VVTI – це розроблена «Тойотою» система зміни фаз газорозподілу. Якщо перекласти цю абревіатуру з англійської мови, то система відповідає за інтелектуальне зміщення фаз. Нині на сучасних японських двигунах встановлено друге покоління механізмів. А вперше VVTI почали встановлювати на автомобілі з 1996 року. Система являє собою муфту та спеціальний VVTI-клапан. Останній виконує роль датчика.
Пристрій клапана системи VVTI автомобілів "Тойота"
Елемент складається із корпусу. У зовнішній частині знаходиться керуючий соленоїд. Він відповідає за рух клапана. Також у пристрої є кільця ущільнювачів і роз'єм для підключення датчика.
Загальний принцип роботи системи
Головне керуючий пристрій у цій системі зміщення фаз газорозподілу – це муфта VVTI. За замовчуванням, розробники двигуна проектували фази відкриття клапанів так, щоб отримати хорошу тягу на низьких оборотах мотора. У міру зростання обертів зростає тиск масла, за рахунок якого відкривається клапан VVTI. "Тойота-Камрі" та її двигун 2,4 літра працює за таким же принципом.
Після того, як цей клапан відкриється, розподільний вал повернеться у певне положення щодо шківа. Кулачки на валу мають спеціальну форму, і в процесі повороту елемента впускні клапани відкриватимуться трохи раніше. Відповідно, потім закриватися. Це має найкраще позначитися на потужності і крутному моменті двигуна на високих оборотах.
Детальний опис роботи
Головний керуючий механізм системи (а це муфта) встановлюється на шківу розподільчого валу двигуна. Корпус його з'єднується із зірковим чи Ротор з'єднується безпосередньо з розподільним валом. Олія подається з однієї або з двох сторін до кожного пелюстку ротора на муфті, змушуючи тим самим розподільний вал повертатися. Коли двигун не запущено, система автоматично встановлює максимальні кути затримки. Вони відповідають найпізнішому відкриття та закриття впускних клапанів. Коли двигун запуститься, тиск масла недостатньо сильний, щоб відкрити VVTI-клапан. Щоб уникнути будь-яких ударів у системі, ротор з'єднується з корпусом муфти штифтом, який при зростанні тиску мастила буде віджиматися самою олією.
Управління роботою системи здійснюється за допомогою спеціального клапана. За сигналом з ЕБУ, електричний магніт за допомогою плунжера почне переміщати золотник, тим самим пропускаючи олію в одному або іншому напрямку. Коли двигун зупинено, цей золотник рухається за рахунок пружини так, щоб виставити максимальний кут затримки. Щоб повернути розподільний вал на певний кут, масло під високим тиском за допомогою золотника підводиться до однієї із сторін пелюстків на роторі. Одночасно з цим відкривається на злив спеціальна порожнина. Вона розташована з іншого боку пелюстки. Після того, як ЕБУ зрозуміє, що розподільний вал повернутий на потрібний кут, канали шківа перекриваються і він далі утримуватиметься в цьому положенні.
Типові симптоми проблем VVTI
Отже, система повинна змінювати фази роботи Якщо з нею виникають будь-які проблеми, автомобіль не зможе нормально функціонувати в одному або в декількох робочих режимах. Можна виділити кілька симптомів, які скажуть про несправності.
Так, автомобіль не утримує неодружені обороти на одному рівні. Це свідчить, що VVTI-клапан не працює так, як потрібно. Також про різні неполадки в системі скаже "гальмування" двигуна. Часто при проблемах із цим механізмом зміни фаз відсутня можливість двигуна працювати на низьких оборотах. Ще про проблеми із клапаном може говорити помилка P1349. Якщо на прогрітому силовому агрегаті високі холости оберти, автомобіль зовсім не їде.
Можливі причини несправності клапана
Основних причин несправностей клапана не так вже й багато. Можна виділити дві, що зустрічаються особливо часто. Так, VVTI-клапан може виходити з ладу через те, що є обриви в котушці. В даному випадку елемент не зможе правильно реагувати на передачі напруги. Діагностика несправності легко здійснюється за допомогою перевірки виміру опору обмотки котушки датчика.
Друга причина, через яку клапан VVTI (Toyota) працює неправильно або не працює взагалі - це заїдання в штоку. Причиною таких заїдань може бути банальний бруд, який згодом скупчився в каналі. Також можливо, деформована ущільнююча гумка всередині клапана. У цьому випадку відновити механізм дуже просто – достатньо очистити бруд звідти. Це можна зробити за допомогою відмочування або вимочування елемента у спеціальних рідинах.
