Система изменения фаз газораспределения (vvt variable valve timing)

Принцип работы системы

Принцип действия системы VVT-I способствует плавному изменению фазы газораспределения, в зависимости от условий работы силового агрегата. Это происходит за счет поворота распредвала впускных клапанов по отношению к приводящей шестерне в пределах от 40 до 60 градусов.

Привод VVT, оснащенный лопастным ротором, монтируется на впускном валу. Если мотор находится в состоянии покоя, то нормальный запуск обеспечивается специальным фиксатором, удерживающем распределительный вал в положении максимальной задержки.

1 — управляющий клапан VVT-i, 2 — датчик положения распредвала, 3 — датчик температуры охлаждающей жидкости, 4 — датчик положения коленвала, 5 — привод VVT

За счет электромагнитного клапана, управляемого электронным блоком, осуществляется регулировка подачи масла в полости задержки и опережения привода VVT. Информация по дозировке подаваемого масла берется от сигналов датчика положения распределительных валов. Максимальный угол задержки на заглушенном моторе, создается благодаря золотнику, который перемещается специальной пружиной.

Команды на электромагнитный клапан поступают от блока управления двигателем. В зависимости от конкретного режима мотора, может происходить следующее:

клапан переходит в режим опережения и сдвигает золотник управляющего механизма. При этом поток масла направляется к ротору со стороны полости опережения, поворачивая распределительный вал;

Движение масла внутри клапана и муфты VVT-I

клапан переходит в режим задержки и перемещает золотник управляющего механизма. При этом поток масла направляется к ротору со стороны полости задержки, что приводит к вращению распредвала в туже сторону;
удержания клапана в нейтральном положении при отсутствии изменений.

Принцип действия VVT

Суть работы системы VVT в том, чтобы в реальном времени, ориентируясь на режим работы двигателя, корректировать фазы открытия клапанов. В зависимости от конструктивных особенностей каждой из систем, реализовывается это несколькими путями:

поворотом распределительного вала относительно шестерни распредвала;
включением в работу на определенных оборотах кулачков, форма которых подходит для мощностных режимов;
изменением высоты подъема клапанов.

Наибольшее распространение получили системы, в которых регулировка фаз осуществляется изменением углового положения распределительного вала относительно шестерни. Несмотря на то что в работу разных систем положен схожий принцип, многие автоконцерны используются индивидуальные обозначения.

Рено – Variable Cam Phases (VCP).
БМВ – VANOS. Как и у большинства автопроизводителей, изначально подобной системой укомплектовывался только распределительный вал впускных клапанов. Система, в которой гидромуфты изменения фаз газораспределительного механизма устанавливается и на выпускной распредвал, называется Double VANOS.
Тойота — Variable Valve Timing with intelligence (VVT-i). Как в случае с БМВ, наличие системы на впускном и выпускном распредвалах именуется Dual VVT.
Хонда — Variable Timing Control (VTC).
Фольксваген в данном случае поступили более консервативно и выбрали международное название — Variable Valve Timing (VVT).
Хюндай, Киа, Вольво, GM — Continuous Variable Valve Timing (CVVT).

Как фазы влияют на работу двигателя

Характер поведения газов внутри ДВС изменяется в зависимости от режима работы мотора. К примеру, на холостых оборотах скорость движения поршней значительно ниже, чем в режиме работы на максимальных оборотах. Соответственно, колебания газовой среды во впускном и выпускном коллекторах значительно зависят от режимной точки работы двигателя. Упомянутые колебания способны как приносить пользу, создавая резонансный наддув (подробней об акустическом наддуве в статье о системе изменения геометрии впускного коллектора), так и вред – паразитные колебания, застои. Именно поэтому скорость и эффективность наполнения цилиндров в разных режимных точках работы двигателя значительно отличаются.

На низких оборотах максимальное наполнение цилиндров будет обеспечивать позднее открытие выпускного клапана и раннее закрытие впускного. В таком случае перекрытие клапанов (положение, в котором выпускные и впускные клапаны одновременно открыты) минимально, поэтому исключается возможность выталкивания оставшихся в цилиндре выхлопных газов обратно во впуск. Именно из-за широкофазных («верховых») распределительных валов на форсированных моторах часто приходится устанавливать повышенные обороты холостого хода.

