что это за система на Toyota, как работает VVTi
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:
- 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.
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.
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.
Читайте также: Что такое TFSI двигатель, его устройство и принцип работы.
Видео на тему
Похожие публикации
Неисправный клапан vvti. Где находится VVTI-клапан и как его проверить
Принцип работы системы
Принцип действия системы VVT-I способствует плавному изменению фазы газораспределения, в зависимости от условий работы силового агрегата. Это происходит за счет поворота распредвала впускных клапанов по отношению к приводящей шестерне в пределах от 40 до 60 градусов.
Привод VVT, оснащенный лопастным ротором, монтируется на впускном валу. Если мотор находится в состоянии покоя, то нормальный запуск обеспечивается специальным фиксатором, удерживающем распределительный вал в положении максимальной задержки.
1 — управляющий клапан VVT-i, 2 — датчик положения распредвала, 3 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 4 — датчик положения коленвала, 5 — привод VVT
За счет электромагнитного клапана, управляемого электронным блоком, осуществляется регулировка подачи масла в полости задержки и опережения привода VVT. Информация по дозировке подаваемого масла берется от сигналов датчика положения распределительных валов. Максимальный угол задержки на заглушенном моторе, создается благодаря золотнику, который перемещается специальной пружиной.
Команды на электромагнитный клапан поступают от блока управления двигателем. В зависимости от конкретного режима мотора, может происходить следующее:
клапан переходит в режим опережения и сдвигает золотник управляющего механизма. При этом поток масла направляется к ротору со стороны полости опережения, поворачивая распределительный вал;
Движение масла внутри клапана и муфты VVT-I
- клапан переходит в режим задержки и перемещает золотник управляющего механизма. При этом поток масла направляется к ротору со стороны полости задержки, что приводит к вращению распредвала в туже сторону;
- удержания клапана в нейтральном положении при отсутствии изменений.
Возможные причины неисправности клапана
Основных причин неисправностей клапана не так уж и много. Можно выделить две, которые встречаются особенно часто. Так, VVTI-клапан может выходить из строя по причине того, что есть обрывы в катушке. В данном случае элемент не сможет верно реагировать на передачи напряжения. Диагностика неисправности легко осуществляется при помощи проверки измерения сопротивления обмотки катушки датчика.
Вторая причина, по которой клапан VVTI (Toyota) работает неправильно или же не работает вообще — это заедания в штоке. Причиной таких заеданий может быть банальная грязь, которая со временем скопилась в канале. Также возможно, деформирована уплотняющая резинка внутри клапана. В этом случае восстановить механизм очень просто — достаточно очистить грязь оттуда. Это можно сделать с помощью отмачивания или вымачивания элемента в специальных жидкостях.
Lifehack Блог Диагностика VVT-i
Эта запись в продолжение темы о разборе и дефектовки контроллера VVT-i (Ерундовый Блог. Муфта VVT-i). А точнее это скорее всего предистория. Так как сначала нужно диагностировать поломку, а потом что либо дефектовать, разбирать и чинить.В свое время, мне достаточно часто приходилось отвечать на вопросы, касающиеся работоспособности VVTL или VVT, об ошибках P1349, P1693 и т.д.
Вдруг у Вас загорелась ошибка советующая выкинуть двигатель (Check Engine), но ничего особенного не происходит, машина как ехала так и ехала, только со временем приходит осознание того, что она стала больше есть топлива, и менее приёмиста на средних оборотах.Считав ошибку, допустим что Вы получили одну из самых распространенных ошибок VVT этоP1349 или P1346Если P1349 — прямо намекает на дефект механизма VVT, то P1346 сигнализирует об ошибке связанной с датчиком определения положения распредвала, но так или иначе, может говорить, о нарушениях в работе VVT, например неверных Фазах ГРМ.
