что такое система vvt i в двигателе
Vvti Toyota — что это за зверь?
VVTi Toyota что это и как она устроена? VVT-i – так назвали конструкторы автоконцерна Toyota систему управления фазами газораспределения, которые придумали свою систему повышения эффективности работы двигателей внутреннего сгорания.
Это не говорит о том, что такие механизмы только у Тойоты, но рассмотрим этот принцип на её примере.
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:
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.
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!
Что такое VVT-i?
VVT-i — это фирменная система газораспределительного механизма Toyota. От английского Variable Valve Timing with intelligence, что в переводе означает интеллектуальное изменение фаз газораспределения.
Это второе поколение системы изменения фаз газораспределения Toyota. Устанавливается на автомобили начиная с 1996-го года.
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.
VVTL-i — это фирменная система газораспределительного механизма TMC. От английского Variable Valve Timing and Lift with intelligence, что в переводе означает интеллектуальное изменение фаз газораспределения и подъема клапанов.
Третье поколение системы VVT. Отличительная особенность от второго поколения VVT-i кроется в английском слове Lift — подъем клапанов. Теперь распределительный вал не просто поворачивается в муфте VVT относительно шкива плавно регулируя время открытия впускных клапанов, а еще при определенных условиях двигателя опускает клапана глубже в цилиндры. Причем подъем клапанов реализован на обоих распределительных валах, т.е. для впускных и выпускных клапанов.
Если посмотреть на распределительный вал, то мы увидим, что для каждого цилиндра для каждой пары клапанов имеется одно коромысло, по которому отрабатывают сразу два кулачка — один обычный, а другой увеличенный. При нормальных условиях увеличенный кулачек отрабатывает в холостую, т.к. в коромысле под ним предусмотрен так называемый тапочек, который свободно входит внутрь коромысла, тем самым не позволяет большому кулачку передавать силу нажатия на коромысло. Под тапочком находится стопорный штифт, который приводится в действие давлением масла.
Принцип работы: при повышенной нагрузке на высоких оборотах ЭБУ подает сигнал на дополнительный клапан VVT — он практически такой же как и на самой муфте, за исключением не больших отличий по форме. Как только клапан открылся в магистрали создается давление масла, которое механически воздействует на стопорный штифт и сдвигает его в сторону основания тапочка. Все, теперь тапочек заблокирован в коромысле и не имеет свободного хода. Момент от большого кулачка начинает передаваться коромыслу, тем самым опуская клапан глубже в цилиндр.
Основные преимущества системы VVTL-i заключаются в том, что двигатель не плохо тянет на низах и выстреливает на верхах, улучшается топливная экономичность.
Недостатками является пониженная экологичность, из-за чего система в таком виде долго не просуществовала.
Dual VVT-i — это фирменная система газораспределительного механизма TMC. Система имеет общий принцип работы с системой VVT-i, но распространенная на распределительный вал выпускных клапанов. В головке блока цилиндров на каждом шкиве обоих распределительных валах располагаются муфты VVT-i. Фактически это обычная двойная система VVT-i.
В итоге теперь ЭБУ двигателя управляет временем открытия впускными и выпускными клапанами, позволяя достигать большую топливную экономичность как на низких оборотах так и на высоких. Двигатели получились более эластичными — крутящий момент распределен равномерно по всему диапазону оборотов двигателя. Учитывая тот факт, что Toyota решила отказаться от регулировки высоты подъема клапанов как в система VVTL-i, поэтому Dual VVT-i лишена ее недостатка заключающегося в относительно невысокой экологичности.
Впервые система была установлена на двигатель 3S-GE автомобиля RS200 Altezza в 1998-м году. В настоящее время устанавливается практически на все современные двигатели Toyota, такие как V10 серия LR, V8 серия UR, V6 серия GR, серия AR и ZR.
VVT-iE — это фирменная система газораспределительного механизма TMC. От английского Variable Valve Timing — intelligent by Electric motor, что в переводе означает интеллектуальное изменение фаз газораспределения с помощью электромотора.
