Что такое двигатель wti
Что такое VVT-i?
VVT-i — это фирменная система газораспределительного механизма 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: 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.
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. Теперь распределительный вал не просто поворачивается в муфте VVT относительно шкива плавно регулируя время открытия впускных клапанов, а еще при определенных условиях двигателя опускает клапана глубже в цилиндры. Причем подъем клапанов реализован на обоих распределительных валах, т.е. для впускных и выпускных клапанов.
Если посмотреть на распределительный вал, то мы увидим, что для каждого цилиндра 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 позволяет большому кулачку передавать силу нажатия на коромысло. Под тапочком находится стопорный штифт, который приводится в действие давлением масла.
Принцип работы: при повышенной нагрузке на высоких оборотах ЭБУ подает сигнал на дополнительный клапан VVT — он практически такой же как и на самой муфте, за исключением не больших 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 не плохо тянет на низах и выстреливает на верхах, улучшается топливная экономичность.
Недостатками является пониженная экологичность, из-за чего система в таком виде долго не просуществовала.
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.
VVT-iE — это фирменная система газораспределительного механизма TMC. От английского Variable Valve Timing — intelligent by Electric motor, что в переводе означает интеллектуальное изменение фаз газораспределения с помощью электромотора.
На сегодняшний день это самая технологичная система Toyota предназначенная для изменения фаз газораспределения современных моторов. Ее смысл точно такой же как у системы VVTL-i. Отличие заключается в самой реализации системы. Распределительные валы отклоняются на определенный угол для опережения или запаздывания относительно звездочек с помощью электродвигателя, а те давления масла, как на предыдущих моделях VVT. Теперь работа системы не зависит от 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 мало и не способно сдвинуть лопасть муфты VVT.
VVT-iE не имеет вышеперечисленных недостатков, т.к. не зависит от масла двигателя. А так же обладает дополнительным преимуществом — способностью точно позиционировать смещение распределительных валов в зависимости от условий работы двигателя. Система начинает свою работу начиная с начала запуска двигателя до его полной остановки. Ее работа способствует высокой экологичности современных двигателей Toyota, максимальной топливной эффективности и мощности.
Принцип работы: электромотор вращается вместе с распределительным валом на скорости равной скорости распределительного вала. При необходимости электромотор либо притормаживается либо ускоряется относительно звездочки распределительного вала смещая распределительный вал на необходимый угол опережая или запаздывая фазы газораспределения.
Система VVT-iE впервые дебютировала в 2007-м году на Lexus LS 460 установленная в двигатель 1UR-FSE.
VVT-i: что это за система на Toyota
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.
Что такое VVT-i на Toyota
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:
Как работает VVT-i
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.
Читайте также: Что такое CRDI двигатель и как он работает.
Что такое Dual VVT-i и VVT-iE
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:
Vvti принцип работы
Клапан VVT-i что это и для чего нужен
Что такое VVT-i?
VVT-i — это фирменная система газораспределительного механизма Toyota. С английского Variable Valve Timing with intelligence переводится как интеллектуальное изменение фаз газораспределения.
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.
При работе системы изменяется положение впускного вала относительно звездочки и относительно ВМТ и выпускного вала.
Диаграмма работы VVT-i 1NZ-FE
Верхняя точка — TDC, она же ВМТ — верхняя мертвая точка.
Нижняя точка BDC она же НМТ — нижняя мертвая точка
Черной стрелкой обозначено открытие выпускного клапана — открывается он за 42 градуса до НМТ во время горения ТВС, закрывается на 2 градуса позже верхней мертвой точки, во время впуска.
Белая стрелка — впускной клапан. Причем стрелки две, одна соответствует максимально раннему открытию 33 градуса до ВМТ, вторая максимально позднему 7 градусов после ВМТ. В первом случае перекрытие клапанов составляет 35 градусов, во втором перекрытия совсем нет.
Режимы работы двигателя
В этом режиме нужна стабильная работа на самых низких из возможных оборотов.
2. Низкие обороты и низкая нагрузка (режим обычной спокойной езды)
При спокойной езде давление во впускном коллекторе низкое, обороты небольшие. В этом режиме открытие клапанов сдвигается в раннюю стороу. Из-за низкого давления во впуске часть газов попадает во впуской коллектор, но благодаря достаточным оборотам нестабильности в работе двигателя не возникает. Мы получаем эффект ЕГР – рециркуляции выхлопных газов, когда часть газов из выхлопа повторно идет во впуск и догорает в камере сгорания, что положительно сказывается на расходе топлива и чистоте выхлопа.