Диагностика.В первую очередь необходимо определить Какой именно из узлов делает нам мозг.Рассмотри основные 3 механических неисправности1. Фильтр клапана VVT
Банальная сеточка, но она может быть немного грязной )
и тем самым приводить к нарушению работы системы VVT2. OCV VALVE, он же VVT Solenoid, он же клапан VVTДостаточно нежный прибор, представляющий из себя несколько портовый Соленоид, перепускающий масло в тот или иной канал (на опережение или запаздывание вала).Многие люди предполагают, что он работает и управляется по алгоритму «открыл» — «закрыл» — «удержал давление»Не совсем так. VVT клапан управляется ECU по ШИМ, причем делается это непрерывно.Вот как работает клапан в двигателе
Хоть устройство клапана банальное, но работая в агрресивной среде часто страдают слабые места, например деформация уплотнительного кольца, приводит в залипанию штока, или же ослабление возвратной пружины, не возвращает клапан в первоначальное положение.И так… диагностируем.Берем 2 провода желательно с коннекторами
Подключаем к клапану и к аккумулятору, второй полюс пока не соединяем
Замыкаем второй провод на плюс (без фанатизма, короткими замыканиями, можно спалить обмотку) и слушаем
Щелкает ходит туда сюда… Если не щелкает… то тоже в принципе все понятно.Однако, небольшая поправочка. Этот клапан может прекрасно работать когда вы снимите его из двигателя, но не работать в самом двигателе.Это связано с тем, что клапан может клинить только в нагретом состоянии.Поэтому перед этим тестом, прогрейте двигатель до рабочей температуры…
3. Муфта VVTДопустим клапан рабочий. Следующий Тест — это активация контроллера VVT. Так же можно осуществить без наличия диллерского сканера.Заводим двигатель, и подаем на клапан VVT напряжение
Если в работе двигателя не происходит никаких изменений… То контроллер VVT скорее мертв чем жив )Что должно было произойти?Подавая напряжение, вы открываете канал, который приводит Муфту VVT в положение соответствующее максимальному перекрытию впускных и выпускных клапанов.
На холостом ходу, двигатель не может работать с таким перекрытием, так как увеличивается прорыв выхлопных газов во впуск. И двигатель глохнет.
Если давление масла в системе достаточно… то механически там просто больше нечему ломаться.
Проводка, электроника, фазы ГРМ и датчик положения распредвала.при P1346 следует проверить, правильно ли выставлены метки фаз ГРМ, а так же работоспособность датчика, целостность проводки, нет ли окисления в разъемах… Ну и самое плохое и туго диагностируемое — это ECU…
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.
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.
Плавное включение или Fiat MultiAir, BMW Valvetronic, Nissan VVEL, Toyota Valvematic
Хотите плавности пожалуйста, и тут первой в разработках была компания (барабанная дробь) – FIAT. Кто бы мог подумать, они первые создали систему MultiAir, она еще более сложная, но более точная.
«Плавная работа» здесь применена на впускных клапанах, причем распредвала здесь вообще нет. Он сохранился только на выпускной части, но он имеет воздействие и на впуск (наверное запутал, но постараюсь объяснить).
Принцип работы. Как я сказал, здесь есть один вал, и он руководит и впускными и выпускными клапанами. ОДНАКО если на «выпускные» он воздействует механически (то есть банально через кулачки), то вот на впускные воздействие передается через специальную электро-гидравлическую систему. На валу (для впуска) есть что-то типа «кулачков», которые нажимают не на сами клапана, а на поршни, а те передают приказания через электромагнитный клапан на рабочие гидроцилиндры открывать или закрывать. Таким образом, можно добиться нужного открытия в определенный период времени и оборотов. При малых оборотах, узкие фазы, при высоких – широкие, и клапан выдвигается на нужную высоту ведь здесь все управляется гидравликой или электрическими сигналами.
Это позволяет сделать плавное включение в зависимости от оборотов двигателя. Сейчас такие разработки есть также у многих производителей, таких как — BMW (Valvetronic), Nissan (VVEL), Toyota (Valvematic). Но и эти системы не идеальны до конца, что опять не так? Собственно здесь опять же есть привод ГРМ (который забирает на себя около 5% мощности), есть распредвал и дроссельная заслонка, это опять забирает много энергии, соответственно крадет КПД, вот бы от них отказаться.
Система Toyota VVTL-i. Первое знакомство
Рис. 6
что кулачки разные. И работают они абсолютно по-разному. Сначала давайте посмотрим рисунок, который я откопал в Интернете, а потом я попытаюсь посвоему объяснить его работу.
На рисунке, сверху-вниз:
— работа при низкой и средней нагрузках— работа при высокой нагрузке
Когда мотор работает на ХХ на холостом ходу, или с минимальной нагрузкой, то распредвал работает по маленькому кулачку. Стоит перейти на режим набора мощности и ЭБУ, «видя это желание», включает «лифт подъема клапанов» посредством клапана, практически идентичному VVT-i . На фото ниже показаны два клапана и на них я написал обозначения фломастером, какой клапан с какой системы. Разница между клапанами лишь в нескольких градусах «уха крепления»:
Так выглядит на моторе клапан в корпусе с датчиком давления масла:
На фото ниже: Блок управления «лифтом» на столе. И обратная его сторона, где видны каналы, которые в нужный момент открываются и закрываются для подачи моторного масла в полость распредвалов
|
|
|
Маслянные каналы в головке блока цилиндров для распределительных валов:
Когда открывается дополнительный масляный канал, давление масла сдвигает стопорный штифт, и мотор уже работает по профилю большего кулачка. На рисунке 6 (выше, стр. 3), хорошо видно, «на сколько раньше и на сколько больше» отрываются клапана, и «на сколько позже» закрываются. А следит за всем этим ЭБУ по показаниям датчика положения распредвала,- фото ниже, датчик справа:
и датчику давления масла (фото ниже, датчик справа):
А жалоба, с которой обратился Клиент, решилась заменой клапана управления муфтой VVT-i.
