8-900-374-94-44
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.
anti-testdrive.ru
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.
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:
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.
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:
Читайте также
Похожие статьи
avtonov.com
1. 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).
 |
 |
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.
 При повороте распредвала в сторону более раннего открытия клапанов |
 При повороте распредвала в сторону более позднего открытия клапанов |
 В режиме удержания |
 |
|
Режим |
№ |
Фазы |
Функции |
Эффект |
|
Холостой ход |
1 |
Установлен угол поворота распределительного вала, соответствующий самому позднему началу открытия впускных клапанов (максимальный угол задержки). «Перекрытие» клапанов минимально, обратное поступление газов на впуск минимально. | Двигатель стабильнее работает на холостом ходу, снижается расход топлива | |
|
Низкая нагрузка |
2 |
Перекрытие клапанов уменьшается для минимизации обратного поступление газов на впуск. | Повышается стабильность работы двигателя | |
|
Средняя нагрузка |
3 |
Перекрытие клапанов увеличивается, при этом снижаются «насосные» потери и часть отработавших газов поступает на впуск | Улучшается топливная экономичность, снижается эмиссия NOx | |
|
Высокая нагрузка, частота вращения ниже средней |
4 |
Обеспечивается раннее закрытие впускных клапанов для улучшения наполнения цилиндров | Возрастает крутящий момент на низких и средних оборотах | |
|
Высокая нагрузка, высокая частота вращения |
5 |
Обеспечивается позднее закрытие впускных клапанов для улучшения наполнения на высоких оборотах | Увеличивается максимальная мощность | |
|
При низкой температуре охлаждающей жидкости |
— |
Устанавливается минимальное перекрытие для предотвращения потерь топлива | Стабилизируется повышенная частота вращения холостого хода, улучшается экономичность | |
|
При запуске и остановке |
— |
Устанавливается минимальное перекрытие для предотвращения попадания отработавших газов на впуск | Улучшается запуск двигателя |
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.
| При повороте распредвала в сторону более раннего открытия клапанов | При повороте распредвала в сторону более позднего открытия клапанов | В режиме удержания |
Евгений, Москва
© Легион-Автодата
autodata.ru
В этом блоге подробно расскажу Вам о разновидностях Тойотовской системы сдвига фаз газораспределения ДВС.
Система VVT-i.
VVT-i — это фирменная система газораспределительного механизма от корпорации 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 достаточно простой: основным управляющим устройством является муфта VVT-i. Изначально фазы открытия клапанов спроектированы, что хорошая тяга присутствует при низких оборотах. После того, как обороты значительно поднимаются, а вместе с ними увеличивается и давление масла, которое открывает клапан VVT-i. После того как клапан открыт, распредвал поворачивается на определенный угол относительно шкива. Кулачки имеют определенную форму и при повороте коленвала открывают впускные клапана немного раньше, а закрывают позже, что благоприятно сказывается на увеличении мощности и крутящего момента на высоких оборотах.
Система VVTL-i.
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. В этой системе распредвал не просто поворачивается в муфте VVT относительно шкива, плавно регулируя время открытия впускных клапанов, но и еще при определенных условиях работы двигателя опускает клапана глубже в цилиндры. Причем подъем клапанов реализован на обоих распредвалах, т.е. для впускных и выпускных клапанов.
Если внимательно посмотреть на распредвал, то можно увидеть, что для каждого цилиндра и 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 позволяя большому кулачку передавать силу нажатия на коромысло. Под тапочком находится стопорный штифт, который приводится в действие давлением масла.
Принцип работы следующий: при повышенной нагрузке на высоких оборотах ЭБУ подает сигнал на дополнительный клапан VVT — он практически такой же как и на самой муфте, за исключением небольших 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 хорошо тянет на низах и выстреливает на верхах, улучшается топливная экономичность. Недостатками является пониженная экологичность, из-за чего система в такой конфигурации не долго 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 — это фирменная система газораспределительного механизма Toyota Motor Corporation. От английского Variable Valve Timing — intelligent by Electric motor, что в переводе означает интеллектуальное изменение фаз газораспределения с помощью электромотора.
