Немного о системе valvematic в двигателях TOYOTA
Немного о системе valvematic в двигателях TOYOTA
Всем привет!
Как и обещал, стараюсь наполнить БЖ своей машины интересными записями. Ну а так как пробеги у меня очень небольшие, в обслуживании авто нуждается не часто, буду периодически размещать различные статейки, касающиеся систем этого замечательного автомобиля. Возможно Вам это будет так же интересно как и мне.
Проблема управления клапанами в бензиновых двигателях долгое время ставила японские силовые агрегаты на посредственные позиции в гонке технического оснащения среди мировых лидеров производства. Система VVT-I и Dual VVT-I оправдала свои надежды лишь на некоторых типах авто, в частности, на мощных и объемистых двигателях.
Для наиболее популярных агрегатов объемом от 1.6 до 2.0 литров в 2007 году инженеры Toyota разработали новую систему управления клапанов – Valvematic. Система получила широкое распространение на самых популярных бензиновых двигателях Toyota.
Принцип управления системой клапанов
Новая разработка частично решает проблемы с использованием некачественного топлива. Valvematic автоматически подстраивается под стиль вождения и под другие условия, что позволяет ей контролировать не только эффективность работы клапанов, но и безопасность эксплуатации двигателя.
Разобраться в том, что это такое, и как действует вся система, поможет тезисное описание принципа ее действия:
бесступенчатое изменение фаз работы клапанов;
эффективное и уникальное изменение высоты подъема клапанов (главная особенность);
возможность подстраиваться под скорость и условия движения, обеспечивая необходимую мощность двигателя.
С помощью контроля подъема клапанов японцам удалось добиться отличных результатов в эксплуатационных характеристиках двигателей. Но Valvematic не работает с объемистыми двигателями свыше 2 литров. На данный момент Toyota использует технологию на 1.6, 1.8 и 2-литровых бензиновых силовых агрегатах.
Принцип работы системы прост – происходит контроль количества воздуха, который поступает в ДВС в процессе работы. Так изменяется обогащение топливной смеси и регулируется потенциал двигателя в разных ситуациях.
Преимущества технологии
После разработки новой системы управления клапанами Toyota смогла сделать свои моторы более универсальными. Предыдущее поколение бензиновых агрегатов практически на всех седанах и хэтчбеках показало значительные неполадки при эксплуатации в сложных условиях, использовании плохого топлива и так далее.
Двигатель Valvematic обладает следующими вескими преимуществами:
— снижение расхода топлива в среднем на 10%;
— значительное увеличение мощности и эластичности работы агрегата;
— сокращение выброса CO2 на 12% (на примере ДВС 1.6 литра).
Система Valvematic Toyota получила массу положительных отзывов специалистов, ведь инженерам японской корпорации удалось значительно повысить КПД агрегатов, уменьшив при этом их реальный расход топлива.
Есть ли недостатки?
Как у любого технологического новшества, у Valvematic также есть негативные отзывы водителей и экспертов. Одной из причин таких отзывов является посторонний звук в работе двигателя. Этот звук напоминает цоканье плохо настроенных клапанов. Но он проходит после 10-15 тысяч пробега мотора.
Еще одной проблемой для автомобилей с большим пробегом стал контроллер системы, который не подлежит ремонту. Замена его обходится в большую сумму денег, но автомобилям с пробегом до 200 тысяч километров подобная неисправность не грозит.
Подобные недостатки с лихвой перекрываются преимуществами системы.
Конкуренты и будущее
Еще в 2001 году немецкий концерн BMW начал внедрять систему Valvetronic, которая также управляла высотой подъема клапана и обогащением смеси во время движения. Но эффективность немецкой технологии значительно меньше. Немцы направили потенциал системы на обеспечение долгосрочной эксплуатации двигателя.