Терещенко Андрей
Кандидат в СОЮЗ автомобильных Диагностов
Обсуждение статьи на нашем форуме: http://forum.autodata.ru/7/13755/
Фазовращатель в ДВС. Что это такое и основной принцип работы. Разберем VVT, VVT-i, CVVT, VTC, VANOS, VTEC и прочие » AutoSoftos.com Автомобильный ПОРТАЛ – программы для диагностики, чип-тюнинг, изменение пробега, книги по ремонту авто
Эффективность двигателя внутреннего сгорания зачастую зависит от процесса газообмена, то есть наполнения воздушно-топливной смеси и отвода уже отработанных газов. Как мы уже с вами знаем, этим занимается ГРМ (газораспределительный механизм), если правильно и «тонко» настроить его под определенные обороты, можно добиться очень не плохих результатов в КПД. Инженеры давно бьются над этой проблемой, решать ее можно различными способами, например воздействием на сами клапана или же поворотом распределительных валов.
Чтобы клапана ДВС работали всегда правильно и не были подвержены износу, вначале появились просто «толкатели», затем гидрокомпенсаторы, но этого оказалось мало, поэтому производители начали внедрение так называемых «фазовращателей» на распределительные валы.
Зачем вообще нужны фазовращатели?
Чтобы это понять что такое фазовращатели и зачем они нужны, прочтите для начала полезную информацию. Все дело в том, что двигатель работает не одинаково на различных оборотах. Для холостых и не высоких оборотов идеальными будут «узкие фазы», а для высоких – «широкие».
Узкие фазы – если коленчатый вал вращается «медленно» (холостой ход), то объем и скорость отвода отработанных газов также невелики. Именно здесь идеально применять «узкие» фазы, а также минимальное «перекрытие» (время одновременного открытия впускных и выпускных клапанов) – новая смесь не проталкивается в выпускной коллектор, через открытый выпускной клапан, но и соответственно отработанные газы (почти) не проходят во впускной. Это идеальное сочетание. Если же сделать «фазирование» — шире, именно при невысоких вращениях коленчатого вала, то «отработка» может смешаться с поступающими новыми газами, снизив тем самым ее качественные показатели, что однозначно снизит мощность (мотор станет неустойчиво работать или даже заглохнет).
Широкие фазы – когда обороты растут, соответственно растет и объем и скорость перекачиваемых газов. Здесь уже важно быстрее продувать цилиндры (от отработки) и быстрее загонять в них поступающую смесь, фазы должны быть «широкими».
Конечно же руководит открытиями обычный распределительный вал, а именно его «кулачки» (своеобразные эксцентрики), у него есть два конца – один как бы острый, он выделяется, другой просто сделан полукругом. Если конец острый — то происходит максимальное открытие, если округлый (с другой стороны) – максимальное закрытие.
НО у штатных распределительных валов – НЕТ регулировки фаз, то есть они их не могут расширить или сделать уже, все же инженеры задают усредненные показатели – что-то среднее между мощностью и экономичностью. Если завалить валы в одну из сторон, то эффективность, либо экономичность двигателя упадет. «Узкие» фазы, не дадут ДВС развивать максимальную мощность, а вот «широкие» — не буде нормально работать на малых оборотах.
Вот бы регулировать в зависимости от оборотов! Это и было изобретено – по сути это и есть система регулирования фаз, ПОПРОСТОМУ — ФАЗОВРАЩАТЕЛИ.
Принцип работы
Сейчас не будем лезть вглубь, наша задача понять, как они работают. Собственно обычный распредвал на конце имеет распределительную шестерню, которая в свою очередь соединяется с ремнем или цепью ГРМ.
Распредвал с фазовращателем на конце имеет немного другую, измененную конструкцию. Здесь располагаются две «гидро» или электроуправляемые муфты, которые с одной стороны также зацепляются за привод ГРМ, а с другой стороны с валами. Под воздействием гидравлики или электроники (есть специальные механизмы) внутри этой муфты могут происходить сдвиги, таким образом, она может немного поворачиваться, тем самым меняя открытие или закрытие клапанов.
