Vvt iw toyota что это
Обновлено: 14.05.2024
Схема VVT-iE - цепной привод ГРМ, механизм изменения фаз с электроприводом на впуске и традиционный гидравлический VVT на выпуске. Применяется на двигателях серии UR (1UR-FSE, 2UR-FSE).
Система VVT-iE (Variable Valve Timing intelligent Electric) позволяет плавно изменять фазы газораспределения в соответствии с условиями работы двигателя. Это достигается путем поворота распределительного вала впускных клапанов относительно звездочки привода в диапазоне 40° (по углу поворота коленвала). Для регулировки используется электромотор, что позволяет эффективно функционировать при низких температурах или при низкой частоте вращения коленчатого вала и небольшом давлении масла. Привод действует сразу с момента включения, поэтому может обеспечивать наиболее оптимальные фазы при запуске.
Система VVT-i (Variable Valve Timing intelligent) позволяет плавно изменять фазы газораспределения в соответствии с условиями работы двигателя. Это достигается путем поворота распределительного вала выпускных клапанов относительно звездочки привода в диапазоне 35° (по углу поворота коленвала).
 |
| Привод ГРМ (серия UR). 1 - электромотор привода VVT-iE, 2 - клапан VVT-i, 3 - датчик положения коленчатого вала, 4 - датчик положения распределительного вала (впуск), 5 - датчик положения распределительного вала (выпуск), 6 - датчик температуры охлаждающей жидкости, 7 - датчик положения распределительного вала. |
 |
| Серия UR. |
На серии UR цепь привода ГРМ вращает впускной распредвал и от него короткой соединительной цепью приводится выпускной распредвал.
Привод VVT-iE
Привод состоит из рычажного механизма, поворачивающего распредвал, и циклоидального редуктора.
 |
| Привод VVT-iE. 1 - электромотор, 2 - крышка (шестерня статора), 3 - ротор, 4 - ведомая шестерня, 5 - спиральная шайба, 6 - рычаги, 7 - водило, 8 - корпус (звездочка), 9 - впускной распредвал. |
Рычажный механизм состоит из корпуса (соединен со звездочкой цепи привода ГРМ), водила (соединено с распредвалом) и соединяющих их спиральной шайбы и рычагов.
Циклоидальный редуктор состоит из крышки (с шестерней статора), ротора (соединен с электромотором) и ведомой шестерни (имеющей на 1 зуб больше, чем шестерня статора) и сцепленной с ротором. При провороте ротора электромотором на 1 оборот, ведомая шестерня смещается в том же направлении на 1 зуб.
 |
| Работа редуктора VVT-iE. 1 - водило, 2 - статор, 3 - ведомая шестерня, 4 - метка. |
Через редуктор вращается спиральная шайба, сцепленная с ведомой шестерней. Рычаги передают вращение от спиральной шайбы на водило, вращая распредвал и изменяя фазы газораспределения.
Электромотор VVT-iE включает в себя бесщеточный электродвигатель постоянного тока, управляющий блок EDU и датчик вращения на эффекте Холла. EDU служит посредником между блоком управления двигателем и электродвигателем привода, контролируя направление и частоту его вращения.
 |
| Электромотор привода VVT-iE. 1 - EDU, 2 - электродвигатель, 3 - датчик частоты вращения (на эффекте Холла). |
Управление фазами основано на разнице частот вращения электродвигателя и распредвала. В режиме удержания частоты вращения равны. В режиме опережения электродвигатель вращается быстрее распредвала. В режиме задержки электродвигатель вращается медленнее распредвала (в том числе и в противоположном направлении).
 |
| Режимы работы электромотора. |
Опережение. По сигналу ECM электродвигатель вращается быстрее распредвала. Через редуктор спиральная шайба поворачивается по часовой стрелке. При этом рычаги, вставленные в спиральные пазы, смещаются к оси распредвала и поворачивают водило вместе с распредвалом в направлении опережения.
 |
Задержка. По сигналу ECM электродвигатель вращается медленнее распредвала. Через редуктор спиральная шайба поворачивается против часовой стрелки. При этом рычаги, вставленные в спиральные пазы, смещаются от оси распредвала и поворачивают водило вместе с распредвалом в направлении задержки.
 |
Удержание. При достижении нужных фаз, по сигналу ECM электродвигатель вращается с той же скоростью, что и распредвал. При этом рычажный механизм фиксируется и сохраняет значение фаз.
Привод VVT-i
На выпускном распредвалу установлен стандартный привод VVT-i с лопастным ротором. При заглушенном двигателе фиксатор удерживает распредвал в положении максимального опережения для обеспечения нормального запуска.