В ближайшем будущем японские инженеры планируют обеспечить использование Valvematic в более объемистых агрегатах концерна Toyota. Это может обеспечить водителей экономией топлива на уровне 13-17% и значительным увеличением максимальной отдачи двигателя.
Информация была взята с очень познавательного ресурса: Двигатели Toyota в России
Всем спасибо за внимание, буду рад Вашим комментариям!
Двигатель Toyota 1ZR-FAE
- Двигатели
- Toyota
- 1ZR-FAE
1.6-литровый двигатель Тойота 1ZR-FAE выпускают с 2009 года на предприятиях в Китае и США для переднеприводных моделей типа Auris. Мотор одновременно оснащается двумя системами газораспределения Valvematic и Dual VVT-i. Версия на этаноле имеет отдельный индекс 1ZR-FBE.
- Характеристики
- Расход
- Применение
- Поломки
Технические характеристики мотора Toyota 1ZR-FAE 1.6 литра
| Точный объем | 1598 см³ |
| Система питания | инжектор MPI |
| Мощность двс | 128 — 132 л.с. |
| Крутящий момент | 157 — 162 Нм |
| Блок цилиндров | алюминиевый R4 |
| Головка блока | алюминиевая 16v |
| Диаметр цилиндра | 80.5 мм |
| Ход поршня | 78.5 мм |
| Степень сжатия | 10.7 |
| Особенности двс | Valvematic |
| Гидрокомпенсаторы | да |
| Привод ГРМ | цепь |
| Фазорегулятор | Dual VVT-i |
| Турбонаддув | нет |
| Какое масло лить | 4.2 литра 5W-20 |
| Тип топлива | бензин АИ-95 |
| Экологический класс | ЕВРО 4/5 |
| Примерный ресурс | 250 000 км |
Расход топлива 1ZR-FAE VVT-i
На примере Toyota Auris 2010 года с механической коробкой переключения передач:
| Город | 7.9 литра |
| Трасса | 5.3 литра |
| Смешанный | 6.2 литра |
Аналогичные двигатели других производителей:
На какие автомобили ставили двигатель 1ZR-FAE
| Corolla E150 | 2009 — 2013 |
| Corolla E170 | 2013 — н.в. |
| Auris E150 | 2009 — 2012 |
| Auris E180 | 2012 — 2018 |
| Avensis T270 | 2009 — н.в. |
| Verso R20 | 2009 — н.в. |
| Elise 3 | 2010 — н.в. |
Недостатки, поломки и проблемы Тойота 1ZR-FAE
Чаще всего владельцы авто с этим мотором жалуются на большое потребление масла
Нагараобразование во впускном коллекторе часто приводит к плавающим оборотам
Водяная помпа имеет ресурс в 50 000 км, после 150 000 км растягивается цепь ГРМ
Работа двс обычно сопровождается посторонними звуками, особенно от муфт VVT-i
Контроллер системы Valvematic часто сыпет ошибками или просто глушит двигатель
Все тексты написаны мной, имеют авторство Google, занесены в оригинальные тексты Yandex и заверены нотариально. При любом заимствовании мы сразу же пишем официальное письмо на фирменном бланке в поддержку поисковых сетей, вашего хостинга и доменного регистратора.
Далее подаем в суд. Не испытывайте удачу, у нас более тридцати успешных интернет проектов и уже дюжина выигранных судебных разбирательств.
Моторные и трансмиссионные масла для Toyota Avensis
Модель Toyota Avensis пришла на смену успешной в свое время модели Toyota Carina E в 1997 году. Модель была ориентирована на европейский рынок и создатели старались приблизить Avensis к европейским стандартам.
Первое поколение имело индекс T220 и производилось на заводах Японии и Англии с 1997 по 2003 годы. За характерный дизайн решетки радиатора Avensis не редко получал прозвище улыбающегося автомобиля. Toyota Avensis предлагался в трех версиях кузова это седан, универсал и пятидверный хэтчбэк. Для внутреннего рынка Японии универсал носит имя Caldina, и в отличии от европейского собрата мог комплектоваться бензиновым турбомотором. На автомобили первого поколения устанавливали три бензиновых двигателя 1.6, 1.8 и 2.0 литра, а так же был 2.0 литровый турбодизель.