Нужно отметить, что не всегда фазовращатель устанавливается на два распредвала сразу, бывает что один находится на впускном или на выпускном, а на втором просто обычная шестерня.
Как обычно процессом руководит ЭБУ, которая собирает данные с различных датчиков двигателя, таких как положения коленчатого вала, холла, частота вращения двигателя, скорости и т.д.
Сейчас я вам предлагаю рассмотреть основные конструкции, таких механизмов (думаю так у вас больше проясниться в голове).
VVT (Variable Valve Timing), KIA-Hyundai (CVVT), Toyota (VVT-i), Honda (VTC)
Одними из первых предложили поворачивать коленвал (относительно начального положения), компания Volkswagen, со своей системой VVT (на ее основе построили свои системы много других производителей)
Что в нее входит:
Фазовращатели (гидравлические), установлены на впускном и выпускном валу. Они подключены к системе смазки мотора (собственно это масло и закачивается в них).
Если разобрать муфту то внутри есть специальная звездочка наружного корпуса, которая неподвижно соединена с валом ротора. Корпус и ротор при накачивании масла могут смещаться относительно друг друга.
Механизм закрепляется в головке блока, в ней есть каналы для подводки масла к обеим муфтам, контролируются потоки двумя электрогидравлическими распределителями. Они кстати также закрепляются на корпусе головки блока.
Помимо этих распределителей в системе много датчиков – частоты коленчатого вала, нагрузки на двигатель, температуре охлаждающей жидкости, положения распред и колен валов. Когда нужно повернуть откорректировать фазы (например — высокие или низкие обороты), ЭБУ считывая данные дает приказания распределителям подавать масла в муфты, они открываются и давление масла начинает накачивать фазовращатели (тем самым они поворачиваются в нужную сторону).
Холостой ход – поворачивание происходит таким образом, чтобы «впускной» распредвал обеспечил более позднее открытие и позднее закрытие клапанов, а «выпускной» разворачивается так — чтобы клапан закрывался намного раньше до подхода поршня в верхнюю мертвую точку.
Получается, что количество отработанной смеси снижается почти до минимума, причем она практически не мешает на такте впуска, это благоприятно сказывается на работе мотора на холостых оборотах, его стабильности и равномерности.
Средние и высокие обороты – здесь задача выдать максимальную мощность, поэтому «поворачивание» происходит таким образом, чтобы задержать открытие выпускных клапанов. Таким образом, остается давление газов на такте рабочего хода. Впускные в свою очередь открываются после достижение поршня верхней мертвой точки (ВМТ), и закрываются после НМТ. Таким образом, мы как бы получаем динамический эффект «дозарядки» цилиндров двигателя, что несет за собой увеличение мощности.
Максимальный крутящий момент – как становится понятно, нам нужно как можно больше наполнять цилиндры. Для этого нужно намного раньше открывать и соответственно намного позже закрывать впускные клапана, сберечь смесь внутри и не допустить ее выхода обратно в впускной коллектор. «Выпускные» же в свою очередь, закрываются с некоторым опережением до ВМТ, чтобы оставить небольшое давление в цилиндре. Думаю это понятно.
Таким образом, сейчас работает много похожих систем, из них самые распространенные Renault (VCP), BMW (VANOS/Double VANOS), KIA-Hyundai (CVVT), Toyota (VVT-i), Honda (VTC).
НО и эти не идеальные, они могут только смещать фазы в одну или другую сторону, но не могут реально «сузить» или «расширить» их. Поэтому сейчас начинают появляться более совершенные системы.
Honda (VTEC), Toyota (VVTL-i), Mitsubishi (MIVEC), Kia (CVVL)
Чтобы дополнительно регулировать поднятие клапана, были созданы еще более продвинутые системы, но родоначальницей была компания HONDA, со своим мотором VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control). Суть в том, что кроме изменения фаз, эта система может больше поднимать клапана, тем самым улучшая наполнение цилиндров или отвод отработанных газов. У HONDA сейчас используется уже третье поколение таких моторов, которые впитали в себя сразу обе системы VTC (фазовращатели) и VTEC (поднятие клапана), и сейчас она называется – DOHC i-VTEC.
Система еще более сложная, она имеет продвинутые распредвалы в которых есть совмещенные кулачки. Два обычных по краям, которые нажимают на коромысла в обычном режиме и средний более выдвинутый кулачок (высокопрофильный), который включается и нажимает клапана скажем после 5500 оборотов. Эта конструкция имеется на каждую пару клапанов и коромысел.
