Toyota автомобильдеріндегі айнымалы клапан уақыты технологиясы
VVT-i
Toyota VVT-i технологиясы: айнымалы клапан уақыты, 1995 ж. енгізілді. Жетілдірілген VVT жүйесі, қозғалтқыш қуатын арттырады. Автокөліктер үшін маңызды!
VVT-i, немесе интеллектуалды өзгермелі клапанды уақыттандыру – Toyota компаниясы әзірлеген автомобильдегі өзгермелі клапанды уақыттандыру технологиясы. Ол 1995 жылы JZS155 Toyota Crown және Crown Majesta модельдерінде қолданылған 2JZ GE қозғалтқышымен бірге енгізілді. VVT-i жүйесі 1991 жылы пайда болған Toyota VVT жүйесін алмастырды. Бұл жүйе AE101 Corolla Levin және Sprinter Trueno модельдеріндегі цилиндр başına бес клапанды 4A GE "Silver Top" қозғалтқышында қолданылды. VVT жүйесі – 2 сатылы гидравликалық басқарумен жұмыс істейтін камера фазасын өзгерту жүйесі. VVT-i сорғы клапандарының уақытын сорғы білігінің (белдеу немесе тізбек) және сорғы білігінің арақатынасын реттеу арқылы өзгертеді. Қозғалтқыш майының қысымы арқылы итергіштің (актуатордың) орналасуы реттеледі. Қозғалтқыштың тиімділігін арттыру үшін, шығару клапанының жабылуы мен сору клапанының ашылуы арасындағы уақыттың реттелуі маңызды. Жүйенің басқа да нұсқалары бар, оларға VVTL-i, Dual VVT-i, VVT-iE, VVT-iW және Valvematic кіреді.
VVT i, or Variable Valve Timing with intelligence, is an automobile variable valve timing technology developed by Toyota. It was introduced in 1995 with the 2JZ GE engine found in the JZS155 Toyota Crown and Crown Majesta. The VVT i system replaces the previous Toyota VVT system introduced in 1991 with the five valve per cylinder 4A GE "Silver Top" engine found in the AE101 Corolla Levin and Sprinter Trueno. The VVT system is a 2 stage hydraulically controlled cam phasing system. VVT i varies the timing of the intake valves by adjusting the relationship between the camshaft drive (belt or chain) and intake camshaft. Engine oil pressure is applied to an actuator to adjust the camshaft position. Adjustments in the overlap time between the exhaust valve closing and intake valve opening result in improved engine efficiency. Variants of the system, including VVTL i, Dual VVT i, VVT iE, VVT iW and Valvematic, have followed.
VVTL-i
VVTL-i (Variable Valve Timing and Lift intelligent system) (кейде VVT-iL немесе Variable Valve Timing and Intelligence with Lift деп те аталады) – бұл VVT-i-нің жетілдірілген нұсқасы, клапан көтеруді (және ұзақтығын) және клапан уақытын өзгерте алады. 16 клапанды 2ZZ-GE қозғалтқышында қозғалтқыш басы әдеттегі DOHC конструкциясына ұқсас, сору және шығару клапандары үшін бөлек камералар бар, әрі әрбір цилиндрге екі сору және екі шығару клапаны (барлығы төрт) орналасқан. Стандартты конструкциядан өзгешелігі, әрбір кэмшафтта цилиндр үшін екі құлыпша болады: біреуі төмен айналымдарда жұмыс істеуге, екіншісі жоғары айналымдарда жұмыс істеуге бейімделген, сондай-ақ жоғары көтеруге және ұзаққа созылуға мүмкіндік береді. Әрбір клапан жұбы бір шайқағыш қолмен басқарылады, ол кэмшафт арқылы итеріледі. Әрбір шайқағыш қолда серіппемен бекітілген иілгіш иесі болады, ол шайқағыш қолға әсер етпей, жоғары құлыпшамен еркін жоғары-төмен қозғалуға мүмкіндік береді. Қозғалтқыш 6000-7000 айналымнан төмен жұмыс істегенде (жылға, көлікке және орнатылған ЭБУ-ға байланысты), төменгі құлыпша шайқағыш қолды, одан кейін клапандарды итереді, ал