Ее смысл точно такой же как у системы VVTL-i. Отличие заключается в самой реализации системы. Распредвалы отклоняются на определенный угол для опережения или запаздывания относительно звездочек с помощью электродвигателя, а не давлением масла, как на предыдущих моделях VVT. Теперь работа системы не зависит от уровня 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 небольшое и оно не способно сдвинуть лопасть муфты VVT.
VVT-iE не имеет недостатков предыдущих версий, т.к. никак не зависит от моторного масла и его давления. Так же у этой системы есть еще один плюс — способность точно позиционировать смещение распредвалов в зависимости от условий работы двигателя. Система начинает свою работу начиная с начала запуска мотора и до его полной остановки. Ее работа способствует высокой экологичности современных двигателей Toyota, максимальной топливной эффективности и мощности.
Принцип работы следующий: электромотор вращается вместе с распредвалом в режиме его скорости вращения. При необходимости электромотор либо притормаживается, либо наоборот ускоряется относительно звездочки распредвала, тем самым делая смещения распредвала на необходимый угол, опережая или задерживания фазы газораспределения.
Система VVT-iE впервые дебютировала в 2007-м году на Lexus LS 460, установленная в двигатель 1UR-FSE.
Система Valvematic.
Valvematic – это инновационная система газораспределения компании Toyota, которая позволяет плавно менять высоту подъема клапанов в зависимости от условий работы двигателя. Данная система применяется на бензиновых двигателях. Если разобраться, то система Valvematic – это, ни что иное как, усовершенствованная технология VVTi. При этом новый механизм работает совместно с уже привычной системой изменения времени открытия клапанов.
При помощи новой системы Valvematic двигатель становится экономичнее до 10 процентов, так как эта система контролирует количество впускаемого в цилиндр воздуха, и обеспечивает на выходе более низкое содержание углекислого газа, тем самым повышает мощность двигателя. Механизмы VVT-i, которые исполняют главную функцию, помещены внутрь распредвалов. Корпуса приводов соединяются с зубчатыми шкивами, а ротор — с распредвалами. Масло обволакивает либо одну сторону лепестков ротора, либо вторую, тем самым заставляя ротор и вал проворачиваться. Для того чтобы при запуске двигателя не появились удары, ротор делает соединяется стопорным штифтом к корпусу, затем штифт отходит под давлением масла.
Теперь о плюсах данной системы. Самым значимым из них является экономия топлива. А так же благодаря системе Valvematic увеличивается мощность двигателя, т.к. происходит постоянная регулировка высоты подъема клапана в момент открытия и закрытия впускных клапанов. И конечно же не забудем про экологию… Система Валвематик существенно сокращает выбросы углекислых газов в атмосферу, до 10-15% в зависимости от модели двигателя. Как у любого технологического новшества, у системы Valvematic также есть негативные отзывы. Одной из причин таких отзывов является посторонний звук в работе ДВС. Этот звук напоминает цоканье плохо отрегулированных зазоров клапанов. Но он проходит после 10-15тыс. км.
В настоящий момент система Valvematic устанавливается на автомобили Toyota с объемами двигателей 1.6, 1.8 и 2.0 литра. Впервые система была опробована на автомобилях Toyota Noah. А затем устанавливалась на двигатели серии ZR.
autoportal.pro
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 …
СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ
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.
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.
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).
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.
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!
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.
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 же вот мы с вами и рассмотрели основные виды фазовращателей и просто систем газораспределения без них. Кто не особо понял посмотрите видео версию, там я постараюсь рассказать все просто и на пальцах.
НА этом заканчиваю, думаю, моя статья была для вас полезна, подписывайтесь на наш сайт и канал YOUTUBE, искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.
avto-blogger.ru
VVT-i расшифровывается как Variable Valve Timing with intelligence, то есть «интеллектуальное изменение фаз клапанов». Она является более поздним аналогом ниссановской N-VCT. Принцип ее работы основан на вращении распределительного вала относительно приводной шестерни с помощью гидромуфты (фазовращателя).
В зависимости от давления масла внутри муфты распредвал поворачивается (не прекращая вращения) на тот или иной угол по отношению к шестерне. Система VVT-i может изменять угол поворота распредвала для трех разных режимов работы двигателя.
