZ-FE [ править | править код ]

1UZ-FE non VVT-i (1989—1997 гг.)

Toyota 1UZ-FE
Производитель Toyota Motor Corporation
Код двигателя 1UZ-FE
Тип бензиновый
Объём 3968 см 3
Максимальная мощность 261 л. с. , при 5400 об/мин
Максимальный крутящий момент 363 Н·м , при 4600 об/мин
Конфигурация V8
Цилиндров 8
Клапанов 32
Диаметр цилиндра 87,5 мм
Ход поршня 82,5 мм
Степень сжатия 10,4
Охлаждение жидкостное
Клапанной механизм DOHC
Материал блока цилиндров алюминиевый сплав
Материал ГБЦ алюминиевый сплав
Тактность (число тактов) 4
Порядок работы цилиндров 1-8-4-3-6-5-7-2
Рекомендованное топливо АИ-95
Медиафайлы на Викискладе

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.)

Toyota 1UZ-FE VVT-i
Производитель Toyota Motor Corporation
Код двигателя 1UZ-FE
Тип бензиновый
Объём 3968 см 3
Максимальная мощность 280 л. с. , при 6000 об/мин
Максимальный крутящий момент 407 Н·м , при 4000 об/мин
Конфигурация V8
Цилиндров 8
Клапанов 32
Диаметр цилиндра 87,5 мм
Ход поршня 82,5 мм
Степень сжатия 10,5
Охлаждение жидкостное
Клапанной механизм DOHC
Материал блока цилиндров алюминиевый сплав
Материал ГБЦ алюминиевый сплав
Тактность (число тактов) 4
Порядок работы цилиндров 1-8-4-3-6-5-7-2
Рекомендованное топливо АИ-95
Медиафайлы на Викискладе

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.

Для чего необходима система изменения фаз газораспределения

Для достижения наибольшей эффективности применительно к динамично изменяющимся режимам работы ДВС необходима различная величина фаз газораспределения. В режиме холостого хода наиболее рациональными становятся «узкие» фазы газораспределения, под которыми понимается позднее открытие и ранее закрытие клапанов. При этом исключается перекрытие фаз, под которым понимается время одновременного открытия впускного и выпускного клапана. Это необходимо для того, чтобы исключить попадание выхлопных газов во впуск и выброс топливно-воздушной смеси в выпускной коллектор.

Выход мотора на режим максимальной мощности означает повышение оборотов, так как распредвал крутится быстрее и время открытия клапанов сокращается. Для того чтобы не терялась мощность и крутящий момент на высоких оборотах сохранялся, в двигатель должно поступать намного больше топливно-воздушной смеси, а выпуск отработавших газов должен быть реализован максимально эффективно. Задача решается путем раннего открытия клапанов и увеличения времени их открытия, делая фазу «широкой». Фаза перекрытия также расширяется до максимума с ростом оборотов, что необходимо для качественной продувки цилиндров.

Если мотор работает на низких оборотах, нужны максимально короткие фазы газораспределения. Это означает, что время открытия клапанов должно быть минимальным по продолжительности, обеспечивая так называемые «узкие» фазы. Высокие обороты двигателя требуют полной противоположности в виде «широких» фаз газораспределения. Время открытия клапана должно быть увеличено до максимума, параллельно обеспечивая такты впуска и выпуска, а также эффективное перекрытие.

Сам кулачок распредвала имеет форму, которая способна обеспечить как реализацию узкой, так и широкой фазы. Проблема заключается в том, что фиксированная форма кулачка не позволяет одновременно добиться узких и широких фаз газораспределения. Получается, форма кулачка подобрана с расчетом на возможный оптимальный баланс между высоким показателем крутящего момента на низких оборотах ДВС и максимальной мощностью агрегата в режиме высокой частоты вращения коленчатого вала. Система изменения фаз газораспределения позволяет намного более гибко изменять эти параметры, буквально «подстраивая» ГРМ под конкретный режим работы двигателя для достижения лучшей отдачи от мотора и топливной экономичности.

Системы изменения фаз газораспределения представлены несколькими видами. Главные отличия заключаются в тех и или иных параметрах регулировки ГРМ в процессе его работы. Сегодня используются следующие решения для управления фазами газораспределения:

  • система поворота распредвала;
  • кулачки распредвала с различным профилем;
  • система изменения высоты подъема клапанов;

Что такое Двигателя VVT-i

Мини реактивный двигатель своими руками

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.

Проблемы со шлангом подачи масла VVT-i

В 2010 году компания Toyota USA объявила о кампании ограниченного обслуживания (LSC 90K) по замене резиновой части шланга подачи масла для привода VVT-i на двигателе 2GR-FE (V6), который был признан дефектным. Всего пострадали около 1,6 миллиона автомобилей, выпущенных до 2008 года. Неисправные шланги подачи масла были склонны к разрушению и возможному разрыву, что приводило к быстрой утечке масла и необратимому повреждению двигателя.

В 2014 году кампания LSC 90K была продлена до 31 декабря 2021 года на 117 500 автомобилей марки Toyota, которые были «пропущены» во время первоначальной кампании.

Система VVTI на двигателе Toyota – что это такое?

Система VVTI является специальной системой для сдвига фаз при газораспределении мотора внутреннего сгорания. Дословно английская расшифровка аббревиатуры имеет следующее значение: «интеллектуальное изменение фаз газораспределения». Разработана VVTI была еще в середине последнего десятилетия 20 века, а присутствует данная система у всех автомобильных производителей, правда, называться может иначе. Устанавливаются системы и у французских, и немецких, и у корейских автопроизводителей.

Расположена система в шкиве у распределительного вала. Корпус привода соединяется со звездочкой или, как альтернатива, с шкивом. Ротор, в свою очередь, соединяется с распредвалом. Состоит VVTI из трех основных элементов: блок управления, муфта и электромагнитный клапан. Именно эти вещи позволяют осуществлять работу всей системы, а также контролировать ее водителю. Кроме того, в систему встроены гидравлические фазовращатели, которые одновременно устанавливаются специалистами и на впускном, и на выпускном валу.

Фазовращатель – это муфта, которая подключается к системе смазки двигателя. Внутри муфты есть специальная звездочка для наружного корпуса, которая, в свою очередь, соединяется с роторным валом. Если накачивается масло, то корпус с ротором способны смещаться относительно местонахождения друг друга.

Механизм закрепляется на специальной головке блока. Плюс в ней оснащены каналы для добавления масла к двум муфтам, отвечающим за контроль потоков при помощи гидравлических распределителей. Эти части аналогично закрепляются на корпусе головки у блока.

Среди датчиков системы следует выделить следующие: датчик частоты коленчатого вала, температуры для охлаждения жидкости, а также нагрузки на агрегат. Если возникла потребность в корректировке фаз, то ЭБУ считает эти данные и распределяет подачу масла в вышеупомянутую муфту, а масло начинает накачивать фазовращатель.

Вариации устройства заключаются в том, что ротор может быть 3-лепестковый, а может быть 4-лепестковым. При этом принцип и режим работы одинаковый. Отличаются между собой роторы тем, что с более широким диапазоном можно от регулировок отказаться при холостом ходу или при запуске автомобиля в холодную погоду.

Главный плюс, который обеспечивает система автомобилю – это более высокие мощности. Двигатели получаются более экономичными и эффективными по факту. Чтобы произвести газораспределение между фазами, достаточно повернуть на необходимый угол распределительный вал.