иілгіш иесі шайқағыш қолдың қасында еркін қозғалады. Қозғалтқыш көтеру нүктесінен жоғары жұмыс істегенде, ЭБУ май қысымын басқаратын қосқышты қосады, ол әрбір шайқағыш қолдың астындағы жылжымалы тіреуді итеріп жібереді. Шайқағыш қол енді иілгіш иесінің қозғалысына бекітіледі, соның салдарынан жоғары айналымдық кэмшафт құлыпшасының қозғалысын қадағалайды және ЭБУ тіреуді босататынға дейін жоғары айналымдық кэмшафт профилімен жұмыс істейді. Көтеру жүйесі принциптік тұрғыдан Honda VTEC жүйесіне ұқсас. Бұл жүйе 1999 жылғы Toyota Celica-да пайда болған 2ZZ-GE қозғалтқышында қолданылды. Toyota көптеген нарықтарда VVTL-i қозғалтқыштарын өндіруді тоқтатты, себебі бұл қозғалтқыш Euro IV эмиссия стандарттарына сай келмейді. Осының салдарынан бұл жүйе кейбір Toyota модельдерінде, соның ішінде Corolla T Sport (Еуропа), Corolla Sportivo (Австралия), Celica, Corolla XRS, Matrix XRS және Pontiac Vibe GT көліктерінде тоқтатылды, олардың барлығы 2ZZ-GE қозғалтқышымен жабдықталған. Lotus Elise және Exige 2011 жылға дейін 2ZZ-GE қозғалтқышын ұсынды, ал Exige үстемеленген (суперчарджермен) қозғалтқышты ұсынды.
VVTL i (Variable Valve Timing and Lift intelligent system) (also sometimes denoted as VVT iL or Variable Valve Timing and Intelligence with Lift) is an enhanced version of VVT i that can alter valve lift (and duration) as well as valve timing. In the case of the 16 valve 2ZZ GE, the engine head resembles a typical DOHC design, featuring separate cams for intake and exhaust and featuring two intake and two exhaust valves (four total) per cylinder. Unlike a conventional design, each camshaft has two lobes per cylinder, one optimized for lower rpm operation and one optimized for high rpm operation, with higher lift and longer duration. Each valve pair is controlled by one rocker arm, which is operated by the camshaft. Each rocker arm has a slipper follower mounted to the rocker arm with a spring, allowing the slipper follower to freely move up and down with the high lobe without affecting the rocker arm. When the engine is operating below 6000 7000 rpm (dependent on year, car, and ECU installed), the lower lobe is operating the rocker arm and thus the valves, and the slipper follower is freewheeling next to the rocker arm. When the engine is operating above the lift engagement point, the ECU activates an oil pressure switch which pushes a sliding pin under the slipper follower on each rocker arm. The rocker arm is now locked into the slipper follower's movements and thus follows the movement of the high rpm cam lobe and will operate with the high rpm cam profile until the pin is disengaged by the ECU. The lift system is similar in principle to Honda's VTEC operation. The system was introduced in the 2ZZ GE found in the 1999 Toyota Celica. Toyota has ceased production of its VVTL i engines in most markets, because the engine does not meet Euro IV specifications for emissions regulations. As a result, this system has been discontinued on some Toyota models, including the Corolla T Sport (Europe), Corolla Sportivo (Australia), Celica, Corolla XRS, Matrix XRS, and the Pontiac Vibe GT, all of which had the 2ZZ GE engine fitted. The Lotus Elise and Exige continued to offer the 2ZZ GE engine until 2011, with the Exige offering the engine with a supercharger.