Як очистити клапан?
Багато несправностей можна вилікувати за допомогою очищення датчика. Для початку необхідно знайти клапан VVTI. Де знаходиться цей елемент можна побачити на фото нижче. Він обведений на зображенні.
Очищення можна провести за допомогою рідин для очищення карбюраторів. Щоб повністю прочистити систему, знімають фільтр. Цей елемент знаходиться під клапаном - він є заглушкою, в якій є отвір під шестигранник. Фільтр також потрібно очищати цією рідиною. Після всіх операцій залишається тільки зібрати все у зворотному порядку, а потім встановити не впираючись при цьому в сам клапан.
Як перевірити VVTI клапан?
Перевірити, чи клапан працює, дуже просто. Для цього подають на контакти датчика напругу 12 В. Необхідно пам'ятати, що довго тримати елемент під напругою не можна, тому що він не може працювати в таких режимах стільки часу. У момент подачі напруги шток втягнеться усередину. А коли ланцюг розімкнеться, він повернеться назад.
Якщо шток легко переміщається, то клапан повністю справний. Його потрібно лише промити, змастити та можна експлуатувати. Якщо ж він працює не так, як необхідно, тоді допоможе ремонт або заміна клапана VVTI.
Самостійний ремонт клапана
Спершу демонтують регулюючу планку генератора. Потім знімають кріплення замка капота. Це відкриє доступ до осьового болта генератора. Далі відкручують болт, який утримує сам клапан і знімають його. Після цього знімають фільтр. Якщо останній елемент та клапан забруднені, тоді ці деталі очищають. Ремонт являє собою перевірку та мастило. Також можна замінити кільце, що ущільнює. Більш серйозний ремонт неможливо. Якщо деталь не працює, простіше та дешевше замінити її на нову.
Самостійна заміна клапана VVTI
Часто очищення та мастило не забезпечує необхідного результату, і тоді постає питання повної заміни деталі. До того ж багато автовласників після заміни стверджують, що машина почала працювати значно краще і знизилася витрата палива.
Для початку знімають регулюючу планку генератора. Потім знімають кріплення та отримують доступ до болта генератора. Відчиняють болт, яким утримується потрібний клапан. Старий елемент можна витягнути і викинути, але в місце старого ставлять новий. Потім закручують болт і автомобіль можна експлуатувати.
Висновок
Сучасні автомобілі одночасно і добрі, і погані. Погані вони тим, що не кожну операцію, пов'язану з ремонтом та обслуговуванням, можна виконати самостійно. Але заміну цього клапана своїми руками виконати можна, і це великий плюс японському виробнику.
Схема VVT-iW - ланцюговий привід ГРМ на обидва розподільні вали, механізм зміни фаз з лопатевими роторами на зірочках впускного та випускного розподільних валів, розширений діапазон регулювання на впуску. Застосовувалася на двигунах 6AR-FSE, 8AR-FTS, 8NR-FTS, 2GR-FKS.
Система VVT-iW(Variable Valve Timing intelligent Wide) дозволяє плавно змінювати фази газорозподілу відповідно до умов роботи двигуна. Це досягається шляхом повороту розподільного валу впускних клапанів щодо зірочки приводу в діапазоні 75-80 ° (по куту повороту коленвала).
Розширений, порівняно із звичайним VVT, діапазон припадає головним чином кут затримки. На другому розподільчому валу в цій схемі встановлений привід VVT-i.
Система VVT-i (Variable Valve Timing intelligent) дозволяє плавно змінювати фази газорозподілу відповідно до умов роботи двигуна. Це досягається шляхом повороту розподільного валу випускних клапанів щодо зірочки приводу в діапазоні 50-55 ° (по куту повороту колінвала).
Спільна робота VVT-iW на впуску та VVT-i на випуску забезпечує наступний ефект.
1. Режим пуску (EX – випередження, IN – проміжне положення). Для забезпечення надійного запуску використовуються два незалежні фіксатори, що утримують ротор у проміжному положенні.
2. Режим часткового навантаження (EX – затримка, IN – затримка). Забезпечується можливість роботи двигуна за циклом Міллера/Аткінсона, при цьому зменшуються насосні втрати та покращується економічність. Детальніше - .
3. Режим між середнім і високим навантаженням (EX - затримка, IN - випередження). Забезпечується режим т.зв. внутрішньої рециркуляції відпрацьованих газів та покращуються умови випуску.
