Eugenio,77
mail@toyota-club.net
© Toyota-Club.Net
Jan 2016

• Toyota Variable Valve Timing. Эволюция

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.

Привод VVT-i. 1 - корпус, 2 - ротор, 3 - фиксатор, 4 - звездочка, 5 - распредвал, 6 - вспомогательная пружина. a - при остановке, b - в работе, c - давление масла.

Блок управления посредством э/м клапана контролирует подачу масла в полости опережения и задержки привода VVT, основываясь на сигналах датчиков положения распредвалов. На заглушенном двигателе золотник перемещается пружиной таким образом, чтобы обеспечить максимальный угол опережения.

a - пружина, b - втулка, c - золотник, d - к приводу (полость опережения), e - к приводу (полость задержки), f - сброс, g - давление масла, h - обмотка, j - плунжер.

Опережение. Э/м клапан по сигналу ECM переключается в позицию опережения и сдвигает золотник управляющего клапана. Моторное масло под давлением поступает к ротору со стороны полости опережения, проворачивая его вместе с распредвалом в направлении опережения.


Задержка. Э/м клапан по сигналу ECM переключается в позицию задержки и сдвигает золотник управляющего клапана. Моторное масло под давлением поступает к ротору со стороны полости задержки, проворачивая его вместе с распредвалом в направлении задержки.


Удержание. ECM рассчитывает необходимый угол опережения в соответствии с условиями движения, и после установки заданного положения переключает управляющий клапан в нейтральную позицию до следующего изменения внешних условий, и удерживает масло в контуре.

Режимы работы

Режим	#	Фазы	Состояние	Результат
Холостой ход	1		Предотвращение перекрытия клапанов. Поступление газов на впуск минимально.	Стабильный холостой ход. Снижение расхода топлива.
Нагрузка ниже средней, низкие обороты	2		Позднее закрытие впускных клапанов для снижения насосных потерь. Увеличение перекрытия клапанов для внутренней рециркуляции отработавших газов.	Снижение расхода топлива. Снижение эмиссии.
Высокая нагрузка, обороты ниже средних	4		Раннее закрытие впускных клапанов для улучшения наполнения цилиндров и уменьшения поступления газов на впуск.	Увеличение крутящего момента на низких и средних оборотах.
Высокая нагрузка, высокие обороты	5		Позднее закрытие впускных клапанов для улучшения наполнения цилиндров за счет инерционного наддува.	Увеличение максимальной мощности.
Низкая температура	6		Предотвращение перекрытия клапанов.	Стабильный холостой ход. Снижение расхода топлива.
Запуск и остановка	-		Оптимальные фазы для обеспечения запуска.	Улучшение запуска.

Фазы газораспределения (1UR-FSE)

Большой обзор двигателей Toyota

Более 2000 руководств по ремонту и техническому обслуживанию автомобилей различных марок