На полной нагрузке нужен максимальный момент.
Давление в коллекторе близко к атмосферному или выше, если имеет место наддув.
Во время перекрытия выхлопные газы засасывать во впуск не будет, кинетическая энергия выхлопных газов растет с повышением оборотов и улучшаются эффективность продувки и утрамбовки.
При разгоне на максимальной нагрузке на низких оборотах делаем перекрытие максимально большим, но так, чтобы не случилось перепродувки. При увеличении оборотов начинаем двигать угол в сторону более позднего закрытия впускного клапана, чтобы улучшить утрамбовку с увеличением оборотов. При этом, примерно в середине диапазона оборотов (для сток двигателя, как правило, 3500-4200) обязательно будет точка, в которой будет оптимальное по длительности время продувки и утрамбовки, и в этой точке произойдет максимальное наполнение цилиндра.
4. Полная нагрузка – большие обороты
После точки с максимальным наполнением (где максимально эффективно работает и продувка и запрессовка ТВС), наполнение начинает падать, но сдвигая впускной вал в более позднюю сторону, мы обеспечиваем увеличение времени запрессовки, тем самым обьемную эффективность и наполнение.
Где находится VVTI-клапан и как его проверить?
Устройство клапана системы VVTI автомобилей «Тойота»
Элемент состоит из корпуса. В наружной части находится управляющий соленоид, отвечающий за движение клапана. Кроме этого есть уплотнительные кольца и разъем для подключения датчика.
Общий принцип работы системы
После того как этот клапан откроется, распределительный вал повернется в определенное положение относительно шкива. Кулачки на валу имеют специальную форму, и в процессе поворота элемента впускные клапаны будут открываться немного раньше. Соответственно, позже закрываться. Это должно самым лучшим образом сказаться на мощности и крутящем моменте двигателя на высоких оборотах.
Подробное описание работы
Ротор соединяется непосредственно с распределительным валом.
Масло из системы смазки подается с одной либо с двух сторон к каждому лепестку ротора на муфте, заставляя тем распределительный вал поворачиваться.
Когда двигатель не запущен, система автоматически устанавливает максимальные углы задержки. Они соответствуют самому позднему открытию и закрытию впускных клапанов.
Когда мотор запустится, давление масла недостаточно сильное, чтобы открыть VVTI-клапан.
Чтобы избежать любых ударов в системе, ротор соединяется с корпусом муфты штифтом, который при росте давления смазки будет отжиматься самим маслом.
Управление работой системы осуществляется посредством специального клапана.
По сигналу с ЭБУ электрический магнит при помощи плунжера начнет перемещать золотник, тем самым пропуская масло в одном либо в другом направлении.
Когда мотор остановлен, этот золотник двигается за счет пружины так, чтобы выставить максимальный угол задержки.
Чтобы повернуть распределительный вал на определенный угол, масло под высоким давлением посредством золотника подводится к одной из сторон лепестков на роторе. Одновременно с этим открывается на слив специальная полость. Она расположена с другой стороны лепестка. После того как ЭБУ поймет, что распределительный вал повернут на нужный угол, каналы шкива перекрываются и он будет далее удерживаться в этом положении.
Типовые симптомы неполадок системы VVTI
Если автомобиль не удерживает холостые обороты на одном уровне, это значит, что VVTI-клапан не работает так, как нужно. Также о различных неполадках в системе скажет «торможение» двигателя.
Часто при проблемах с этим механизмом изменения фаз отсутствует возможность мотора работать на низких оборотах.
О проблемах с клапаном может говорить ошибка P1349. Если на прогретом силовом агрегате высокие холостые обороты, автомобиль совсем не едет.
Возможные причины неисправности клапана
1. Обрывы в катушке. В данном случае элемент не сможет верно реагировать на передачи напряжения. Диагностика неисправности легко осуществляется при помощи проверки измерения сопротивления обмотки катушки датчика.
2. Заедания в штоке из-за загрязнений в канале. Избавиться от этого можно путём отмачивания или вымачивания элемента в специальных жидкостях.
Как очистить клапан?
Многие неисправности можно вылечить при помощи очистки датчика. Для начала нужно найти клапан VVTI. Где находится этот элемент, можно увидеть на фото ниже. Он обведен на картинке.