На высоких оборотах для получения максимальной отдачи от двигателя фазы должны быть максимально широкими, так как за единицу времени поршни будут прокачивать намного больше воздуха. При этом перекрытие клапанов будет положительно влиять на продувку цилиндров (выход оставшихся выхлопных газов) и последующую наполняемость.

Именно поэтому установка системы, позволяющей подстроить фазы газораспределения, а в некоторых системах и высоту подъема клапанов, под режим работы двигателя, делает двигатель эластичней, мощней, экономичней и в то же время дружелюбней к окружающей среде.

Самостоятельный ремонт Vvt-i

Довольно часто возникает необходимость проведения ремонта клапана, так как просто его очищение не всегда эффективно.

Итак, для начала давайте разберемся с основными признаками необходимости проведения ремонта:

Автомобильный двигатель не удерживает холостые обороты;
Тормозит двигатель;
Невозможно передвижение автомобиля на низких оборотах;
Нет тормозного усилителя;
Плохо переключаются передачи.

Давайте рассмотрим основные причины неисправности клапана:

Оборвалась катушка. В таком случае клапан не сможет правильно реагировать на передачу напряжения. Определить данное нарушение можно с помощью произведения измерения сопротивления обмотки.
Заедает шток. Причиной заедания штока может послужить накопление грязи в канале штока или деформации резинки, которая располагается внутри штока. Удалить грязь из каналов можно отмачиванием или же отмачиванием.

Lifehack Блог Диагностика VVT-i

Как проверить электромагнитный клапан газового котла

Эта запись в продолжение темы о разборе и дефектовки контроллера VVT-i (Ерундовый Блог. Муфта VVT-i). А точнее это скорее всего предистория. Так как сначала нужно диагностировать поломку, а потом что либо дефектовать, разбирать и чинить.В свое время, мне достаточно часто приходилось отвечать на вопросы, касающиеся работоспособности VVTL или VVT, об ошибках P1349, P1693 и т.д.

Вдруг у Вас загорелась ошибка советующая выкинуть двигатель (Check Engine), но ничего особенного не происходит, машина как ехала так и ехала, только со временем приходит осознание того, что она стала больше есть топлива, и менее приёмиста на средних оборотах.Считав ошибку, допустим что Вы получили одну из самых распространенных ошибок VVT этоP1349 или P1346Если P1349 — прямо намекает на дефект механизма VVT, то P1346 сигнализирует об ошибке связанной с датчиком определения положения распредвала, но так или иначе, может говорить, о нарушениях в работе VVT, например неверных Фазах ГРМ.

Диагностика.В первую очередь необходимо определить Какой именно из узлов делает нам мозг.Рассмотри основные 3 механических неисправности1. Фильтр клапана VVT

Банальная сеточка, но она может быть немного грязной )

и тем самым приводить к нарушению работы системы VVT2. OCV VALVE, он же VVT Solenoid, он же клапан VVT

Достаточно нежный прибор, представляющий из себя несколько портовый Соленоид, перепускающий масло в тот или иной канал (на опережение или запаздывание вала).

Многие люди предполагают, что он работает и управляется по алгори — «закрыл» — «удержал давление»Не совсем так. VVT клапан управляется ECU по ШИМ, причем делается это непрерывно.Вот как работает клапан в двигателе

Хоть устройство клапана банальное, но работая в агрресивной среде часто страдают слабые места, например деформация уплотнительного кольца, приводит в залипанию штока, или же ослабление возвратной пружины, не возвращает клапан в первоначальное положение.И так… диагностируем.Берем 2 провода желательно с коннекторами

Подключаем к клапану и к аккумулятору, второй полюс пока не соединяем

Замыкаем второй провод на плюс (без фанатизма, короткими замыканиями, можно спалить обмотку) и слушаем