Второе поколение Toyota Avensis появилось в 2003 году, выпуск продолжался до 2009 года идекс модели стал T250. Варианты типов кузова не изменились, дизайн полностью обновили, модель еще больше стала «европейкой», разработкой дизайна занималось французское ателье. Гамма моторов осталась прежней, это были те же три бензиновых 1.6 – 2.0 литровые моторы, и 2.0 литровый турбодизель. А некоторое время спустя 2.4 литровый двигатель появился в линейке бензиновых моторов. В дизельном варианте покупателей так же ждала новинка, это экологичный двухлитровый дизельный двигатель с фильтром DPNR, улавливающий твердые частицы, угарный газ и окись азота, что позволяло значительно снизить загрязнение атмосферы. Производитель давал пожизненную гарантию на элементы DPNR.
Третье поколение Toyota Avensis с индексом T270 стало последним для модели. Выпускалась модель с 2009 по 2018 год. Абсолютно новый, более аэродинамический дизайн и новейшая платформа улучшающая ездовые характеристики. На этот раз типов кузова было два, седан и универсал. Гамма моторов претерпела некоторые изменения. Toyota Avensis получила обновленный 1.6 литровый двигатель Valvematic (Система газораспределения изменяющая высоту подъема клапанов), и новые 1.8 и 2.0 литровые Valvematic бензиновые моторы. В дизельном сегменте это были 2.0 и 2.2 турбо моторы.
С 2012 года официальные продажи модели Toyota Avensis были прекращены, а в июне 2018 года с конвейера сошел последний Avensis, он был в кузове универсал. В связи с возвращением в Европу Toyota Camry выпуск модели Avensis было прекращено.
В двигателях устанавливаемых на Toyota Avensis рекомендуется производителем использование моторного масла вязкостью SAE 5W-40, соответствующее стандартам API SL/CF и ACEA A3/B4. И может быть использовано в любом двигателе, если в инструкции не прописаны жесткие требования по применению моторного масла, по вязкости или зольности.
Liqui Moly рекомендует использовать в бензиновых и дизельных (не оснащенных системой DPNR) двигателях Toyota Avensis I и II поколений моторные масла Leichtlauf High Tech 5W-40 или Super Leichtlauf 10W-40. Моторные масла изготовлены на основе гидрокрекинговой технологии синтеза, и имеют высокую стабильность к окислению и угару.
Для бензиновых двигателей Toyota Avensis III поколения liqui Moly рекомендует применять современные энергосберегающие и ресурсосохраняющие моторные масла. Molygen New Generation 5W-30 полностью соответствует этим рекомендациям. Благодаря инновационной технологии Molecular Friction Control и пакета присадок Molygen, моторное масло обеспечит экономию топлива и непревзойденные защитные свойства.
Для дизельных двигателей Toyota Avensis оснащенных системой DPNR (D-4D CAT или D-4D DPF) следует использовать масла со сниженной высокотемпературной вязкостью и пакетом малозольных присадок. Liqui Moly рекомендует использовать НС-синтетическое моторное масло Top Tec 4300 5W-30. Top Tec 4300 соответствует требованиям по энергосбережению ILSAC GF-3, по качеству удовлетворяет последнему стандарту API SN/CF. Дополнительно оно имеет сертификацию ACEA C2 как малозольное, совместимое с современными сажевыми фильтрами.