На сегодняшний день это самая технологичная система Toyota предназначенная для изменения фаз газораспределения современных моторов. Ее смысл точно такой же как у системы VVTL-i. Отличие заключается в самой реализации системы. Распределительные валы отклоняются на определенный угол для опережения или запаздывания относительно звездочек с помощью электродвигателя, а те давления масла, как на предыдущих моделях VVT. Теперь работа системы не зависит от оборотов двигателя и рабочей температуры в отличие от системы VVT-i, которая не способна работать при низких оборотах двигателя и не достигнув рабочей температуры двигателя. На низких оборотах давления масла мало и не способно сдвинуть лопасть муфты VVT.
VVT-iE не имеет вышеперечисленных недостатков, т.к. не зависит от масла двигателя. А так же обладает дополнительным преимуществом — способностью точно позиционировать смещение распределительных валов в зависимости от условий работы двигателя. Система начинает свою работу начиная с начала запуска двигателя до его полной остановки. Ее работа способствует высокой экологичности современных двигателей Toyota, максимальной топливной эффективности и мощности.
Принцип работы: электромотор вращается вместе с распределительным валом на скорости равной скорости распределительного вала. При необходимости электромотор либо притормаживается либо ускоряется относительно звездочки распределительного вала смещая распределительный вал на необходимый угол опережая или запаздывая фазы газораспределения.
Система VVT-iE впервые дебютировала в 2007-м году на Lexus LS 460 установленная в двигатель 1UR-FSE.
VVT-i: что это за система на Toyota
Компания Toyota известна своими высокотехнологичными решениями, которые можно приводить в качестве образца инженерного искусства. Один из таких примеров — система динамического газораспределения VVT-i или Variable Valve Timing with intelligence. Благодаря её работе автомобили Toyota могут похвастать выдающимися показателями мощности, экономичности, бережного отношения к окружающей среде. Давайте посмотрим, как работает VVT-i, и почему она так эффективна.
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:
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.
Читайте также: Что такое CRDI двигатель и как он работает.
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:
Система VVTL-i
В двигателе 2zz-ge Toyota постаралась применить все технологические новинки которые до этого не использовала в производстве своих моторов.
Если пользователем уже была известна VVT-i, система изменяемых фаз газораспределения, то нововведенная VVTL-i (Variable Valve Timing and Lift — изменяемые фазы газораспределения и высота подъема клапанов) не применялась до сих пор на моторах Toyota.
VVTL-i как соединение 2ух систем, традиционная VVT-i, отвечающая за улучшение тяги на низких оборотах и L(Lift) — максимальная мощность и максимальный момент, при частоте вращения более 6000 об/мин, при этом высота подъема клапанов увеличивается с 7,6 мм до 10,0/11,2 мм).
Что позволило добиться литровой отдачи в 100 л.с.
Сам по себе механизм VVTL-i устроен достаточно просто. Для каждой пары клапанов на распредвале имеется два кулачка с разным профилем (спокойным и агрессивным), а на рокере — два разных толкателя (соответственно, роликовый и скользящий). В нормальном режиме рокер (и клапана) приводится от кулачка со спокойным профилем через роликовый толкатель, а подпружиненный скользящий толкатель работает вхолостую, перемещаясь в рокере.
При переходе в форсированный режим (в узле VVTL находится клапан OCV 15330-22040 (Oil Control Valve) клапан управляющий потоком масла, уже знакомый по системе VVT-i, открывает канал в вал рокеров и под давлением масла перемещается стопорный штифт, который подпирает шток скользящего толкателя, жестко соединяя его с рокером.
Когда давление жидкости снимается, пружина отжимает штифт и скользящий толкатель вновь освобождается.
Toyota настоятельно рекомендует всем владельцам Celica GT-S 2zz-ge модели 2000 … 2002 годов
заменить лифт болты на новые во избежании потери мощности при оборотах свыше 6000 rpm.
Подчеркиваю только на автомобилях с двигателем 2zz, владельцам Celica GT с двигателем 1zz можно не беспокоится.