Щелкает ходит туда сюда… Если не щелкает… то тоже в принципе все понятно.Однако, небольшая поправочка. Этот клапан может прекрасно работать когда вы снимите его из двигателя, но не работать в самом двигателе.Это связано с тем, что клапан может клинить только в нагретом состоянии.Поэтому перед этим тестом, прогрейте двигатель до рабочей температуры…

3. Муфта VVTДопустим клапан рабочий. Следующий Тест — это активация контроллера VVT. Так же можно осуществить без наличия диллерского сканера.Заводим двигатель, и подаем на клапан VVT напряжение

Если в работе двигателя не происходит никаких изменений… То контроллер VVT скорее мертв чем жив )Что должно было произойти?Подавая напряжение, вы открываете канал, который приводит Муфту VVT в положение соответствующее максимальному перекрытию впускных и выпускных клапанов.

На холостом ходу, двигатель не может работать с таким перекрытием, так как увеличивается прорыв выхлопных газов во впуск. И двигатель глохнет.

Если давление масла в системе достаточно… то механически там просто больше нечему ломаться.

Проводка, электроника, фазы ГРМ и датчик положения распредвала.при P1346 следует проверить, правильно ли выставлены метки фаз ГРМ, а так же работоспособность датчика, целостность проводки, нет ли окисления в разъемах… Ну и самое плохое и туго диагностируемое — это ECU…

Развитие технологии VVT-i: что ещё придумали японцы?

Есть и другие разновидности этой технологии. Так, к примеру, Dual VVT-i управляет работой не только распредвала впускных клапанов, но и выпускных.

Это позволило достичь ещё более высоких параметров двигателей. Дальнейшее развитие идеи получило название VVT-iE.

Здесь уже инженеры Toyota полностью отказались от гидравлического способа управления положением распредвала, который имел ряд недостатков, ведь для поворота вала необходимо было, чтобы давление масла поднялось до определённого уровня.

Устранить данный недостаток удалось благодаря электромоторам – теперь они поворачивают валы. Вот так вот.

Спасибо за внимание, теперь вы сами можете ответить кому угодно на вопрос «VVT-i Toyota что это такое и как оно работает»

Устройство, принцип работы VVT

За угловое смещение распределительного вала отвечает фазовращатель, представляющий собой гидромуфту, работой которой управляет ЭБУ двигателя.

Конструктивно фазовращатель состоит из ротора, который соединен с распредвалом, и корпуса, наружная часть которого является шестерней распределительно вала. Между корпусом гидроуправляемой муфты и ротором находятся полости, заполнение которых маслом приводит к перемещению ротора, а, следовательно, и смещению распредвала относительно шестерни. В полости масло подается по специальным каналам. Регулировка количества поступающего через каналы масла осуществляется электрогидравлическим распределителем. Распределитель представляет собой обычный электромагнитный клапан, который управляется ЭБУ посредством ШИМ-сигнала. Именно ШИМ-сигнал делает возможным плавное изменение фаз газораспределения.

Система управления, в образе ЭБУ двигателя, использует сигналы следующих датчиков:

ДПКВ (рассчитывается частота вращения коленчатого вала);
ДПРВ;
ДПДЗ;
ДМРВ;
ДТОЖ.

Ввиду более сложной конструкции, система изменения фаз газораспределения посредством воздействия на коромысла клапанов кулачков разной формы получила меньшее распространение. Как и в случае с Variable Valve Timing, автоконцерны используют разные обозначения для обозначения схожих по принципу работы систем.

Хонда — Variable Valve Timing and Lift Electronic Control (VTEC). Если на двигателе одновременно используется и VTEC, и VVT, то такая система носит аббревиатуру i-VTEC.
БМВ – Valvelift System.
Ауди — Valvelift System.
Тойота — Variable Valve Timing and Lift with intelligence от Toyota (VVTL-i).
Митсубиши — Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control (MIVEC).

Принцип работы

Система VTEC от Honda является, пожалуй, одной из самых известных, но и остальные системы работают по схожему типу.

Как вы можете увидеть из схемы, в режиме низких оборотов усилие на клапаны через коромысла передается набеганием двух крайних кулачков. При этом среднее коромысло двигается «вхолостую». При переходе в режим высоких оборотов давлением масла выдвигается запорный шток (блокирующий механизм), который превращает 3 коромысла в единый механизм. Увеличение хода клапанов достигается за счет того, что среднему коромыслу соответствует кулачок распредвала с наибольшим профилем.