Вспомогательная пружина прикладывает момент в направлении опережения для возврата ротора и надежного срабатывания фиксатора после выключения двигателя.
Vvt iw toyota что это
Type VVT-iW - timing drive by single chain for both camshafts, variable valve timing mechanism with a blade rotor in the sprockets of the intake and exhaust camshafts, an extended range of adjustment at the intake. Applied for engines: 6AR-FSE, 8AR-FTS, 8NR-FTS, 2GR-FKS.
VVT-iW system (Variable Valve Timing - intelligent Wide) allows to smoothly change the valve timing according to engine operating conditions. This is achieved by rotating the intake camshaft relative to the drive sprocket in the range of 75-80° (crankshaft rotation angle).
Extended range, compared with the conventional VVT, goes mainly on the retard side. At the second camshaft in this scheme traditional VVT-i drive is installed.
 |
VVT-i system (Variable Valve Timing - intelligent) allows to smoothly change the valve timing according to engine operating conditions. This is achieved by rotating the exhaust camshaft relative to the drive sprocket in the range of 50-55° (crankshaft rotation angle).
Combined action of intake VVT-iW and exhaust VVT-i provides the following effect.
1. Starting (EX - advance, IN - intermediate). To ensure reliable starting two independent lock pins are used to hold the rotor in the intermediate position.
2. Partial load (EX - rertard, IN - retard). Allows engine operation over Miller / Atkinson cycle, reducing pumping losses and improves fuel efficiency. More details - see here.
3. Medium to high load (EX - retard, IN - advance). Provides so-called internal exhaust gas recirculation, and improved exhaust.
 |
VVT-iW actuator
VVT-iW actuator with a bladed rotor is installed to the intake camshaft. Two lock pins hold the rotor at the intermediate position. Auxiliary spring torque applied in the advance direction to return the rotor to intermediate position for reliable locks operation. It provides normal engine start, stopped at retard position.
 |
| VVT-iW actuator. 1 - central bolt, 2 - auxiliary spring, 3 - front cover, 4 - rotor, 5 - lock pin, 6 - housing (sprocket), 7 - rear cover, 8 - intake camshaft. a - locking groove. |
The oil control valve is integrated into the central bolt. Wherein the control oil passage has a minimum length to provide maximum response rate and normal response at low temperatures. The control valve is driven by VVT-iW solenoid plunger.
 |
| a - reset, b - to advance chamber, c - to retard chamber, d - motor oil, e - to lock pin. |
Valve design allows independent control of the two lock pins separately for advance and retard circuits. It allows to fix the rotor in an intermediate position of VVT-iW control.
 |
| 1 - outer pin, 2 - inner pin. a - engaged, b - free, c - oil, d - locking groove. |
VVT-iW solenoid is einstalled to the timing chain cover and connected directly to the variable valve timeing actauator.
 |
| 1 - VVT-iW solenoid. a - coil, b - plunger, c - rod. |
Advance. ECM switches solenoid to an advance position and shifts the spool of the control valve. Engine oil under pressure is supplied to the rotor in advance chamber, turning it together with the camshaft in the advance direction.
 |
| 1 - rotor, 2 - from ECM, 3 - VVT-iW solenoid. a - direction of rotation, b - retard chamber, c - advance chamber, d - to advance chamber, e - from retard chamber, f - drain, g - oil pressure. |
Retard. ECM switches solenoid to an retard position and shifts the spool of the control valve. Engine oil under pressure is supplied to the rotor in retard chamber, turning it together with the camshaft in the retard direction.
 |
| 1 - rotor, 2 - from ECM, 3 - VVT-iW solenoid. a - direction of rotation, b - retard chamber, c - advance chamber, d - to advance chamber, e - from retard chamber, f - drain, g - oil pressure. |
Hold. ECM calculates the target angle according to the driving conditions, and after the set position achieved it switches the control valve to the neutral position until the next change of external conditions.
VVT-i actuator
VVT-i actuator with a bladed rotor is installed to the exhaust camshaft (traditional or new type - with the oil control valve integrated in the central bolt). When the engine stopped the lock pin holds the rotor at maximum advance position for normal starting.
Auxiliary spring torque applied in the advance direction to return the rotor and reliable operation of the lock after switching off the engine.
Модели Toyota, оснащенные технологией
Система VVT-i и немного о моторах Toyota
VVT-i — это фирменная система газораспределительного механизма Тойота. От английского Variable Valve Timing with intelligence, что в переводе означает интеллектуальное изменение фаз газораспределения.
Это второе поколение системы изменения фаз газораспределения Тойота. Устанавливается на автомобили начиная с 1996-го года.
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.