Как же работает VTEC? Примерно до 5500 об/мин мотор работает в штатном режиме, используя только систему VTC (то есть крутит фазовращатели). Средний кулачок как бы не замкнут с двумя другими по краям, он просто вращается в пустую. И вот при достижении высоких оборотов, ЭБУ дает приказание на включение системы VTEC, начинает закачиваться масло и специальный штифт выталкивается вперед, это позволяет замкнуть все три «кулачка» сразу, начинает работать самый высокий профиль – теперь именно он давит пару клапанов, на которые рассчитана группа. Таким образом, клапан опускается намного больше, что позволяет дополнительно наполнить цилиндры новой рабочей смесью и отвести больший объем «отработки».
Стоит отметить, что VTEC стоит и на впускном и выпускном валах, это дает реальное преимущество и прирост мощности на высоких оборотах. Прирост примерно в 5 – 7%, это очень хороший показатель.
Стоит отметить, хотя ХОНДА была первой, сейчас похожие системы используются на многих автомобилях, например Toyota (VVTL-i), Mitsubishi (MIVEC), Kia (CVVL). Иногда как например в моторах Kia G4NA, используется лифт клапанов только на одном распредвалу (здесь только на впускном).
НО и у этой конструкции есть свои недостатки, и самый главный это ступенчатое включение в работу, то есть едите до 5000 – 5500 и дальше чувствуете (пятой точкой) включение, иногда как толчок, то есть нет плавности, а хотелось бы!
Плавное включение или Fiat (MultiAir), BMW (Valvetronic), Nissan (VVEL), Toyota (Valvematic)
Хотите плавности пожалуйста, и тут первой в разработках была компания (барабанная дробь) – FIAT. Кто бы мог подумать, они первые создали систему MultiAir, она еще более сложная, но более точная.
«Плавная работа» здесь применена на впускных клапанах, причем распредвала здесь вообще нет. Он сохранился только на выпускной части, но он имеет воздействие и на впуск (наверное запутал, но постараюсь объяснить).
Принцип работы. Как я сказал, здесь есть один вал, и он руководит и впускными и выпускными клапанами. ОДНАКО если на «выпускные» он воздействует механически (то есть банально через кулачки), то вот на впускные воздействие передается через специальную электро-гидравлическую систему. На валу (для впуска) есть что-то типа «кулачков», которые нажимают не на сами клапана, а на поршни, а те передают приказания через электромагнитный клапан на рабочие гидроцилиндры открывать или закрывать. Таким образом, можно добиться нужного открытия в определенный период времени и оборотов. При малых оборотах, узкие фазы, при высоких – широкие, и клапан выдвигается на нужную высоту ведь здесь все управляется гидравликой или электрическими сигналами.
Это позволяет сделать плавное включение в зависимости от оборотов двигателя. Сейчас такие разработки есть также у многих производителей, таких как — BMW (Valvetronic), Nissan (VVEL), Toyota (Valvematic). Но и эти системы не идеальны до конца, что опять не так? Собственно здесь опять же есть привод ГРМ (который забирает на себя около 5% мощности), есть распредвал и дроссельная заслонка, это опять забирает много энергии, соответственно крадет КПД, вот бы от них отказаться.
FreeValve
Отказ полностью от валов, дросселя и привода ГРМ (цепь или ремень) выносят многие производители, но первыми сделали это Шведы в своем суперкаре Koenigsegg, который кстати развивает аж 1500 л.с.
Как это устроено? Вместо валов здесь находятся специальные электромагнитные актуаторы, в которых встроены пневматические пружины. ЭБУ контролирует каждый такой клапан и способна открывать и закрывать его очень быстро (до 100 раз в секунду) и на любое расстояние которое нужно. Это позволяет регулировать фазы на любое заданное значение! И ЭТО РЕАЛЬНО ОЧЕНЬ КРУТО.
Испытания показали, что такой мотор до 30% мощнее и эффективнее чем аналоги с распределительной системой, а также он экономичен на эти же 30%. Плавность хода здесь на высоте.
Минусом пока является что такой мотор, шумный, такое количество электромагнитных клапанов создает щелканье при открытие, причем оно нарастает при повышении оборотов. Также стоимость агрегата пока очень высока, но если его запустить в серию цена может значительно упасть.
Что такое Двигателя VVT-i
Эта система обеспечивает оптимальный момент впуска в каждом цилиндре для данных конкретных условий работы двигателя. VVT-i практически устраняет традиционный компромисс между большим крутящим моментом на низких оборотах и большой мощностью на высоких. Также VVT-i обеспечивает большую экономию топлива и настолько эффективно снижает выбросы вредных продуктов сгорания, что отпадает необходимость в системе рециркуляции выхлопных газов.