Разновидность системы VTEC является конструкция, в которой режимам: низких, средних и высоких оборотов соответствуют разные коромысла и кулачки. На низких оборотах кулачком меньшей формы открывается только один клапан, в режиме средних оборотов два меньших по форме кулачка открывают 2 клапаны, а на больших оборотах наибольший кулачок открывает оба клапаны.

https://youtube.com/watch?v=cXgU-S3KR1g

Крайний виток развития

Ступенчатое изменение продолжительности открытия и высоты подъема клапанов позволяет не только изменять фазы газораспределения, но и практически полностью снять с дроссельной заслонки функцию регулирования нагрузки на двигатель. Речь в первую очередь о системе Valvetronic от BMW. Именно специалисты БМВ впервые добились подобных результатов. Сейчас схожими разработками обладают: Toyota (Valvematic), Nissan (VVEL), Fiat (MultiAir), Peugeot (VTI).

Открытая на небольшой угол дроссельная заслонка создает значительное противодействие движению воздушных потоков. В итоге часть полученной от сгорания топливовоздушной смеси энергии уходит на преодоление насосных потерь, что негативно сказывается на мощности и экономически автомобиля.

Управление фазами газораспределения по-японски

Начнём с расшифровки.

Аббревиатура VVT-i звучит на языке оригинала как Variable Valve Timing intelligent, что переводим как интеллектуальное изменение фаз газораспределения.

Впервые на рынке эта технология представлена компанией Toyota десять лет назад, в 1996 году. Аналогичные системы есть у всех автоконцернов и брендов, что говорит об их пользе. Называются они, правда, все по-разному, путая рядовых автолюбителей.

Что же привнесла VVT-i в моторостроение? В первую очередь – повышение мощности, равномерной во всём диапазоне оборотов. Моторы стали экономичнее, а следовательно более эффективнее.

Управление фазами газораспределения или управление моментом поднятия и опускания клапанов, происходит при помощи поворота на нужный угол распределительного вала.

Как это реализовано технически, рассмотрим далее.

FreeValve

Отказ полностью от валов, дросселя и привода ГРМ (цепь или ремень) выносят многие производители, но первыми сделали это Шведы в своем суперкаре Koenigsegg, который кстати развивает аж 1500 л.с.

Как это устроено? Вместо валов здесь находятся специальные электромагнитные актуаторы, в которых встроены пневматические пружины. ЭБУ контролирует каждый такой клапан и способна открывать и закрывать его очень быстро (до 100 раз в секунду) и на любое расстояние которое нужно. Это позволяет регулировать фазы на любое заданное значение! И ЭТО РЕАЛЬНО ОЧЕНЬ КРУТО.

Испытания показали, что такой мотор до 30% мощнее и эффективнее чем аналоги с распределительной системой, а также он экономичен на эти же 30%. Плавность хода здесь на высоте.

Минусом пока является что такой мотор, шумный, такое количество электромагнитных клапанов создает щелканье при открытие, причем оно нарастает при повышении оборотов. Также стоимость агрегата пока очень высока, но если его запустить в серию цена может значительно упасть.

Что же вот мы с вами и рассмотрели основные виды фазовращателей и просто систем газораспределения без них. Кто не особо понял посмотрите видео версию, там я постараюсь рассказать все просто и на пальцах.

Особенности работы дроссельной заслонки

Дроссельная заслонка регулирует количества воздуха, которое поступает в двигатель при его работе. Чем сильнее она открывается, тем больше воздуха направляется в силовой агрегат. Таким образом регулируется частота оборотов коленчатого вала. При открывании заслонки обороты возрастают.

Холостой ход на двигателе 1nz fe поддерживается специальным клапаном, который служит для пропускания воздуха в силовой агрегат в обход дроссельной заслонки. Засорение механизма может привести к неустойчивой работе двигателя на холостом ходу, а также к заметным вибрациям. При работе мотора во впускной тракт поступают картерные газы и пылевые частички, сумевшие просочиться через воздушный фильтр. Они смешиваются друг с другом, образуя маслянистую консистенцию. Она постепенно откладывается во впускном тракте и на стенках дроссельной заслонки 1nz fe. В результате серьезно снижается пропускная способность.