Для демонтажа датчика снимают пластиковую крышку силового агрегата. Затем снимают металлическую крышку, которая фиксирует генератор. Под крышкой будет виден нужный клапан. С него необходимо отключить электрический разъем и открутить болт. Ошибку здесь допустить очень трудно – это болт здесь единственный. Затем клапан VVTI 1NZ можно снять. Но для этого не нужно тянуть за разъем. Он очень плотно прилегает к датчику. Также на нем устанавливается резиновое уплотнительное кольцо.
Очистку можно провести с помощью жидкостей для очистки карбюраторов. Чтобы полностью прочистить систему, снимают и фильтр. Этот элемент находится под клапаном – он представляет собой заглушку, в которой имеется отверстие под шестигранник. Фильтр также нужно очищать этой жидкостью. После всех операций остается только собрать все в обратном порядке, а затем установить ремень генератора, не упираясь при этом в сам клапан.
Как проверить клапан VVTI?
Проверить, работает ли клапан, очень просто. Для этого подают на контакты датчика напряжение в 12 В. Необходимо помнить, что долго держать элемент под напряжением нельзя, так как он не может работать в таких режимах столько времени. В момент подачи напряжения шток втянется внутрь. А когда цепь разомкнется, он вернется обратно.
Если шток перемещается легко, то клапан полностью исправен. Его нужно только промыть, смазать и можно эксплуатировать. Если же он работает не так, как нужно, тогда поможет ремонт либо замена клапана VVTI.
Самостоятельный ремонт клапана
Сперва демонтируют регулирующую планку генератора. Затем снимают крепеж замка капота. Это откроет доступ к осевому болту генератора. Далее откручивают болт, который удерживает сам клапан, и снимают его. После снимают фильтр. Если последний элемент и клапан загрязнены, тогда эти детали очищают. Ремонт представляет собой проверку и смазку. Также можно заменить уплотняющее кольцо. Более серьезный ремонт не представляется возможным. Если деталь не работает, проще и дешевле заменить ее на новую.
Самостоятельная замена клапана VVTI
Часто очистка и смазка не обеспечивает необходимый результат, и тогда встает вопрос полной замены детали. К тому же многие автовладельцы после замены утверждают, что машина стала работать значительно лучше и снизился расход топлива.
Для начала снимают регулирующую планку генератора. Затем снимают крепеж замка капота и получают доступ к болту генератора. Откраивают болт, которым удерживается нужный клапан. Старый элемент можно вытащить и выбросить, а на место старого ставят новый. Затем закручивают болт, и автомобиль можно эксплуатировать.
VVT-I Мифы, симптомы, проблемы.
Итак в связи с тем, что пока искал причину проблем с движком перерыл кучу форумов по vvt-i и решил немного свести воедино. Вся информация собрана исключительно на форумах, на личных ощущениях, поэтому не претендую на 100 процентов верности.
И так для начала разберем симптомы указывающие на проблемы с vvt-i:
1. САМОЕ ГЛАВНОЕ: Машина живет своей жизнью, с утра еле едет, тянет, вы материтесь, а в обед сели и вроде отлично валит. Это происходит из-за подклинивающего штока.
2. Увеличенный расход бензина. При условии что вы почистили дроссель, поменяли свечи, проверили либо заменили лямбды, но бензин продолжает уходить, это может указывать на плохо работающий клапан vvt-i из-за неправильных фаз газораспределения увеличивается расход.
3. Плавающие обороты, например вы стоите в пробке на скорости, а обороты немного плавают. Опять же при условии что дроссель чистый и нормально обучен после чистки, если он электронный.
4. Затупание при разгоне. Вы нажимаете педаль в пол, но обороты повышаются неравномерно, а как бы с рывком. При условии, что ваш автомат живой и не тупит тоже может указывать на неполадки в системе vvt-i.
5. Далеко не стандартный симптом, но у меня было именно так. Машина едет хорошо, но если стоять в пробке и немного дать газу, то обороты подскакивают, потом падают до нуля и машина глохнет.
6. Машина стала плохо ехать на низах. При условии что хороший бензин, свечи и чистый дроссель тоже зачастую указывает на клапан vvt-i.
При всех этих условиях чек не загорается, никаких ошибок вы не увидите, только сканер или осциллограф и проверка графика показаний от клапана vvt-i.