Двигатели VVT-i устанавливаются на всех современных автомобилях Toyota. Аналогичные системы разрабатываются и применяются рядом других производителей (например, система VTEC от Honda Motors). Система VVT-i разработки Toyota заменяет предыдущую систему VVT (2-ступенчатая система управления с гидравлическим приводом), используемую с 1991 г. на 20-клапанных двигателях 4A-GE. VVT-i используется с 1996 г. и управляет моментом открытия и закрытия впускных клапанов путем изменения передачи между приводом распредвала (ремнем, шестерней или цепью) и собственно распредвалом. Для управления положением распредвала используется гидравлический привод (двигательное масло под давлением).
В 1998 г. появился Dual («двойной») VVT-i, управляющий и впускными, и выпускными клапанами (впервые устанавливался на двигателе 3S-GE на RS200 Altezza). Также двойной VVT-i используется на новых V-образных двигателях Toyota, например, на 3,5-литровом V6 2GR-FE. Такой двигатель устанавливается на Avalon, RAV4 и Camry в Европе и Америке, на Aurion в Австралии и на различных моделях в Японии, в т. ч. Estima. Двойной VVT-i будет использоваться в будущих двигателях Toyota, в том числе новом 4-цилиндровом двигателе для нового поколения Corolla. Кроме того, двойной VVT-i используется в двигателе D-4S 2GR-FSE на Lexus GS450h.
За счет изменения момента открытия клапанов пуск и стоп двигателя практически незаметны, т. к. компрессия минимальна, а катализатор очень быстро нагревается до рабочей температуры, что резко снижает вредные выбросы в атмосферу. VVTL-i (расшифровывается как Variable Valve Timing and Lift with intelligence) Основанная на VVT-i, система VVTL-i использует распредвал, обеспечивающий также регулирование величины открытия каждого клапана при работе двигателя на высоких оборотах. Это позволяет обеспечить не только более высокие обороты и большую мощность двигателя, но и оптимальный момент открытия каждого клапана, что приводит к экономии топлива.
Система разработана при сотрудничестве с компанией Yamaha. Двигатели VVTL-i устанавливаются на современных спортивных автомобилях Toyota, таких как Celica 190 (GTS). В 1998 г. Toyota начала предлагать новую технологию VVTL-i для двухраспредвального 16-клапанного двигателя 2ZZ-GE (один распредвал управляет впускными, а другой выпускными клапанами). На каждом распредвале имеется по два кулачка на цилиндр: один для низких оборотов, а другой для высоких (с большим открытием). На каждом цилиндре – два впускных и два выпускных клапана, и каждая пара клапанов приводится в движение одним качающимся рычагом, на который воздействует кулачок распредвала. На каждом рычаге есть подпружиненный скользящий толкатель (пружина позволяет толкателю свободно скользить по «высокооборотному» кулачку, не воздействуя при этом на клапаны). Когда частота вращения вала двигателя ниже 6000 об./м, на качающийся рычаг воздействует «низкооборотный кулачок» через обычный роликовый толкатель (см. рис.). Когда же частота превышает 6000 об./м, компьютер управления двигателем открывает клапан, и давление масла сдвигает шпильку под каждым скользящим толкателем. Шпилька подпирает скользящий толкатель, в результате чего он уже не движется свободно на своей пружине, а начинает передавать качающемуся рычагу воздействие от «высокооборотного» кулачка, и клапаны открываются больше и на большее время.
1ZR-FE 1.6 16v Dual VVTi 120/125 л.с
Добрый день, сегодня мы проведем обзор бензинового мотора автомобиля Тойота Королла — Toyota 1ZR-FE Dual VVTi объемом 1.6 литра на 16 клапанов (120/125 лошадиных сил) и рассмотрим особенности, характеристики, надежность, устройство, ресурс, интервалы обслуживания, отзывы, частые болячки (проблемы и недоработки) атмосферного двигателя. Кроме того, выясним, насколько экономичен, практичен в ремонте, а также, какими сильными и слабыми сторонами обладает японский силовой 1.6-литровый агрегат, входящий в моторную гамму «ЗР-серия«, который около 13 лет устанавливается на одни из самых популярных машин на планете — Toyota Corolla и Toyota Auris.