Как узнать, что требуется чистка? Для этого необходимо проводить профилактический осмотр хотя бы один раз в тридцать тысяч километров. Снятия воздуховода до заслонки может оказаться недостаточно. Дело в том, что отложения, как правило, скапливаются на обратной стороне дроссельной заслонки 1nz fe. Именно поэтому требуется ее полностью открыть.

Типичный эффект корректировки времени

Позднее закрытие впускного клапана (LIVC)
Первый вариант непрерывной регулировки фаз газораспределения включает в себя удерживание впускного клапана открытым немного дольше, чем в традиционном двигателе. Это приводит к тому, что поршень фактически выталкивает воздух из цилиндра и обратно во впускной коллектор во время такта сжатия. Выбрасываемый воздух заполняет коллектор с более высоким давлением, и при последующих тактах всасывания всасываемый воздух находится под более высоким давлением. Было показано, что позднее закрытие впускного клапана снижает насосные потери на 40% в условиях частичной нагрузки и снижает выбросы оксида азота ( NOx ) на 24%. Пиковый крутящий момент двигателя снизился всего на 1%, а выбросы углеводородов остались без изменений.

Раннее закрытие впускного клапана (EIVC)
Другой способ уменьшить насосные потери, связанные с низкими оборотами двигателя в условиях высокого вакуума, — это закрытие впускного клапана раньше, чем обычно. Это включает закрытие впускного клапана в середине такта впуска. Требования к воздуху / топливу настолько низки в условиях низкой нагрузки, а работа, необходимая для заполнения цилиндра, относительно высока, поэтому раннее закрытие впускного клапана значительно снижает насосные потери. Исследования показали, что раннее закрытие впускного клапана снижает насосные потери на 40% и увеличивает экономию топлива на 7%. Это также снизило выбросы оксида азота на 24% в условиях частичной нагрузки. Возможным недостатком преждевременного закрытия впускного клапана является то, что оно значительно снижает температуру камеры сгорания, что может увеличить выбросы углеводородов.

Раннее открытие впускного клапана
Раннее открытие впускного клапана — еще один вариант, который имеет значительный потенциал для сокращения выбросов. В традиционном двигателе для контроля температуры цилиндра используется процесс, называемый перекрытием клапанов. При раннем открытии впускного клапана часть инертного / сгоревшего выхлопного газа будет обратно выходить из цилиндра через впускной клапан, где он на мгновение охлаждается во впускном коллекторе. Затем этот инертный газ заполняет цилиндр на последующем такте впуска, что помогает контролировать температуру цилиндра и выбросы оксида азота. Это также улучшает объемный КПД, поскольку во время такта выпуска выхлопных газов требуется меньше.

Раннее / позднее закрытие
выпускного клапана Время раннего и позднего закрытия выпускного клапана можно изменять для снижения выбросов. Обычно выпускной клапан открывается, и выхлопной газ выталкивается из цилиндра в выпускной коллектор поршнем, когда он движется вверх. Управляя синхронизацией выпускного клапана, инженеры могут контролировать, сколько выхлопных газов осталось в цилиндре. Удерживая выпускной клапан открытым немного дольше, цилиндр опорожняется больше и готов к заполнению большим количеством воздуха / топлива на такте впуска. Если закрыть клапан немного раньше, в цилиндре остается больше выхлопных газов, что увеличивает топливную экономичность. Это позволяет более эффективно работать в любых условиях.

Тугая педаль тормоза и проблема с клапаном VVTi на Тойоте 2NZ — как почистить самостоятельно

Предыстория. Автомобиль Тойота Фанкарго. Двигатель 2NZ — начал троить и машина дергаться, обороты то высокие, то низкие, плавают.

Решил разобрать и почистить дроссельную заслонку (ДЗ) и клапан холостого хода (КХХ) — читать как это сделать самому. После прочистки ДЗ и КХХ машина вроде бы поехала ровно. Но на следующий день – высокие обороты до 2000.