На Celica GT-S автомат. лифт-болты тоже есть. И лифт тоже включается если педаль в пол утопить.
Профилактическая замена каждые 50000 км пробега или в первый раз после покупки:
Пркладка клапанной крышки: 11213-88600 х1 шт
Лифт болт: 90105-06293 х2 шт
Если у вас пропал лифт…
1. …То в первую очередь определите есть ли какие либо ошибки Check Engine:
Р1690/39 Клапан VVTL-i
Разрыв или короткое замыкание в цепи клапана системы VVTL-i
— Клапан VVTL-i.
— Проводка и разъемы.
— Электронный блок управления.
Ошибка возникающая при нарушении электропроводки к клапану VVTL, окисления разъёма, короткого замыкания, возможно обрыва(перегорания) обмотки соленоида внутри клапана.
Проверить(прозвонить) проводку, замерить сопротивление клапана между выводами разъёма VVTL, номинал при 20 градусах 6,9 — 7,9 Ом.
P1692/59 Клапан VVTL-i
Частота вращения менее 6000 об/мин., датчик давления масла – включен, более 5 секунд
— Клапан VVTL-i.
— Проводка и разъемы.
— Датчик давления масла
— Электронный блок управления.
Включенный датчик масла говорит о том, что в узле VVTL присутствует давление масла необходимое для включения лифта, но обороты менее 6000. то есть нет команды на включение.
Возможно что умер датчик давления масла, с него соскочила фишка, обрыв или замыкание провода.
Клапан VVTL не прекратил подачу масла. Возможно «залипание» клапана из-за маслянных отложений, грязи и т.д. Устройство клапана до жути простое, обычный соленоид и перемещающийся подпружиненый шток. Самое «гнилое» место — уплотнительное резиновое кольцо, которое со временем нахождения в агресивной среде деформируется и принимает форму треугольника, квадрата и т.д. =), тем самым мешая передвижению штока.
Диагностировать неисправность клапана бывает достаточно сложно, он может клинить при рабочей температуре двигателя, а за время снятия остывает и работает идеально.
P1693/59 Клапан VVTL-i
Температура охлаждающей жидкости более 60С, частота вращения более 6000 об/мин., датчик давления масла – выключен, более 1 секунды
— Клапан VVTL-i.
— Проводка и разъемы.
— Датчик давления масла
— Электронный блок управления.
Противоположная, предыдущей, ситуация. Команда на открытие дана, но датчик давления масла не показывает что в узле VVTL есть необходимое давление.
Неисправный датчик давления масла, Залипший клапан VVTL, обрыв проводки, окисленные разъёмы.
2. При разгоне отсечка в районе 7000, лифта нет.
a. Лифт работает только при температуре двигателя больше 60 градусов, до этого отсечка 7000.
b. При горящей ошибке CHeck Engine, двигатель работает в безопасном режиме, и при ряде ошибок, лифт может не включаться, отсечка при этом будет 7000.
c. так же лифт срабатывает только при нагрузке, нагрузку он определяет по датчику ДМРВ (предположение), а так же по сигналу с датчика скорости, то есть если у вас не работает спидометр — это основание в «лифты отказать».
Процедуры проверки методом научного тыка «малой кровью»:
Делаем следующую процедуру на прогретом двигателе держа обороты 2000 … 2500 rpm, подайте напряжение 12V (либо компьютером команду на открытие OCV 2) на клапан контроля масла VVTL (как тут Диагностика VVT-i)
При исправной системе VVTL двигатель должно «заколбасить».
Предполагаем, что механическая часть в данном случае в порядке, НО, в любом случае, если вы не уверены в целостности лифт болтов, однозначна профилактическая замена!
Затем чистим датчик массового расхода воздуха.
Попутно проверяем, состояние воздушного и топливного фильтров, свечей.
При не исправной системе VVTL, с механической ошибкой, должен гореть сигнал Check Engine.
Процедуры проверки методом научного тыка с разборкой узлов:
a. Снятие узла VVTL-i и чистка его элементов (фильтр, клапан, узел) но тоже не сложные, главное руки иметь.