На двигателях с классической системой ГРМ распредвал настроен «компромиссно», чтобы впускные клапаны открывались чуть раньше, чем поршень в четвертом такте достигнет верхней мертвой точки и вытолкнет все отработанные газы в систему выпуска через выпускные клапаны.
Делается это потому, что воздух (или топливовоздушная смесь) поступает в камеру сгорания не сразу после открытия впускного клапана, а с небольшой задержкой. Соответственно, клапан нужно открыть пораньше, чтобы пока поршень внизу, в камеру сгорания успело попасть побольше воздуха или смеси. Правда, когда впускной клапан открывается с опережением (когда еще не закрылся выпускной), в систему впуска попадает некоторое количество отработавших газов.
На средних и высоких оборотах это не вредно, скорее – полезно. Некоторая часть газов, не успевшая покинуть цилиндр через выпускной клапан, сжигается повторно, отчего больше частиц СО2 и NO2 разлагается на безопасные элементы. Кроме того, в момент, когда открыты впускные клапаны вместе с выпускными, газы более интенсивно выходят из камеры сгорания, и поршню легче двигаться наверх. Соответственно, на преодоление сопротивления газов тратится меньше полезной мощности, и падает расход топлива.
Однако на холостых оборотах во впускной коллектор поступает мало воздуха, и давление в системе впуска низкое. В результате во впускаемый воздух или топливовоздушную смесь попадает слишком много отработавших газов, и получившаяся в итоге смесь плохо горит.
Поэтому VVT-i на холостых оборотах заставляет распредвал смещаться чуть назад, отчего впускные клапаны открываются позже обычного – тогда, когда поршень находится в верхней мертвой точке и отработанных газов в цилиндре нет. В результате газы из впуска и выпуска не смешиваются, мотор работает ровно (что от него на холостых, собственно, и требуется).
В режиме спокойной езды «в полпедали», когда дроссельная заслонка открыта примерно наполовину, VVT-i возвращает распредвал в среднее положение, поворачивая его чуть вперед. Соответственно, впускные клапаны открываются чуть раньше, и во впуск успевает попасть некоторое количество отработанных газов. Поскольку давление на впуске уже достаточно высокое, эти газы более успешно выталкиваются обратно в цилиндр, и слишком много во впуск их не попадает. Как мы уже говорили раньше, выхлопные газы в этом режиме лучше разлагаются, сопротивление поршню в четвертом такте снижается, и двигатель, опять же, работает так, как требует от него обстановка.
Когда дроссельная заслонка открыта полностью, от мотора требуется уже максимум отдачи. Система VVT-i сдвигает распредвал вокруг своей оси еще чуть вперед. Соответственно, впускные клапаны открываются еще раньше, но более высокое давление на впуске почти не дает просочиться туда выхлопу.
Зачем нужно открывать клапан еще раньше? Чтобы в цилиндр попало максимум воздуха или топливовоздушной смеси! Но на высоких оборотах также важно закрыть клапан сразу после того, как цилиндр наполнился. Это происходит до того, как поршень достигнет нижней мертвой точки. Если клапаны будут открыты хотя бы на чуть-чуть в тот момент, когда поршень снова пойдет наверх, часть смеси просочится обратно во впуск и не сгорит. Меньше сгоревшей смеси – меньше энергии, ниже эффективность работы двигателя.
Итак, еще раз: на холостых оборотах впускные клапаны поздно закрываются и поздно открываются, на средних – открываются и закрываются в режиме двигателя с классическим ГРМ, а на высоких – рано открываются и рано закрываются.
Важно понимать, что поворачиваясь относительно шестерни, распредвал не прекращает своего вращения. То есть, под воздействием муфты он либо кратковременно «обгоняет» коленвал, либо наоборот «отстает».
Сам поворот вала относительно шестерни обеспечивают лепестки ротора внутри гидравлической муфты. Перемещает лепестки моторное масло, которое подается в муфту под давлением.
Масло в муфту подает электромагнитный клапан. Команду на его открытие дает электронный блок управления двигателем. Тот, в свою очередь, получает информацию о нагрузке на двигатель от датчика расхода воздуха и датчика положения дроссельной заслонки. Для контроля за ситуацией ЭБУ также мониторит температуру двигателя с помощью датчика температуры охлаждающей жидкости, а также фиксирует текущее положение коленвала (через датчик положения коленвала) и распредвалов (через датчики Холла).