Ну ведь вроде бы все прочистил?! Все поставил правильно! Решил немного поездить, может быть компьютер привыкнет и снизит обороты? Наоборот. Автомобиль стал глохнуть на остановках, на перекрестках. Педаль тормоза стала деревянная, тугая. Приходится нажимать на педаль тормоза со всей силы, чтобы заставить машину остановиться. Может быть, вакуум испортился? Или опять дела с форсункой (читать почему троит двигатель на Тойоте). Но тогда причем тут тугая и деревянная педаль тормоза? Да и двигатель стал глохнуть, а не просто троить.

Почитал интернет. Говорят, может быть проблема в грязном клапане VVTi. Попробовать скинуть фишку (контакт) с этого клапана? Попробовал – все нормально. Машина работает ровно, обороты нормальные, педаль тормоза мягкая, как и раньше.

Осталось дело за малым – поменять клапан VVTi на моей Тойоте Фанкарго. Или почистить его самостоятельно.

Работы на 1 час самому, даже не в гараже, можно на парковке. На видео – все рассказано и показано, как поменять клапан. Я же просто почистил клапан VVTi самостоятельно и поставил его обратно.

Внимание: если при выкручивании самому прикладывать избыточную силу, то клапан может сломаться посередине, и внутри двигателя останется вторая часть. Мало того, что придется покупать клапан, так надо еще вытащить старый обломок, а это будет сложно и долго

Советы: когда открутите болт крепления клапана VVTi, несколько раз побрызгайте в щель между клапаном и двигателем WD-40. Побрызгали – подождали 5 минут и так 4 раза.

Потом берете плоскую отвертку, ставите ее в место крепления болта и легонько постукиваете по ней молотком, чтобы клапан сдвинулся на 1-2 мм. Потом аккуратно выкручивающими движения вытаскиваете клапан из двигателя.

Берете «Карбклинер» или любой очиститель карбюратора и обильно брызгаете им на клапан, во все его щели, куда можете достать. Замачиваете в баночке в карбклинере на полчаса и потом – обратно прикручиваете к двигателю.

Кроме клапана, можно также промыть-прочистить масляный фильтр-сеточку клапана ВВТИ. Этот фильтр находится чуть ниже самого клапана и откручивается он шестигранником. Там вы ничего не сломаете, но возьмите шестигранник подлиннее, чтобы удобно было работать. Сеточку также промойте в Карбклинере и поставьте на место. Все, двигатель шелестит, не глохнет. Педаль тормоза мягкая и тормозит сразу.

Процедура самостоятельного очищения а Vvt-i

Нарушение функционирования, как правило, сопровождается множеством признаков, поэтому логичнее всего будет сначала рассмотреть эти признаки.

Итак, к основным признакам нарушения нормального функционирования являются такие:

Автомобиль резко глохнет;
Транспортное средство не может удерживать обороты;
Заметно каменеет тормозная педаль;
Не тянет педаль тормоза.

Теперь можно переходить к рассмотрению процесса очищения Vvti. Проводить очищение Vvti мы будем пошагово.

Итак, алгоритм проведения очищения Vvti:

Снимаем пластмассовую крышку автомобильного двигателя;
Откручиваем болтики и гаечки;
Снимаем железную крышку, основной задачей которой является фиксация генератора машины;
Снимаем с Vvti разъем;
Откручиваем болтик на десять. Не бойтесь, вы не сможете допустить ошибку, так как он там только один.
Снимаем Vvti. Только ни в коем случае не тяните за разъем, потому как он достаточно плотно прилегает к нему и на нем размещено уплотняющее кольцо.
Очищаем Vvti при помощи любого очистителя, который предназначен для очищения карбюратора;
Для полного очищения Vvti снимаем фильтр системы Vvti. Представленный фильтр располагается под клапаном и имеет вид заглушки с отверстием для шестигранника, но этот пункт необязателен.
Очищение завершено вам остается только собрать все в обратном порядке и натянуть ремень, не упираясь в Vvti.