7. Самая явная причина указывающая на клапан vvt-i это ошибка 59. И очень сильно плавающие обороты, например вы ставите машину на нейтраль, а обороты повышаются до 3-4 тысяч. В данном случае смело меняйте клапан, 95 процентов, что проблема в нем.
Проблемы:
1. Хоть система vvt-i достаточно надежна, клапан является слабым звеном. Умереть может от поддельного масла, промывки масла, даже находил несколько сообщений что достаточно просто перейти на другую марку масла. Но не стоить сильно уж бояться, обычно такие проблемы случаются когда клапан подустал и в любом случае ему оставалось работать недолго.
2. Муфта vvt-i. Умирает также от плохого масла, бывают не разборные, бывают разборные. Но в основном в ней умирает всего лишь резиновая прокладка и если муфта разборная, то можно поменять и самому. Обычно мертвая муфта начинает стучать, кому интересно видео найти не проблема.
3. Датчик температуры. Система vvt-i работает правильно только на прогретом движке и напрямую ее работа зависит от показаний датчика температуры, поэтому даже если у вас в порядке система vvt-i, но есть симптомы проблем с ней, стоит еще проверить температурный датчик.
Мифы интриги расследования))
1. VVt-i работает только при высоких оборотах и проблемы на холостом ходу с ней не связаны. Отчасти это так. Система vvt-i раскрывается только на высоких оборотах за счет более точного газораспределения, но она работает так же и на холостом ходу, точнее на холостом ходу должен быть максимальный угол поворота распредвала, но если у вас в клапане vvt-i подклинивает шток, то угол поворота уже не точный, отсюда плавающие обороты и все проблемы на холостом ходу, проверяется просто если отключить и клапан vvt-i и поездить проблема с плавающими оборотами решена, то проблема в клапане, если нет, то стоит искать причину дальше, например в клапане холостого хода.
2. Если клапан vvt-i не работает то машина просто едет как такая же машина, с таким же двигателем, но без vvt-i. Также правда отчасти. Если отключить клапан vvt-i и ездить, то примерно так и есть, но если клапан подключен, но работает некорректно, то соответственно машина ведет себя по другому.
3. Клапан легко проверить если отключить разъем клапана, завести машину, подать на клапан 12 вольт машина должна заглохнуть, если глохнет, то все в порядке. Правда только отчасти. Если клапан умер окончательно и бесповоротно, то данный способ поможет. Но клапан vvt-i имеет все же не два положения и если он всего лишь подклинивает, то вам это ничего не даст. Проверял сам. По данному способу все прошло хорошо, машина заглохла, что вроде бы указывает на рабочий клапан, но проблема ушла только с его заменой.
4. Не нужно покупать новый клапан, старый можно почистить. Тут кулибиных очень много, есть действительно с прямыми руками, которые полностью разбирали клапан, растягивали пружинку, настраивали и клапан работал. Но во первых клапаны есть и неразборные, во вторых пружинку растянуть так, чтобы было усилие как на заводе, невозможно и останутся небольшие неприятности как например плохая тяга на низах. В целом да, почистить можно. Большинство же людей после чистки покупало новый клапан, так как кому-то помогало на время, кому то вообще не помогало. Считаю что чистить нужно только для того, чтобы убедиться в том, что проблема именно в клапане. Мне его чистка ничего не дала. Кстати чистить сеточку довольно полезно.
5. Можно купить клапан на разборке и не париться. Клапан на разборке это лотерея, это необходимо понимать, не факт что вы возьмете рабочий клапан и он прослужит долго. И самое главное нашел на форумах что внутри клапана есть маленький подшипник, который тоже может стираться и подклинивать, соответственно даже если вы возьмете с разборки рабочий клапан, то ему может быть пробега тысяч 200 и долго он не проходит.
6. Неоригинальный клапан, стоит дешево, работает хорошо. На аналоге я обнаружил что боковые дырки меньше и повернуты чуть под другим углом, возможно это и не влияет, но по ощущениям аналог хуже работает на низах, слегка тянет что ли, но это мое субъективное мнение, решайте сами
Самый верный способ проверить работоспособность клапана vvt-i это найти кого-то у кого можно взять на денек рабочий клапан и покататься. При таком подходе вы точно будете уверены что проблема в клапане и не купите его просто так.
Вывод: Клапан vvt-i довольно капризная вещь и с ним стоит считаться.
Вот что я вынес из кучи форумов и личных ощущений, попытался свести воедино. Может кому-то и поможет.