Керуючий клапан вбудований у центральний болт кріплення приводу (зірочки) до розподільного валу. При цьому масляний канал має мінімальну довжину, забезпечуючи максимальну швидкість відгуку і спрацьовування при низьких температурах. Керуючий клапан наводиться штоком плунжера е/м клапана VVT-iW.
Конструкція клапана дозволяє незалежно керувати двома фіксаторами окремо для контурів випередження та затримки. Це дозволить фіксувати ротор у проміжному положенні управління VVT-iW.
Е/м клапан VVT-iW встановлений у кришці ланцюга приводу ГРМ і з'єднаний безпосередньо з приводом зміни фаз впускного розподільного валу.
Випередження
Затримка
Утримання
Привід VVT-i
На випускному розподільчому валу встановлений привід VVT-i лопатевим ротором (традиційного або нового зразка - з керуючим клапаном, вбудованим у центральний болт). При заглушеному двигуні фіксатор утримує розподільний вал у положенні максимального випередження для забезпечення нормального запуску.
Допоміжна пружина прикладає момент у напрямку випередження для повернення ротора та надійного спрацьовування фіксатора після вимкнення двигуна.
Блок управління за допомогою е/м клапана контролює подачу масла в порожнині випередження та затримки приводу VVT, ґрунтуючись на сигналах датчиків положення розподільних валів. На заглушеному двигуні золотник переміщається пружиною в такий спосіб, щоб забезпечити максимальний кут випередження.
Випередження. Е/м клапан сигналу ECM перемикається в позицію випередження і зсуває золотник керуючого клапана. Моторне масло під тиском надходить до ротора з боку порожнини випередження, провертаючи його разом із розподільним валом у напрямку випередження.
Затримка. Е/м клапан по сигналу ECM перемикається в позицію затримки і зсуває золотник клапана, що управляє. Моторне масло під тиском надходить до ротора з боку порожнини затримки, провертаючи його разом із розподільним валом у напрямку затримки.
Утримання. ECM розраховує необхідний кут випередження відповідно до умов руху, і після встановлення заданого положення перемикає керуючий клапан в нейтральну позицію до наступної зміни зовнішніх умов.
Системи зміни фаз газорозподілу стали революцією для двигунів внутрішнього згоряння, а популярними вони стали завдяки японським моделям 90-х. Але як же найвідоміші системи відрізняються у роботі одна від одної?
Двигуни внутрішнього згоряння із самого свого створення не були максимально ефективними. Середній ККД таких моторів дорівнює 33 відсоткам - вся решта енергія, створена паливно-повітряною сумішшю, що згорає, витрачається марно. Тому будь-який спосіб зробити ДВС більш енергоефективним був затребуваний, а система зміни фаз газорозподілу стала одним із найвдаліших рішень.
Система змінює фази газорозподілу (момент, який кожен клапан відкривається і закривається під час робочого циклу), їх тривалість (момент, коли клапан відкритий) і підйом (наскільки клапан може відкритися).
Як ви знаєте, впускний клапан у двигуні запускає в циліндр паливо-повітряну суміш, яка потім стискається, спалюється і виштовхується в випускний клапан, що відкривається. Ці клапани наводяться в рух штовхачами, якими управляє розподільний вал, використовуючи набір кулачків для ідеального співвідношення закриття та відкриття.
На жаль, звичайні розподільні вали робляться таким чином, що можна керувати тільки відкриттям клапанів. У цьому полягає проблема, оскільки максимальної ефективності клапана повинні закриватися і відкриватися по-різному різних оборотах двигуна.
Наприклад, на великій швидкості роботи мотора впускний клапан потрібно відкривати дещо раніше через те, що поршень рухається настільки швидко, що не дає потрапити всередину достатньої кількості повітря. Якщо клапан відкрити трохи раніше, то циліндр потрапить більше повітря, що збільшить ефективність згоряння.
Тому замість компромісу між розподільними валами для великих і малих оборотів з'явилася система зміни фаз газорозподілу, визнана однією з найефективніших у цій галузі. Різні компанії по-різному інтерпретували цю технологію, тому розберемося з найпопулярнішими з них.
Vanos (або Variable Nockenwellensteuerung) - спроба компанії BMW створити систему зміни фаз газорозподілу, і вперше вона була застосована на моторі M50, що встановлюється на 5-серію в 90-х роках минулого століття. Він також використовує принцип затримування або випередження взаємодії механізмів ГРМ, але з використанням зубчастої передачі всередині шківа розподільного валу, яка рухається разом або проти розподільного валу, змінюючи фази роботи. Цей процес контролюється електронним блоком управління, який використовує тиск олії для руху зубчастої передачі вперед або назад.