Қос VVT-i
Қос VVT-i жүйесі сору және шығару біліктерінің уақытын реттейді. Ол 1998 жылы Altezza RS200 машинасының 3S-GE қозғалтқышында қолданысқа енгізілді. Қос VVT-i технологиясы Toyota компаниясының 3,5 литрлік 2GR-FE V6 қозғалтқышында да қолданылады, ол алғаш рет 2005 жылғы Avalon модельде пайда болды. Бұл қозғалтқышты көптеген Toyota және Lexus модельдерінде кездестіруге болады. Клапан уақытын реттеу арқасында қозғалтқышты іске қосу және тоқтату процесі ең төменгі қысымда дерлік байқаылмайды. Катализаторды оның жұмыс температурасына дейін жылдам қыздыруға болады, соның салдарынан көмірсутек шығарылымдары айтарлықтай төмендейді. Toyota компаниясының көптеген қозғалтқыштары, соның ішінде 1LR-GUE (Lexus LFA-да қолданылатын V10), UR қозғалтқыштары (V8), GR қозғалтқыштары (V6), AR қозғалтқыштары (үлкен I4), ZR қозғалтқыштары (орта I4) және NR қозғалтқыштары (кіші I4) осы технологияны пайдаланады.
The Dual VVT i system adjusts timing on both the intake and exhaust camshafts. It was introduced in 1998, on the Altezza RS200's 3S GE engine. Dual VVT i is also found in Toyota's 3.5 litre 2GR FE V6 engine, first appearing on the 2005 Avalon. This engine can be found on numerous Toyota and Lexus models. By adjusting the valve timing, engine start and stop occurs almost unnoticeably at minimum compression. Fast heating of the catalytic converter to its light off temperature is possible, thereby reducing hydrocarbon emissions considerably. Most Toyota engines including the 1LR GUE (V10, used in the Lexus LFA), UR engines (V8), GR engines (V6), AR engines (large I4), ZR engines (medium I4), and NR engines (small I4) use this technology.
VVT-iE
VVT iE (Variable Valve Timing intelligent by Electric motor) – қос VVT i нұсқасы, ол кіріс білікшесінің уақытын реттеу және ұстап тұру үшін электрмен жұмыс істейтін атқарушы құрылғыны пайдаланады. Шығарыс білікшесінің уақыты әлі де гидравликалық атқарушы арқылы басқарылады. Бұл өзгермелі клапан уақыты технологиясы бастапқыда Lexus көліктері үшін әзірленген. Бұл жүйе 2007 жылғы Lexus LS 460 модельдегі 1UR FSE қозғалтқышында қолданылды. Атқарушы құрылғыдағы электрмотор қозғалтқыш жұмыс істеген кезде кіріс білікшесімен бірге айналады. Білікше уақытын сақтау үшін атқарушы мотор білікшемен бірдей жылдамдықпен жұмыс істейді. Білікше уақытын озу үшін атқарушы мотор білікше жылдамдығынан сәл жылдам айналады. Білікше уақытын кешіктіру үшін атқарушы мотор білікше жылдамдығынан сәл баяу айналады. Атқарушы мотор мен білікше уақыты арасындағы жылдамдық айырмасы білікше уақытын өзгертетін механизмді іске қосу үшін қолданылады. Электрлік атқарудың артықшылығы – төмен қозғалтқыш айналымдарында және төмен температурада жауап беру және дәлдік, сондай-ақ реттеудің жалпы диапазонының кеңеюі. Осы факторлардың үйлесімі дәл басқаруға мүмкіндік береді, нәтижесінде отынның үнемделуі, қозғалтқыш қуаты және шығарындылардың көрсеткіштері жақсарады.
VVT iE (Variable Valve Timing intelligent by Electric motor) is a version of Dual VVT i that uses an electrically operated actuator to adjust and maintain intake camshaft timing. The exhaust camshaft timing is still controlled using a hydraulic actuator. This form of variable valve timing technology was developed initially for Lexus vehicles. This system was introduced on the 1UR FSE engine in the 2007 Lexus LS 460. The electric motor in the actuator spins together with the intake camshaft as the engine runs. To maintain camshaft timing, the actuator motor will operate at the same speed as the camshaft. To advance the camshaft timing, the actuator motor will rotate slightly faster than the camshaft speed. To retard camshaft timing, the actuator motor will rotate slightly slower than camshaft speed. The speed difference between the actuator motor and camshaft timing is used to operate a mechanism that varies the camshaft timing. The benefit of the electric actuation is enhanced response and accuracy at low engine speeds and at lower temperatures as well as a greater total range of adjustment. The combination of these factors allows more precise control, resulting in an improvement of both fuel economy, engine output and emissions performance.