*Распределительный вал двигателя внутреннего сгорания предназначен для управления процессом впрыска в рабочую камеру топливной смеси и своевременного отвода из нее продуктов сгорания. Рабочие кулачки, расположенные по всей длине распредвала, совершают толкательные движения, и тем самым участвуют в процессе открытия и закрытия подпружиненных клапанов. Те в свою очередь в определенные рабочие фазы открывают и перекрывают впускные отверстия для подачи обогащенного кислородом топлива и выпуска выхлопных газов.
Распределительный вал при проектировании двигателей, как правило, всегда располагается в непосредственной близости от клапанных групп, то есть в блоке, объединяющем головки цилиндров. Такая компоновка обусловлена необходимостью снижения нагрузок связанных с инерционностью тел вращения, и повышения жесткости конструктивных элементов газораспределительного механизма.
В V-образных двигателях внутреннего сгорания каждый ряд цилиндров может обслуживаться одним или двумя распредвалами. Если в конструкцию двигателя заложена одновальная схема, то распределительный вал осуществляет управление впрыском топлива и выпуском продуктов сгорания. При такой схеме распределения на каждом цилиндре стоят два клапана. При использовании двухвального механизма распределения, один вал управляет клапанами впуска, а другой клапанами выпуска. При такой схеме распределения на каждом цилиндре стоит четыре клапана (два впускных и два выпускных).
Каждый распределительный вал конструктивно состоит из рабочих кулачков, имеющих сложную криволинейную форму, и опорных шеек. Шеек, как правило, на одну больше. Каждый клапан управляет одним кулачком. Кулачки, обладая сложной формой поверхности, при вращении вала обеспечивают в определенные фазы работы двигателя, закрытие клапанов и их открытие. Кулачки распределительного вала могут непосредственно взаимодействовать с толкателями клапанов, или воздействовать на них через коромысло.
Для изготовления распределительных валов применяют чугунные отливки, или поковки из высокопрочных и износостойких марок стали. Во время работы, распределительный вал совершает вращательное движение, базируясь в разъемных опорах выполняющих функции подшипников скольжения. Число опор всегда равно количеству опорных шеек распредвала, и всегда на одну превышает количество рабочих камер. В качестве разъемных опор применяются специальные тонкостенные стальные вкладыши, имеющие антифрикционное покрытие. Все вкладыши по мере износа подлежат периодической замене.
В конструкции опор распределительного вала кроме радиальных подшипников скольжения имеется один упорный подшипник. Его функция заключается в предотвращении возможного осевого смещения вала. Конструктивно этот подшипник располагается, как правило, в непосредственной близости от приводного механизма. Для обеспечения надежной и долговечной работы распределительного вала, рабочие кулачки и опорные шейки подвергаются принудительной смазке подаваемой под давлением от маслонасоса по специальным каналам. В современных конструкциях двигателей внутреннего сгорания, для повышения эффективности работы газораспределительного механизма очень часто применяют специальные системы, изменяющие во времени фазы впрыска топливной смеси и отвода отработанных газов, такие как VVT-i, VVT-iE, Valvematic и аналогичные. Внедрение подобных мер позволяет снизить объемы потребляемого топлива и уровень токсичности выхлопных газов. На практике используется несколько методов изменения фаз впрыска топливной смеси и выпуска продуктов сгорания:
Изменение угловой ориентации распредвала при разных режимах эксплуатации механизма
Использование для управления клапаном нескольких кулачков с различными криволинейными контурами
Смещение оси вращения коромысла.
Вращательное движение на распределительный вал подается от коленчатого вала. В двигателях внутреннего сгорания, работающих по четырехтактной схеме, скорость вращения распредвала в два раза ниже скорости коленчатого вала.
На подавляющем большинстве двигателей приводящих в движение легковые автомобили, крутящий момент на распредвал подается посредством сегментно-ременной либо цепной передачи. Эти виды передач хорошо себя зарекомендовали как на бензиновых, так и на дизельных двигателях. На старых моделях вращение на распредвал передавалось посредством шестеренчатой передачи.
Цепная передача представляет собой шарнирно соединенные металлические звенья, обегающие ведущую и ведомые звездочки. Для стабильной и надежной работы цепной передачи в данном приводе задействованы натяжной и успокоительный ролики. Одна цепная передача может приводить в движение два распредвала.
Обладая множеством достоинств, цепной привод имеет один существенный недостаток. Он заключается в том, что со временем металлические звенья растягиваются, и тем самым увеличивают действительный шаг цепи. При этом шаг ведущей и ведомых звездочек остается неизменным. Не совпадение этих показателей ведет к повышенному износу цепной передачи и изменению кинематических характеристик цепного привода. По этой причине данный вид передачи требует регулярных профилактических осмотров и регулировок.
