VVT-i (Variable Valve Timing with intelligence) — система сдвига фаз газораспределения двигателя внутреннего сгорания фирмы Toyota. 

   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.

 

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.

 

Система VVTL-i

   VVTL-i —  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.

   Toyota VVTL-i - самый сложный проект VVT. Его мощные функции включают в себя:  - Непрерывное регулирование фаз газораспределения - двухступенчатый клапан с изменяемым клапаном плюс длительность открытия клапана - применительно к впускным и выпускным клапанам Система может рассматриваться как комбинация существующих VVT-i и VTEC от Honda , хотя механизм переменного подъема отличается от механизма Honda.


   Как и VVT-i, изменение фаз газораспределения осуществляется путем смещения фазового угла всего распределительного вала вперед или назад с помощью гидравлического привода, прикрепленного к концу распределительного вала. Время рассчитывается системой управления двигателем в соответствии оборотами двигателя, ускорением, подъемом вверх или вниз по склону и т.д. Кроме того, вариация является непрерывной в широком диапазоне до 60 °, поэтому только одна вариация по времени, пожалуй, самая совершенная конструкция до сих пор. 

   То, что делает VVTL-i лучше обычного VVT-i, является «L»-Lift, что означает подъем (подъем клапана). Давайте посмотрим на следующую иллюстрацию:


   Как и VTEC, система Toyota использует одиночный следящий рычаг, чтобы приводить в действие оба впускных клапана. Он также имеет 2 кулачковых лепестка, действующие на этот ведущий рычаг, у кулачков разные профили - один с более длинным профилем продолжительности открытия клапана (для высокой скорости), другой с более коротким профилем продолжительности открытия клапана (для низкой скорости). При малой скорости медленный кулачок приводит в действие ведомый качающийся рычаг с помощью роликоподшипника (для уменьшения трения). Высокоскоростной кулачок не оказывает никакого влияния на качающийся следящий механизм, поскольку между гидравлическим толкателем имеется достаточное расстояние. 
 
<Крутящий момент (синяя кривая)

   Когда обороты двигателя проходят пороговую точку, скользящий клин подталкивается гидравлическим давлением, чтобы заполнить пространство. Высокоскоростной кулачок становится эффективным. Обратите внимание, что быстрый кулачок обеспечивает более длительную продолжительность открытия клапана, в то время как скользящий штифт добавляет подъем клапана. (Для Honda VTEC продолжительность и подъем выполняются кулачковыми лепестками)

Очевидно, что переменная длительность открытия клапана представляет собой двухэтапную конструкцию, в отличие от непрерывной конструкции Rover VVC. Однако VVTL-i предлагает переменный подъем, который очень сильно поднимает свою выходную мощность. Сравнивая с Honda VTEC и аналогичные конструкции для Mitsubishi и Nissan, система Toyota имеет бесступенчатую фазу кулачка, которая помогает ей достичь гораздо более низкой и средней гибкости. Поэтому он легко является самым универсальным VVT на момент написания. Однако он также более сложный и дорогостоящий.


Преимущество Непрерывная фазировка кулачков улучшает подачу крутящего момента в широком диапазоне оборотов; Переменный подъем и продолжительность улучшают высокую мощность вращения.
Недостаток Более сложные и дорогие

   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.

Система Dual VVT-i

   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.

Система VVT-iE

   VVT-iE — 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.

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить