Введение

Автомобильная технология изменения фаз газораспределения VVT i, или Variable Valve Timing with intelligence, – это технология изменения фаз газораспределения, разработанная компанией Toyota. Она была представлена в 1995 году вместе с двигателем 2JZ GE, устанавливаемым на Toyota Crown (JZS155) и Crown Majesta. Система VVT i пришла на смену предыдущей системе VVT от Toyota, представленной в 1991 году на пятиклапанном двигателе 4A GE "Silver Top", устанавливаемом на AE101 Corolla Levin и Sprinter Trueno. Система VVT представляет собой двухступенчатую гидравлически управляемую систему изменения фаз газораспределения. VVT i изменяет фазы впускных клапанов, регулируя соотношение между приводом газораспределительного вала (ремнем или цепью) и впускным газораспределительным валом. Давление моторного масла подается на исполнительный механизм для регулировки положения газораспределительного вала. Изменение времени перекрытия между закрытием выпускного клапана и открытием впускного клапана приводит к повышению эффективности двигателя. Впоследствии были разработаны различные модификации системы, включая VVTL i, Dual VVT i, VVT iE, VVT iW и Valvematic.

VVTL-i

VVTL-i (интеллектуальная система изменения фаз и подъема клапанов) (также иногда обозначается как VVT-iL или интеллектуальная система изменения фаз клапанов с регулировкой подъема) является усовершенствованной версией VVT-i, способной изменять как фазы газораспределения, так и подъем клапанов (и их продолжительность). В случае 16-клапанного двигателя 2ZZ-GE головка блока цилиндров имеет конструкцию, типичную для DOHC, с отдельными распределительными валами для впускных и выпускных клапанов, а также двумя впускными и двумя выпускными клапанами (всего четыре) на цилиндр. В отличие от традиционной конструкции, каждый распределительный вал имеет два кулачка на цилиндр: один оптимизирован для работы на низких оборотах, а другой – для высоких, с большим подъемом и большей продолжительностью. Каждая пара клапанов управляется одним коромыслом, приводимым в действие распределительным валом. К каждому коромыслу крепится ролик-толкатель на пружине, позволяющий ему свободно перемещаться вверх и вниз по высокому кулачку, не оказывая влияния на коромысло. Когда двигатель работает ниже 6000-7000 об/мин (в зависимости от года выпуска, модели автомобиля и установленного блока управления двигателем), нижний кулачок управляет коромыслом и, следовательно, клапанами, а ролик-толкатель свободно вращается рядом с коромыслом. Когда двигатель выходит на обороты, при которых включается изменение подъема, блок управления двигателем активирует переключатель давления масла, который толкает скользящий штифт под роликом-толкателем на каждом коромысле. Коромысло фиксируется в движении ролика-толкателя и начинает следовать за профилем высокого кулачка, работая с ним до тех пор, пока блок управления двигателем не отключит штифт. Принцип работы этой системы аналогичен системе VTEC от Honda. Система была впервые применена в двигателе 2ZZ-GE, устанавливаемом на Toyota Celica 1999 года выпуска. Toyota прекратила производство двигателей VVTL-i на большинстве рынков, поскольку они не соответствуют нормам Euro IV по выбросам. В результате эта система была исключена из комплектации некоторых моделей Toyota, включая Corolla T Sport (Европа), Corolla Sportivo (Австралия), Celica, Corolla XRS, Matrix XRS и Pontiac Vibe GT, на которых устанавливался двигатель 2ZZ-GE. Lotus Elise и Exige продолжали предлагаться с двигателем 2ZZ-GE до 2011 года, а Exige – с двигателем, оснащенным нагнетателем.

Двойной VVT-i

Система Dual VVT-i регулирует фазы газораспределения как на впускном, так и на выпускном распредвалах. Она была представлена в 1998 году на двигателе 3S-GE, установленном на Altezza RS200. Dual VVT-i также применяется в 3,5-литровом двигателе V6 2GR-FE от Toyota, впервые появившемся на Avalon в 2005 году. Этот двигатель устанавливается на множество моделей Toyota и Lexus. Благодаря регулировке фаз газораспределения, запуск и остановка двигателя происходят практически незаметно при минимальном сжатии. Это позволяет быстро прогреть каталитический нейтрализатор до рабочей температуры, значительно снижая выбросы углеводородов. Большинство двигателей Toyota, включая 1LR-GUE (V10, используемый в Lexus LFA), двигатели серии UR (V8), GR (V6), AR (рядные 4-цилиндровые большого объема), ZR (рядные 4-цилиндровые среднего объема) и NR (рядные 4-цилиндровые малого объема) используют данную технологию.

ВВТ-iE

VVT iE (Variable Valve Timing intelligent by Electric motor) – это версия Dual VVT i, использующая электропривод для регулировки и поддержания фаз газораспределения впускного распредвала. Фазы газораспределения выпускного распредвала по-прежнему контролируются с помощью гидравлического привода. Эта технология изменения фаз газораспределения изначально была разработана для автомобилей Lexus. Система была впервые применена на двигателе 1UR FSE в Lexus LS 460 2007 года выпуска. Электродвигатель в приводе вращается вместе с впускным распредвалом во время работы двигателя. Для поддержания фаз газораспределения двигатель привода работает с той же скоростью, что и распредвал. Для опережения фаз газораспределения двигатель привода вращается немного быстрее скорости распредвала. Для запаздывания фаз газораспределения двигатель привода вращается немного медленнее скорости распредвала. Разница в скорости между двигателем привода и распредвалом используется для управления механизмом, изменяющим фазы газораспределения. Преимущество электропривода заключается в улучшенной отзывчивости и точности на низких оборотах двигателя и при низких температурах, а также в большем диапазоне регулировки. Сочетание этих факторов обеспечивает более точное управление, что приводит к улучшению экономичности, мощности двигателя и экологических показателей.

VVT-iW

VVT iW (Variable Valve Timing intelligent Wide) был представлен вместе с 2,0-литровым турбированным двигателем с непосредственным впрыском 8AR FTS, установленным на Lexus NX 200t. VVT iW использует VVT iW на впускных клапанах и VVT i на выпускных клапанах. Впускной распредвал оснащен механизмом фиксации в среднем положении, который обеспечивает задержку непрерывно изменяемых фаз газораспределения. Это позволяет расширить углы открытия клапанов (Wide), что дает возможность двигателю работать в модифицированном цикле Аткинсона на низких оборотах для повышения экономичности и снижения выбросов, а на высоких оборотах – в цикле Отто для улучшения динамических характеристик, при этом обеспечивая высокий крутящий момент во всем диапазоне оборотов.

Вентиляционная

Система Valvematic обеспечивает непрерывную регулировку подъема и фаз газораспределения, повышая топливную экономичность за счет управления подачей топливно-воздушной смеси посредством управления клапанами, а не традиционной дроссельной заслонкой. Эта технология впервые была применена в 2007 году на двигателе 3ZR FAE в автомобиле Noah, а затем в начале 2009 года – в Avensis. Конструкция этой системы проще, чем у Valvetronic и VVEL, что позволяет сохранить прежнюю высоту головки блока цилиндров.

Проблемы с шлангом подачи масла в VVT-i

В 2010 году Toyota USA объявила об ограниченной сервисной кампании (LSC 90K) по замене резиновой части шланга подачи масла к актуатору VVT-i на двигателе 2GR-FE (V6), которые были признаны дефектными. Всего было затронуто приблизительно 1,6 миллиона автомобилей, произведенных до 2008 года. Дефектные шланги подачи масла имели склонность к разрушению и последующему разрыву, что приводило к быстрой утечке масла и, как следствие, к необратимым повреждениям двигателя. В 2014 году срок действия кампании LSC 90K был продлен до 31 декабря 2021 года и распространился на 117 500 автомобилей марки Toyota, которые не были охвачены первоначальной кампанией.