VVT-iW
VVT iW (Variable Valve Timing intelligent Wide) 2.0 литрлік турбоқозғалтқышты тікелей шашыратылатын 8AR FTS қозғалтқышымен жабдықталған Lexus NX 200t моделінде пайда болды. VVT iW кіріс клапандарында VVT iW, ал шығарыс клапандарында VVT i технологиясын қолданады. Кіріс білікшесінде үздіксіз өзгермелі уақытты кідіртетін орталық бекіткіш механизмі бар. Ол кеңейтілген клапан ашылу бұрыштарын (Wide) ұсынады, бұл қозғалтқышты төмен айналымдарда жақсартылған экономика мен төмен шығарындылар үшін модификацияланған Аткинсон циклында, ал жоғары айналымдарда Otto циклында жұмыс істеуге мүмкіндік береді, сонымен қатар барлық айналымдар диапазонында жоғары крутящий моментті қамтамасыз етеді.
VVT iW (Variable Valve Timing intelligent Wide) was introduced with the 2.0L turbocharged direct injected 8AR FTS fitted to the Lexus NX 200t. VVT iW uses VVT iW on the intake valves and VVT i on the exhaust valves. The intake cam has mid position cam lock mechanism that retards the continuously variable timing. It offers expanded valve opening angles (Wide) which enables the engine to operate in a modified Atkinson cycle at low rpm for improved economy and lower emissions, and in the Otto cycle at high rpm for better performance, while delivering high torque throughout the rpm band.
Valvematic
Valvematic жүйесі клапанды көтеру және уақытын үздіксіз реттеуге мүмкіндік береді, сондай-ақ дәстүрлі газ педалімен басқарудың орнына клапанды басқару арқылы жанар-жағармай мен ауа қоспасын реттеу арқылы отынның тиімділігін арттырады. Бұл технология алғаш рет 2007 жылы Noah моделінде 3ZR FAE қозғалтқышымен, ал кейін 2009 жылдың басында Avensis моделінде қолданылды. Бұл жүйе Valvetronic және VVEL жүйелерімен салыстырғанда құрылысы жағынан қарапайым, цилиндр басының биіктігі өзгермейді.
The Valvematic system offers continuous adjustment to valve lift and timing and improves fuel efficiency by controlling the fuel/air intake using valve control rather than conventional throttle plate control. The technology made its first appearance in 2007 with the 3ZR FAE engine in the Noah and later in early 2009 in the Avensis. This system is simpler in design compared to Valvetronic and VVEL, allowing the cylinder head to remain at the same height.
VVT-i маймен жабдықтау шлангісі мәселелері
2010 жылы Toyota USA 2GR FE (V6) қозғалтқышының VVT-i іске қосылғышына май жеткізетін шлангтың резеңке бөлігін ауыстыру бойынша шектеулі қызмет көрсету науқанын (LSC 90K) жариялады, себебі олардың ақаулы екені анықталды. Барлығы шамамен 1,6 миллион, 2008 жылға дейін өндірілген көлікке әсер етті. Ақаулы май жеткізетін шлангтар нашарлауға және жарылуға бейімділігімен еректелді, нәтижесінде май жылдам ағып, қозғалтқышқа қайтымсыз зақым келтірді. 2014 жылы LSC 90K науқаны бастапқы науқан кезінде "қабылданбаған" 117 500 Toyota маркалы көлік бойынша 2021 жылдың 31 желтоқсанына дейін ұзартылды.
In 2010, Toyota USA announced a Limited Service Campaign (LSC 90K) to replace the rubber portion of the oil supply hose for the VVT i actuator on the 2GR FE (V6) engine, which were found to be defective. In all, approximately 1.6 million vehicles manufactured prior to 2008 were affected. The defective oil supply hoses were prone to degradation and eventual rupture, causing oil to rapidly leak and resulting in permanent engine damage. In 2014, the LSC 90K Campaign was extended to 31 December 2021 on 117,500 Toyota brand vehicles that were "missed" during the initial campaign.