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3S-GE Dual VVT-i

Link: www.js-osaka.or.jp


チタンバルブとDUAL VVT-i

 

1.チタン バルブ (M/T車に採用)

エンジン(4サイクルエンジン)は、バルブ機構が高出力、高効率化の流れとして

サイドバルブ OHV OHC DOHC  と進化し、最高回転数が、
3,000 4,200 6,000 9,000  回転/分と上昇していった。

エンジン回転を上げていくには、往復運動部分の慣性質量がネックとなり、軽量化が求められる。サイドバルブからOHVへの進化は燃焼室形状による効率向上であると思われ、OHVからOHCへの進化は、質量の大きいプッシュロッドの廃止、OHCからDOHCへはロッカーアームの廃止、2バルブから4バルブへは同開口面積での各バルブ質量の軽減である。当然、他の機構についても軽量化されている。

 アルテッツァ搭載の新3S−GE エンジンではバルブに軽い『チタン』が採用されています。
※ チタンバルブは従来のものに対し 大幅な軽量化が達成されています


  新3S-GE MR2用 3S-GE
IN EX IN EX
材質 チタン合金 スチール
傘径 35.0mm 29.5mm 34.5mm 29.5mm
質量 26.2g 24.4g 45.2g 41.9g

軽量化により 従来のバルブではカム追従性の面で不可能であった
 @ バルブ傘径 UP
 Aカム リフト量 UP
が可能となり 吸入空気量を シリンダーへ入りやすくしています


2.DUAL VVT-i
   (Dual Variable Valve Timing - intelligent

※ インテーク及びエキゾーストカムシャフトを運転状態に応じたバルブタイミング
に制御して高性能・低燃費及びエミッション性能の向上を図りました


  インテーク側 エキゾースト側
VVT-i プーリーによる可変角 連続50度 連続30度

※ 吸気、排気バルブタイミングを変化できる効果

アイドル運転域 (停車時)
バルブタイミング ねらい 効果
IN側を 遅らせ オーバーラップを極力少なくし 吸気側への吹き返しをなくす

オーバーラップが有るとオーバーラップ時 吸気側に 排気ガスがはいってしまい次の燃焼が悪化します

アイドル回転安定

燃 費 向 上

 
中負荷域
(通常の発進加速時)
バルブタイミング ねらい 効果
IN側を早く開き オーバーラップを大き くし 吸気側へ排気ガスを流入させます
( 内部 EGR )これにより
燃焼温度低減 → NOx低減
HCの再吸入 → HC 低減
さらに吸気管の負圧が緩和され吸入時のポンピングロスを低減します

燃 費 向 上

排気ガス清浄性
向上

 
軽負荷域
(加速後、一定速度で走行時)
バルブタイミング ねらい 効果
オーバーラップを少なくし
吸気側への 吹き返しを少なくす

エンジン回転安定
 
高負荷 低中速 回転域
(停車後フル加速状態)(登坂路加速状態)
バルブタイミング ねらい 効果
INバルブ閉じタイミングを 早くし、吸気がたくさん入った時点で INバルブ を閉じる


EXバルブの開きタイミング遅くし、燃焼圧力を十分にピストンで受けてトルクを向上します

エンジン回転安定


 
高負荷 高速 回転域
(高速道路走行中 追い越し加速 高回転)
バルブタイミング ねらい 効果
INバルブ閉じタイミングを 遅くし、
ピストンスピードに対し遅れる吸気を
シリンダー内に取り入れる


EXバルブの開きタイミング早くし、
早くから排気ガスが排出するようにしてピストンが上昇しやすくする

出 力 向 上



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