15338–22010 — прокладка узла VVTL
15678-46010 — масляный фильтр VVTL. если честно, то это обычная сеточка. продувается сжатым воздухом и промывается очистителем. Можно купить и новую. благо стоит в отличии от прокладки 50рублей.
b. Прочистка клапана и фильтра VVT-i.
12255–88600 — прокладка вентиляции картера (можно на старую посадить, можно на высокотемпературный герметик — 2ой раз можно ее уже не отодрать=))
15678-21010 — масляный фильтр VVT. если честно, то это обычная сеточка. продувается сжатым воздухом и промывается очистителем карбюратора. Можно купить и новую. благо стоит в отличии от прокладки 50рублей.
3. Допустим, что в случае проверки оказалось, что обломан один или оба лифт-болта… ) высверливать. Есть отличный англоязычный мануал, не знаю разрешено ли здесь выкладывать перевод.
4. При оборотах свыше 6200 rpm, сильного подхвата нет, ошибки не горят, узлы VVT и VVTL почищены, их фильтры почищены, оба клапана в порядке, лифт болты целые.
Ситуевина не однозначная, более того странная. существует множество вариантов и нюансов, даже никак не связанных с системой лифта.
сразу же нужно провести проверку путем подачи напряжения на клапан VVTL. При рабочей системе, необходимо вспомнить что делалось с машиной в последнее время, или что наоборот, очень долго не делалось =)
Можно предположить что механическая часть целая. так как практически на холостом ходу (2500rpm на стоячей машине) система лифта срабатывает, а на высоких оборотах нет подхвата, возможно не хватает например воздуха, топлива, то есть воздушный фильтр, свечи, топливный фильтр, топливный насос, производительности форуснок (забитые — чистка). Как вариант недостаточная производительность системы выхлопа — забитый катализатор, или ерунда, которую Вам впаяли в сервисе вместо катализатора, и объяснили что это «эмулятор» катализатора, обманка…
VVT-i на двигателях JZ
VVT-i (Variable Valve Timing with intelligence) — система сдвига фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания фирмы Toyota.
Исполнительный механизм VVT-i размещен в шкиве распределительного вала — корпус привода соединен со звездочкой или зубчатым шкивом, ротор — с распредвалом.
Конструкция
Исполнительный механизм VVT-i размещен в шкиве распределительного вала — корпус привода соединен со звездочкой или зубчатым шкивом, ротор — с распредвалом.
Масло подводится с одной или другой стороны каждого из лепестков ротора, заставляя его и сам вал поворачиваться. Если двигатель заглушен, 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 VVT-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 заглушен, золотник перемещается пружиной таким образом, чтобы установился максимальный угол задержки.
Функционирование
Для поворота распределительного вала масло под давлением при помощи золотника направляется к одной из сторон лепестков ротора, одновременно открывается на слив полость с другой стороны лепестка. После того, как блок управления определяет, что распредвал занял требуемое положение, оба канала к шкиву перекрываются и он удерживается в фиксированном положении. Функционирование системы VVT-i определяется условиями работы двигателя на различных режимах.
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.
Рекомендации по эксплуатации:
1. Мыть мотор необходимо с очень большой осторожностью: если вода попадёт в свечные колодцы, то мотор начнёт работать на 3 (и т.п.) цилиндрах и ехать будет нельзя (можно испортить мотор и катализатор, а возможно и задний бачок глушителя). Лучше не мыть вовсе или ЧРЕЗВЫЧАЙНО внимательно.
2. Перед самостоятельной заменой свечей необходимо удостоверится, что в наличии есть ПРОЧНЫЙ свечной ключ на 16. Для замены свечей нужно снять верхнюю часть впускного коллектора. Отсоединять его от шлангов с охл. жидкостью не нужно.
3. В мае, когда много тополиного пуха, необходимо каждый день проверять щель между радиаторами и вычищать оттуда пух, который ведёт к перегреву мотора, если процесс запустить.
Всё остальное не требует особых пояснений и является совершенно обычным.