Международная премьера бензиновой силовой установки с заводским индексом 1ZR-FE с системой Дуал ВВТи на 16 клапанов состоялась в 2006 году на автосалоне в Токио, под видом абсолютно нового высокотехнологичного мотора, который предназначался для обновленного модельного ассортимента компании «Тойота«. Первоначально, разработанный японскими инженерами 1.6-литровый двигатель серии 1ZR-FE, автоконцерн ставил на модели, предназначенные для внутреннего рынка, но чуть позже появилась международная версия этого двс. Массовая сборка среднеобъемого силового агрегата началась в начале 2007 года и продолжается до сегодняшнего дня. Производство тойотовских двигателей успешно налажено всего на двух заводах-подразделениях компании (в США — город Колумбус, в Китае — город Нянькин). Для справки отметим, что японским мотором компонуются только переднеприводные автомодели концерна. Реализация двс Toyota 1.6 1ZR-FE осуществляются в странах Европы, Азии и Северной Америки. Атмосферный двигатель серии 1ZR-FE вот уже более десятка лет является штатным силовым узлом легендарной Тойота Королла. Стоит сказать, что существует еще одна версия обозреваемой силовой установки, созданная специально для китайского рынка, которая имеет свой собственный заводской индекс 4ZR-FE (справочно: почти ничем не отличается от международной версии).
Каким строением, устройством и конструкцией обладает тойотовский мотор 1.6 1ZR-FE?
Конструкция рассматриваемого силового агрегата относится к классической, которая характерна для японского моторостроения середины 2000-х годов. Ключевой компонент двигателя — блок, рассчитанный на рядное расположение 4-х цилиндров, который сделан из высокоплавкого алюминия с вставленными в него чугунными гильзами и установленной рубашкой охлаждения открытого типа. Головка блока цилиндров, рассчитанная на 16 клапанов также, как и блок отлита из высокоплавкого алюминия, оснащена двумя распределительными валами, а также гидрокомпенсаторами. Механизм газораспределения компонуется однорядной цепью ГРМ и системой фазорегуляции (на впускном и выпускном валах) модификации Dual VVTi.
Топливная система рассматриваемого двигателя оснащается инжектором, а впрыск топлива тут распределенный, он же MPI. Во впускном коллекторе устанавливается «умная» система ACIS, которая меняет длину впускного тракта, в зависимости от режима работы мотора. Другими словами, ACIS − это специальная система, управляющая изменением геометрии впускного коллектора, способствующая увеличению выходной мощности и крутящего момента силовой установки. Кроме того, тойотовский мотор компонуется электронной дроссельной заслонкой типа ETCS-i, благодаря чему серия 1ZR-FE с легкостью вписывается в жесткие экологические нормы Euro-5.
Технические особенности и параметрические показатели бензинового мотора Тойота 1ZR-FE 1.6 16v
Какой расход бензина характерен для атмосферника Toyota серии 1ZR-FE объемом 1.6 литра?
Ниже в таблице приведена справочная информация по расходу топлива двигателем Тойота 1ZR-FE 1.6 Dual VVTi в городском/загородном/смешанном режимах, заявленная заводом-изготовителем, на примере, легковой модели Toyota Corolla 2012 года выпуска с механической коробкой переключения передач.
Какие еще модели (поколения с годами выпуска) оснащаются двс 1.6 1ZR-FE на 16 клапанов?
Какими сильными и слабыми сторонами славится бензиновый силовой агрегат Toyota 1ZR-FE 1.6 16v?
Какие распространенные неполадки, проблемы и болячки имеет силовая установка Toyota 1.6 1ZR-FE?
На основе отзывов многих автовладельцев и мнений специалистов, которые легко найти на профильных сайтах, посвященных машинам, на примере ресурсов Drive2.ru/Drom.ru, знакомые почти каждому автолюбителю, мы составили условный список с самыми распространенными поломками, зачастую возникающие в процессе эксплуатации японского двигателя Toyota 1.6 1ZR-FE на 16 клапанов с системой Dual VVTi.
1. Болячки мотора первых лет выпуска. Как бы не было для кого-то удивлением, но рассматриваемый японский силовой агрегат по праву считается одним из самых надежных в линейке «ZR«, а все потому, что капризной системы Valvematic к большой радости многих автовладельцев тут нет. Однако моторы с Dual VVTi первых лет все же имели немало других неполадок, самая известная из которых — прогрессирующий масложор и повышенное нагарообразование в камерах сгорания топлива. Стоит сказать, что к 2009-2010 годам, производитель практически разобрался с нагарообразованием и немного приструнил жор масла.2. Малый срок службы цепи ГРМ. Как утверждают автомеханики, на пробегах от 130 до 180 тысяч километров, многим автовладельцам приходится преждевременно обновлять цепной привод ГРМ по причины растяжения. При замене цепи ГРМ, автоспециалисты рекомендуют осматривать фазорегуляторы системы Dual VVTi, так как продолжительность жизни их также невелика.