Альтернативой цепному приводу является ременная передача. Для поддержания постоянного передаточного соотношения, для ременного привода применяется сегментный ремень. Это изделие из резины имеет специальный армирующий слой и сегментные выступы, входящие в зацепление с аналогичными впадинами ведущего и ведомого шкивов. Данный привод тоже нуждается в дополнительном механизме регулировки натяжения. Однако он почти бесшумен, занимает небольшой объем. Современные модели сегментных ремней обладают огромным рабочим ресурсом, и пользуются заслуженной популярностью у производителей автомобильных двигателей. Приводной механизм распредвала может быть задействован также для передачи крутящего момента на такие механизмы как, масляные и топливные насосы, устройства управлением зажигания
*Во всех двигателях внутреннего сгорания наиболее нагруженной и ответственной деталью является коленчатый вал. Его основная функция – это преобразование возвратно-поступательного движения в движение вращательное. Особенностью работы этой детали является то, что на него действуют разные по характеру нагрузки (знакопеременные, передаваемые от поршневой группы, а также инерция сил возникающих при вращении самого коленчатого вала).
Заготовки для изготовления коленчатых валов могут быть получены двумя способами:
Чугунным литьем
Методом ковки из высокопрочных легированных марок стали
Для дизелей и двигателей с турбонаддувом коленчатые валы изготавливаются, как правило, из стали.
Конструкция всех коленчатых валов является типовой. Каждый вал состоит из следующих конструктивных элементов:
Коренные шейки
Шатунные шейки
Щеки
Противовесы
Название коренных шеек говорит само за себя. Они предназначены для базирования вала в корпусе двигателя. Этих конструктивных элементов, как правило, всегда больше чем шатунных шеек на одну коренную. Валы, выполненные по такой компоновке, являются полноопорными.
Шатунные шейки предназначены для установки шатунов, вторые концы которых закреплены пальцами в поршнях. Между собой шейки соединяются щеками, плавно переходящими в противовесы. Функциональное назначение последних конструктивных элементов заключается в компенсации возникающих на валу центробежных сил и обеспечение плавного вращения коленчатого вала.
Шейка шатуна, соединенная посредством щек с коренной шейкой образует так называемое колено. Число колен и их расположение зависит от количества камер сгорания, порядка воспламенения в них горючей смеси и показателя тактности мотора. Конструктивно колена располагаются так, чтобы обеспечить плавное вращение вала, своевременное воспламенение горючей смеси, минимальные изгибающие моменты.
На двигателях, выполненных по V-образной схеме, длина шейки шатуна проектируется с таким расчетом, чтобы она могла служить опорой для пары шатунов левого и правого рядов. В некоторых конструкциях двигателей, на коленчатых валах, для обеспечения более равномерного воспламенения горючей смеси в рабочих камерах, шейки спаренных шатунов сдвигают одну относительно другой на восемнадцать градусов.
Выше уже упоминалось о том, что коленчатый вал является наиболее нагруженной деталью двигателя. Наиболее уязвимыми на валу являются так называемые места концентрации напряжений, другими словами это переходы от шеек к щекам. Для плавного распределения нагрузок эти места выполняются в виде радиусных переходов (галтелей). Совокупная длинна галтелей в значительной мере увеличивает общую длину коленчатого вала, что чревато снижением общей жесткости конструкции вала. Решение возникшей проблемы удалось найти, утопив галтели в тело щеки или шейки.
Для снижения сил трения, возникающих в местах соединения шеек (опорных и шатунных) с опорными элементами корпуса и шатунами, применяются, выполненные из стальной ленты, разъемные подшипники скольжения, покрытые специальным покрытием, снижающим возникающее трение. Для предотвращения проворачивания этих конструктивных элементов, в их конструкции предусмотрен специальный выступ. Для ликвидации возможных осевых смещений на одной из коренных шеек устанавливается упорная антифрикционная опора.
Для снижения износа и увеличения ресурса работы, наиболее нагруженных участков коленчатого вала, в конструкции двигателей предусмотрена специальная система подачи смазки. По специальным каналам к каждой опоре коренной шейки и шатуна, насосом подается масло.
Передача крутящего момента с коленчатого вала в коробку передач происходит через хвостовую часть вала, на которой размещен маховик. В передней части вала расположены специальные шейки для крепления шестерни, приводящей в движение распределительный вал, шкив ременной передачи, приводящий в движение вспомогательные механизмы. В некоторых моделях в этой части коленчатого вала также устанавливается специальный механизм балансирных валов, предназначенный для гашения нежелательных вибраций возникающих при вращении вала.
Читайте также: