Vvti система – 3. Способ управления — Электронная система изменения фаз газораспределения (VVT-i) — Диагностика — Каталог статей

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/

как же они все работают?

Системы изменения фаз газораспределения стали революцией для двигателей внутреннего сгорания, а популярными они стали благодаря японским моделям 90-ых. Но как же самые известные системы отличаются в работе друг от друга?

Двигатели внутреннего сгорания с самого своего создания не были максимально эффективными. Средний КПД таких моторов равен 33 процентам — вся остальная энергия, созданная сгорающей топливо-воздушной смесью, тратится впустую. Поэтому любой способ сделать ДВС более энергоэффективным был востребован, а система изменения фаз газораспределения стала одним из самых удачных решений.

Система меняет фазы газораспределения (момент, в который каждый клапан открывается и закрывается во время рабочего цикла), их длительность (момент, когда клапан открыт) и подъём (насколько клапан может открыться).

Как вы знаете, впускной клапан в двигателе запускает в цилиндр топливо-воздушную смесь, которая затем сжимается, сжигается и выталкивается в открывающийся выпускной клапан. Эти клапана приводятся в движение толкателями, которыми управляет распредвал, используя набор кулачков для идеального соотношения закрытия и открытия.

К сожалению, обычные распредвалы делаются таким образом, что можно управлять только открытием клапанов. В этом и заключается проблема, так как для максимальной эффективности клапана должны закрываться и открываться по-разному на разных оборотах двигателя.

Например, на большой скорости работы мотора впускной клапан нужно открывать несколько раньше из-за того, что поршень движется настолько быстро, что не даёт попасть внутрь достаточному количеству воздуха. Если клапан открыть чуть раньше, то в цилиндр попадёт больше воздуха, что увеличит эффективность сгорания.

Поэтому вместо компромисса между распредвалами для больших и малых оборотов появилась система изменения фаз газораспределения, признанная одной из наиболее эффективных в этой области. Разные компании по-разному интерпретировали эту технологию, поэтому давайте разберёмся с самыми популярными из них.

VTEC.

Решение от Honda заключалось в форме распредвала, так как каждый распредвал имел два набора кулачков, смена между которыми происходила в зависимости от оборотов двигателя. VTEC (Variable Valve Timing and Lift Electronic Control) при помощи гидравлики выбирает между одним набором кулачков, когда мотор работает на низких оборотах, и другим, когда он приближается к красной зоне. Такая система в свою очередь позволила одновременно и снизить расход топлива, и повысить мощностные показатели при использовании одного распредвала, сделав моторы Honda очень разносторонними.

Гидравлическое переключение контролируется блоком управления, который использует информацию о давлении масла, температуре двигателя, скорости автомобиля и оборотов двигателя. После этого программа решает, какой из двух вариантов кулачков использовать, используя соленоид, который отправляет масляное давление посредством специфического клапана, а затем запирает механизм штифтом, закрепляя выбор за одним из вариантов.

Такая смена вариантов кулачков подразумевала, что двигатели Honda с VTEC в самом высоком диапазоне оборотов выдают максимальную мощность, как раз после того, как система «срабатывает». И пусть эффект от неё не такой, как от турбины, но многие фанаты всё равно останутся верны VTEC-моторам, рассказывая о том, как они едут на самых высоких оборотах.

VVT-i. 

Система изменения фаз газораспределения от Toyota создана по пути использования шестерён распредвала для изменения отношений между ремнём или цепью ГРМ и распредвалом. Специальный ротор внутри шкива распредвала может вращаться под нагрузкой от пружины, поворачивая распредвал на дополнительные несколько градусов, задерживая или опережая взаимодействие между зубьями шкива и вращающейся цепи. 

Такая система сдвига фаз газораспределения, при которой внутренний ротор в шкиве распредвала может влиять на положение распредвала, тем самым изменяя время взаимодействия кулачков и толкателей, применяется на многих моторах Toyota. Впервые технология была представлена на двигателе 2JZ-GE, устанавливаемом на знаменитую Toyota Supra в кузове A80.

Vanos.

Vanos (или Variable Nockenwellensteuerung) — попытка компании BMW создать систему изменения фаз газораспрделения, и впервые она была применена на моторе M50, устанавливаемом на 5-серию в 90-ых годах прошлого века. Он также использует принцип задерживания или опережения взаимодействия механизмов ГРМ, но с использованием зубчатой передачи внутри шкива распредвала, которая двигается вместе или против распредвала, изменяя фазы работы. Этот процесс контролируется электронным блоком управления, который использует давление масла для движения зубчатой передачи вперёд или назад.

Как и в случае с остальными системами, зубчатая передача движется вперёд для того, чтобы открывать клапана немного раньше, увеличивая количество воздуха, поступающего в цилиндры и увеличивая выходную мощность двигателя. На самом деле, сначала BMW представили одиночный Vanos, который работал только на впускном распредвале в определённых режимах на разных оборотах двигателя. Немецкая компания позже разработала систему с двумя Vanos, которая считается более продвинутой, так как влияет на оба распредвала, а также регулирует положение дроссельной заслонки. Двойной Vanos был создан для S50B32, который ставили на BMW M3 в кузове E36, а также Z3 M. 

Сейчас практически у каждого крупного производителя есть собственной название для системы фаз газораспределения — у Rover это VVC, у Nissan — VVL, а Ford разработали VCT. И в этом нет ничего удивительного, учитывая, что это одна из самых удачных находок для двигателей внутреннего сгорания. Благодаря ей производители смогли и уменьшить расход, и увеличить мощность своих моторов.

Но с приходом пневматического управления клапанами эти системы уйдут на покой. Однако сейчас — как раз их время. 

 

Конструкция системы VVT-i — Tech Doc Toyota

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 VVT-i, не возникало уда­ров в механизме, ротор соединяется с корпусом стопорным штифтом (затем штифт отжимается давлением масла).

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.

Управление VVT-i осуществляется при помощи клапана VVT-i (OCV — Oil Control Valve).

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.

Следующая запись

Пн Июн 13 , 2011

Система VVT-i (Variable Valve Timing intelligent — изменение фаз газорас­пределения) позволяет плавно из­менять фазы газораспределения в соответствии  с условиями  работы двигателя. Это достигается путем поворота распределительного вала впускных клапанов относительно ва­ла выпускных в диапазоне 40 — 60° по углу поворота коленвала). результате изменяются момент на­чала открытия впускных клапанов и величина […]

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.

Описание работы системы VVT-i — Tech Doc Toyota

Система VVT-i (Variable Valve Timing intelligent — изменение фаз газорас­пределения) позволяет плавно из­менять фазы газораспределения в соответствии  с условиями  работы двигателя. Это достигается путем поворота распределительного вала впускных клапанов относительно ва­ла выпускных в диапазоне 40 — 60° по углу поворота коленвала).

результате изменяются момент на­чала открытия впускных клапанов и величина времени «перекрытия» (то есть времени, когда выпускной клапан еще не закрыт, а впускной — уже от­крыт).

При повороте распределительного вала в сторону более раннего открытия клапанов.

При повороте распределительного вала в сторону более позднего
откры­тия клапанов.

В режиме удержания.

Следующая запись

Пн Июн 13 , 2011

1. Наденьте шкив системы VVT на коленчатый вал, совместив штифт распределительного вала с отвер­стием в шкиве. Зафиксируйте шкив в этом положении. 2. Поверните шкив системы VVT по хо­ду часовой стрелки (как показано на рисунке), немного надавливая на него в направлении распределительного ва­ла. При совмещении штифта и шпо­ночной канавки окончательно устано­вите […]

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.

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о