3. Частые течи масла и охлаждающей жидкости. Не относится к надежным компонентам двигателя и водяная помпа, которая в большинстве случаев начинает течь уже до 60 тысяч килмоетров пробега. Кроме того, моторное масло очень любит сочится в местах натяжителя цепи ГРМ, причем замена уплотнительной прокладки не всегда помогает до конца избавиться от данной проблемы.
4. Мелкие неполадки и недоработки. К мелкой головной боли автовладельца машины с японским мотором можно отнести течи смазки из-под клапанной крышки; часто потеющие уплотнительные кольца топливных форсунок; периодическое заклинивание клапанов системы VVTi, а также плавающие обороты двс на холостом ходу, из-за чрезмерного загрязнения дроссельной заслонки электронного типа.
Периодичность прохождения регламентного техобслуживания двс Тойота 1.6 1ZR-FE 16v с Dual VVTi
Какие силовые установки других производителей являются аналогами Toyota серии 1ZR-FE 1.6 16v?
Во сколько оценивается новый и поддержанный тойотовский двс серии 1ZR-FE 1.6 на 16 клапанов?
Видео: «Диагностика и пути снижения масложора в двигателе Toyota Corolla/Auris — 1ZR-FE/1ZR-FAE 1.6 16v»
В заключении отметим, что ресурс 1.6-литрового 16-ти клапанного бензинового силового агрегата серии 1ZR-FE с системой фазорегуляции Dual VVTi, заявленный заводом-изготовителем автоконцерном Тойота, ориентировочно составляет 220-250 тысяч километров пробега до капитального ремонта. Однако очень часто в реальности, при регламентном обслуживании японского атмосферника автовладельцем, срок службы данной силовой установки нередко доходит до замены 300-330 тысяч километров пробега.
Toyota разрабатывает новую технологию двигателя VVT-i
Повышенная экономия топлива и снижение выбросов NOx и углеводородовПерекрытие клапанов (момент, когда впускные и выпускные клапаны открыты), создаваемое непрерывным широким контролем времени впускных клапанов в зависимости от нагрузки и скорости двигателя, увеличивает экономию топлива и снижает выбросы NOx и углеводородов.
В обычном бензиновом двигателе дроссельная заслонка управляет впуском воздуха, когда педаль акселератора нажата не полностью (движение с частичной нагрузкой).Это создает вакуумное давление в цилиндре, вызывая дополнительную нагрузку на поршень (насосные потери).
Напротив, двигатель с VVT-i увеличивает время открытия впускного клапана во время движения с частичной нагрузкой, увеличивает перекрытие клапанов и втягивает частичный выхлопной газ обратно в цилиндр. Это дает три результата: (1) пониженное давление внутри цилиндра снижается для уменьшения потерь на впуске и увеличения экономии топлива; (2) температура горения понижается для уменьшения выбросов NOx; и (3) несгоревший газ возвращается в камеру сгорания для повторного сжигания, восстанавливая углеводороды.
Клапаны не перекрываются для стабилизации сгорания, когда двигатель работает на холостом ходу, а частота вращения на холостом ходу снижается для улучшения экономии топлива.
Увеличенный крутящий момент и мощностьВ условиях движения с высокой нагрузкой, требующих высокого крутящего момента и мощности, синхронизация впускных клапанов регулируется оптимально (непрерывно и широко) в зависимости от частоты вращения двигателя. Эффект инерции всасывания полностью используется для увеличения всасываемого воздуха, таким образом увеличивая крутящий момент и мощность.
Чтобы увеличить количество всасываемого воздуха, время закрытия впускного клапана должно определяться в зависимости от эффекта инерции впуска и возврата всасываемого воздуха, вызванного поднимающимся поршнем.Оптимальные сроки изменения в зависимости от оборотов двигателя.
Двигатель VVT-i увеличивает крутящий момент на низких и средних оборотах за счет предварительного управления закрытием впускного клапана в диапазонах низких и средних оборотов. При увеличении частоты вращения двигателя момент закрытия впускного клапана замедляется, чтобы увеличить мощность.
Что значит VVT-I? — VVT-I Определения
Вы ищете значения VVT-I? На следующем изображении вы можете увидеть основные определения VVT-I.При желании вы также можете скачать файл изображения для печати или поделиться им с другом через Facebook, Twitter, Pinterest, Google и т. Д. Чтобы увидеть все значения VVT-I, прокрутите вниз. Полный список определений приведен в таблице ниже в алфавитном порядке.