Як і у випадку з іншими системами, зубчаста передача рухається вперед для того, щоб відкривати клапан трохи раніше, збільшуючи кількість повітря, що надходить в циліндри і збільшуючи вихідну потужність двигуна. Насправді, спочатку BMW представили одиночний Vanos, який працював лише на впускному розподільному валі в певних режимах на різних оборотах двигуна. Німецька компанія пізніше розробила систему з двома Vanos, яка вважається більш просунутою, оскільки впливає на обидва розподільні вали, а також регулює положення дросельної заслінки. Подвійний Vanos був створений для S50B32, який ставили на BMW M3 у кузові E36.
Зараз практично у кожного великого виробника є власна назва для системи фаз газорозподілу – у Rover це VVC, у Nissan – VVL, а Ford розробили VCT. І в цьому немає нічого дивного, враховуючи, що це одна з найвдаліших знахідок двигунів внутрішнього згоряння. Завдяки їй виробники змогли і зменшити витрати, і збільшити потужність своїх двигунів.
Але з приходом пневматичного керування клапанами ці системи підуть на спокій. Однак зараз – якраз їхній час.
VVTi Toyota що це і як вона влаштована? VVT-i – так назвали конструктори автоконцерну Toyota систему керування фазами газорозподілу, які вигадали свою систему підвищення ефективності роботи двигунів внутрішнього згоряння.
Це не говорить про те, що такі механізми лише у Тойоти, але розглянемо цей принцип на її прикладі.
Почнемо з розшифрування.
Абревіатура VVT-i звучить мовою оригіналу як Variable Valve Timing intelligent, що перекладаємо як інтелектуальну зміну фаз газорозподілу.Вперше на ринку ця технологія представлена компанією Toyota десять років тому, 1996 року. Аналогічні системи є у всіх автоконцернів та брендів, що говорить про їхню користь. Називаються вони, щоправда, все по-різному, плутаючи пересічних автолюбителів.
Що ж привнесла VVT-i до моторобудування? Насамперед – підвищення потужності, рівномірної у всьому діапазоні оборотів. Мотори стали економічнішими, а відтак ефективнішими.
Управління фазами газорозподілу або управління моментом підняття та опускання клапанів відбувається за допомогою повороту на потрібний кут.
Як це реалізовано технічно, розглянемо далі.
Vvti toyota що це чи як працює газорозподіл VVT-i?
Система VVT-i Toyota, що це таке і для чого, ми зрозуміли. Час заглибитись у її нутрощі.
Головні елементи цього інженерного шедевра:
- муфта VVT-i;
- електромагнітний клапан (OCV - Oil Control Valve);
- блок керування.
Алгоритм роботи цієї конструкції простий. Муфта, що є шків з порожнинами всередині і ротором, закріпленим на розподільному валі, заповнюється маслом під тиском.
Порожнини кілька, і за це наповнення відповідає VVT-i клапан (OCV), що діє за командами блоку управління.
Під натиском масла ротор разом із валом може повертатися на певний кут, а вал вже, своєю чергою, визначає, коли підніматися і опускатися клапанам.
У стартовому положенні позиція розподільного валу впускних клапанів забезпечує максимальну тягу на низьких обертах двигуна.
З підвищенням частоти обертання система повертає розподільний вал таким чином, щоб клапани відкривалися раніше і закривалися пізніше - це допомагає збільшити віддачу на високих оборотах.
Як бачимо, технологія VVT-i, принцип роботи якої розглянули, досить проста, проте ефективна.
Розвиток технології VVT-i: що ще вигадали японці?
Є й інші різновиди цієї технології. Так, наприклад, Dual VVT-i управляє роботою не тільки розподільного валу впускних клапанів, а й випускних.
Це дозволило досягти ще вищих параметрів двигунів. Подальший розвиток ідеї отримав назву VVT-iE.
Тут уже інженери Toyota повністю відмовилися від гідравлічного способу управління положенням розподільного валу, який мав ряд недоліків, адже для повороту валу необхідно було, щоб тиск олії піднявся до певного рівня.
Усунути цей недолік вдалося завдяки електромоторам - тепер вони повертають вали. Ось так ось.
Дякуємо за увагу, тепер ви самі можете відповісти будь-кому на запитання «VVT-i Toyota що це таке і як воно працює».
Не забувайте підписуватись на наш блог і до нових зустрічей!