Современная линейка трансмиссионных масел для Toyota Avensis включает в себя следующие продукты Liqui Moly:
Полностью синтетическое масло Hochleistungs-Getriebeoil 75W-90 класса GL-4/GL5, пригодное для использования в трансмиссиях автомобилей с любым типом привода;
Жидкости для АКПП – ATF Dexron III, Toyota ATF T IV, а также специализированную жидкость Toyota WS, применяемую только в специально созданных под нее коробках передач. В вариаторных коробках используется жидкость Toyota TC. В коробках передач автомат Toyota допустимо применение масел Liqui Moly линейки Top Tec. Top Tec ATF 1100 (замена для автомобилей, требующих Dexron III), Top Tec ATF 1200 (сертифицировано Toyota для замены оригинальной жидкости T IV), Top Tec ATF 1400 (вариаторные коробки),Top Tec ATF 1800 и Top Tec ATF 1800R (аналог Toyota WS). НС-синтетическое трансмиссионное масло для АКПП ATF III HC может работать вместо Dexron III и ATF T IV.
Что такое двигатель валвематик
В дополнение к материалу о двигателях серии ZR отдельно приведем описание системы с фирменным обозначением Valvematic (VM) — бесступенчатого изменения высоты подъема впускных клапанов.
Valvematic позволяет изменять высоту подъема впускного клапана в диапазоне 0,9..10,9 мм. Соответственно, угол открытого состояния клапана изменяется в пределах 106..260° поворота коленчатого вала.
Управление VM неразрывно связано с управлением изменением фаз газораспределения (VVT-i) и электронным управлением дроссельной заслонкой (ETCS-i).
Эффект
На индикатороной диаграмме показано, каким образом рабочий процесс в двигателе с VM отличается от обычного (в данном случае — на режимах холостого хода и при нагрузке 30%).
— В отличие от обычного двигателя, при работе VM дроссельная заслонка практически постоянно поддерживается в положении полного открытия, при этом дозирование топливовоздушной смеси осуществляется изменением высоты подъема клапанов.
 | — В начале такта впуска давление во впускном коллекторе у VM близко к атмосферному, благодаря чему значительно уменьшаются насосные потери при ходе поршня вниз. |
 | — После того, как необходимое количество смеси поступило в цилиндр, впускные клапаны закрываются. Поскольку поршень продолжает движение вниз, то разрежение в цилиндре увеличиватся, насосные потери растут и в двигателе с VM. |
 | — Хотя к концу ходя поршня разрежение в цилиндрах обоих двигателей сравнивается, однако у VM наполнение необходимым объемом смеси произошло эффективнее. |
| Valvematic | VVT |
| Фазы: Изменяются бесступенчато | Фазы: Изменяются бесступенчато |
| Высота подъема клапанов: Изменяется бесступенчато | Высота подъема клапанов: Не изменяется |
| Преимущества: Точный контроль фаз и высоты подъема в зависимости от условий движения, что позволяет развить одинаковую мощность с меньшими затратами. | Преимущества: Управление фазами газораспределения или для улучшения экономичности, или для повышения мощности, в зависмости от условий движения. |
 |  |
Режимы работы
| Состояние | — | Функционирование | Эффект |
| Запуск двигателя / Глушение двигателя |  | — Рабочий угол впускных клапанов 200°. — Впускные клапаны закрываются в точке, близкой к НМТ, уменьшая перекрытие для улучшения компрессии. | — Улучшение пусковых характеристик |
| Холостой ход (повышенные обороты) |  | — Рабочий угол впускных клапанов 250°. — Высота подъема клапанов увеличивается для увеличения перекрытия, усиливается внутренняя рециркуляция отработавших газов. | — Снижение выбросов NOx и CH |
| До прогрева двигателя (кроме повышенных оборотов холостого хода) |  | — Рабочий угол впускных клапанов 240°. — Увеличение эффективности на такте впуска. | — Увеличение мощности — Снижение расхода топлива |
| Двигатель прогрет (нагрузка от низкой до средней) |  | — Рабочий угол впускных клапанов 106-245°. — Согласованная работа с VVT и ETCS. — Высота подъема клапанов изменяется с целью более раннего закрытия для уменьшения насосных потерь. — Изменяются фазы выпускных клапанов. | — Снижение расхода топлива |
| Двигатель прогрет (нагрузка высокая) |  | — Рабочий угол впускных клапанов 230-260°. — Согласованная работа с VVT и ETCS. — Высота подъема клапанов изменяется с целью более позднего закрытия для улучшения наполнения. — Изменяются фазы выпускных клапанов. | — Увеличение мощности — Снижение расхода топлива — Уменьшение температуры выхлопа |
Конструкция
Механизм привода ГРМ. 1 — привод VVT (выпуск), 2 — привод VVT (впуск), 3 — распределительный вал выпускных клапанов, 4 — распределительный вал впускных клапанов, 5 — контроллер Valvematic, 6 — рокер, 7 — гидрокомпенсатор, 8 — клапан, 9 — впускной клапан, 10 — выпускной клапан, 11 — демпфер цепи, 12 — башмак натяжителя, 13 — гидронатяжитель цепи.