В этом получасовом фильме наглядно показаны суть и принцип работы системы VVT-i.
Развивая свою технологию VVT-i, компания Toyota вскоре сумела скомбинировать ее с системой регулировки высоты поднятия клапанов, изначально реализованной Honda в своей VTEC. Так появилось следующее поколение системы – VVTL-i, Variable Valve Timing and Lift with intelligence.
knowcar.ru
Клапан Vvt-i является системой смещения газораспределяющих фаз автомобильного двигателя внутреннего сгорания от производителя фирмы Тойота.
В данной статье размещены ответы на такие довольно распространенные вопросы:
Клапан VVTI
Основной механизм размещается в шкиве распредвала. Корпус соединяется вместе с зубчастым шкивом, а ротор с распредваликом. Смазывающее масло доставляется к механизму клапана с любой из сторон каждого лепесткового ротора. Таким образом клапана и распределительный валик начинает вращаться. В тот момент, когда автомобильный двигатель находится в заглушенном состоянии устанавливается максимальный угол задержания. Это означает что определяется угол, который соответствует самому последнему произведению открытия и закрытия впускающих клапанов. Благодаря тому, что ротор соединен с корпусом при помощи стопорного штифта сразу после запуска, когда давление маслянистой магистрали недостаточно для произведения эффективного руководства клапаном, не могут возникать какие-либо удары в механизме клапана. После этого стопорной штифт открывается при помощи давления, которое оказывает на него масло.
В чем же заключается принцип действия Vvt-i? Vvt-i обеспечивает возможность плавного изменения газораспределительных фаз, соответствуя со всеми условиями функционирования автомобильного двигателя. Такая функция обеспечивается благодаря произведению поворота распредвала впускающих клапанов по отношению к валикам выпускающих клапанов, по углу поворачивания коленчатого валика от сорока до шестидесяти градусов. В итоге происходит изменение момента начального открывания впускающего клапана, а также количество времени, когда выпускающие клапаны находится в закрытом положении, а выпускающие в открытом. Руководство представленным типом клапана происходит благодаря сигналу, который исходит от блока руководства. После поступления сигнала электронный магнит по плунжеру передвигает главный золотник, пропуская при этом масло в любом направлении.
В тот момент, когда автомобильный двигатель не функционирует, золотник передвигается при помощи пружинки так, чтобы расположиться максимальный угол задержки.
Для произведения распредвала масло под определенным давлением с помощью золотника перемещается в одну из сторон ротора. В этот же момент происходит открытие полости с другой стороны лепестков для сливания масла. После определения блоком руководства расположения распределительного валика, все каналы шкива закрываются, таким образом, он удерживается в зафиксированном положении. Работа механизма данного клапана осуществляется несколькими условиями функционирования автомобильного двигателя с различными режимами.
Установленный клапан VVTI
Всего существует семь режимов функционирования автомобильного двигателя и вот их перечень:
Нарушение функционирования, как правило, сопровождается множеством признаков, поэтому логичнее всего будет сначала рассмотреть эти признаки.
Итак, к основным признакам нарушения нормального функционирования являются такие:
Теперь можно переходить к рассмотрению процесса очищения Vvti. Проводить очищение Vvti мы будем пошагово.
Итак, алгоритм проведения очищения Vvti:
Довольно часто возникает необходимость проведения ремонта клапана, так как просто его очищение не всегда эффективно.
Итак, для начала давайте разберемся с основными признаками необходимости проведения ремонта:
Давайте рассмотрим основные причины неисправности клапана:
Алгоритм проведения ремонта клапана:
Нередко очищение и ремонт клапана не дает особы результатов и тогда возникает необходимость полной его замены. К тому же, многие автолюбители утверждают, что после проведения замены клапана транспортное средство станет работать намного лучше и затраты топлива снизятся приблизительно до десяти литров.
Следовательно, возникает вопрос: Как правильно нужно заменять клапан?. Проводить замену клапана мы будем пошагово.
Итак, алгоритм замены клапана:
autodont.ru