Контроллер VM
— Состоит из усилителя (EDU), электромотора и винтового механизма.
— Бесщеточный электродвигатель — 3-фазный, постоянного тока, с неодимовыми магнитами.
— Усилитель управляет работой электромотора, задает расчетный и определяет фактический угол поворота ротора. Для этого служат датчик угла (определяющий угол поворота ротора) и датчик положения (определяющий количество оборотов ротора).
— Винтовой механизм, имеющий конструкцию планетарной передачи, преобразует вращение ротора электромотора в поступательное перемещение управляющего штока. Смазка механизма осуществляется моторным маслом.
— Эпициклы с прямой нарезкой зубьев соединены с корпусом механизма, солнечные шестерни установлены на управляющем штоке, кроме того, водила сателлитов находятся в зацеплении с левосторонней винтовой резьбой на корпусе и правосторонней резьбой на штоке. Количество зубьев: эпицикл — 50, сателлит — 10, солнце — 31. Винтовая резьба: эпицикл — 5-заходная левосторонняя, сателлит — 1-заходная левосторонняя, солнце — 4-заходная правосторонняя.
— Электромотор вращает корпус механизма с эпициклами, которые, в свою очередь, приводят во вращение сателлиты. Солнечные шестерни и шток перемещаются в осевом направлени, управляя высотой подъема клапанов.
1 — контроллер VM, 2 — выпуск масла, 3 — впуск масла, 4 — датчик положения, 5 — усилитель 6 — бесщеточный электродвигатель, 7 — статор, 8 — ротор, 9 — подшипник, 10 — винтовой механизм.
1 — сателлит 1, 2 — водило, 3 — корпус, 4 — винт водила, 5 — эпицикл 1, 6 — эпицикл 2, 7 — солнечная шестерня 1, 8 — солнечная шестерня 2, 9 — управляющий шток.
— Привод бесступенчатого изменения высоты подъема клапанов состоит из управляющего штока, ползуна, роликового и качающихся промежуточных рычагов, демпфера.
— Управляющий шток передает поступательное перемещение от контроллера VM на ползуны. Ползуны имеют косые зубья, находящиеся в зацеплении с внутренними зубьями на роликовом и качающихся рычагах, они определяют взаимное положение этих рычагов.
Роликовый рычаг находится в контакте с кулачком распредвала впускных клапанов, его перемещение передается через ползун на качающиеся рычаги, которые воздействуют на рокеры и открывают впускные клапаны. Демпфер постоянно поджимает роликовый рычаг и позволяет ему отслеживать профиль кулачка распредвала.
1 — шток, 2 — ось рычагов, 3 — качающийся рычаг, 4 — роликовый рычаг, 5 — ползун, 6 — демпфер, 7 — распределительный вал впускных клапанов, 8 — рокер, 9 — впускной клапан, 10 — гидрокомпенсатор.
