VVT-i

VVT-i ، أو توقيت الصمامات المتغير الذكي ، هي تقنية لتوقيت الصمامات المتغير في محركات البنزين للسيارات، والتي تصنعها مجموعة تويوتا وتستخدمها علامات تجارية مثل Groupe PSA ( بيجو وسيتروين )، وتويوتا ، ولكزس ، وسيون ، ودايهاتسو ، وسوبارو ، وأستون مارتن ، وبونتياك ، ولوتس .

طُرحت تقنية VVT-i عام 1995 مع محرك 2JZ-GE الموجود في سيارتي تويوتا كراون وكراون ماجيستا JZS155 ، وهي تُغيّر توقيت صمامات السحب عن طريق تعديل العلاقة بين محرك عمود الكامات (باستخدام سير أو سلسلة) وعمود كامات السحب. ويتم تطبيق ضغط زيت المحرك على مُشغّل لضبط موضع عمود الكامات. وتؤدي التعديلات في زمن التداخل بين إغلاق صمام العادم وفتح صمام السحب إلى تحسين كفاءة المحرك.

يحل نظام VVT-i محل نظام VVT السابق الذي تم تقديمه في عام 1991 مع محرك 4A-GE "Silver Top" ذي الخمسة صمامات لكل أسطوانة الموجود في AE101 Corolla Levin و Sprinter Trueno ، والذي كان نظامًا للتحكم الهيدروليكي في توقيت الكامات على مرحلتين.

ظهرت بعد ذلك نسخ مختلفة من النظام، بما في ذلك VVTL-i و Dual VVT-i و VVT-iE و VVT-iW و Valvematic . كما تُستخدم أنظمة الحقن المباشر مثل D-4 (VVT-i D-4) و D-4S بالتزامن مع VVT-i.

نظام VVTL-i (نظام التوقيت والرفع المتغير الذكي للصمامات) (ويُشار إليه أحيانًا بـ VVT-iL أو نظام التوقيت والرفع المتغير الذكي للصمامات) هو نسخة مُحسّنة من نظام VVT-i، حيث يُمكنه تغيير رفع الصمامات ( ومدتها ) بالإضافة إلى توقيتها. وقد طُرح هذا النظام لأول مرة مع محرك 2ZZ-GE ذي 16 صمامًا الموجود في سيارة تويوتا سيليكا موديل 1999. يُشبه رأس المحرك تصميم DOHC التقليدي ، حيث يتميز بكامات منفصلة للسحب والعادم مع صمامين للسحب وصمامين للعادم (أربعة صمامات إجمالًا) لكل أسطوانة. ولكن على عكس التصميم التقليدي، يحتوي كل عمود كامات على فصين لكل أسطوانة، أحدهما مُحسّن للعمل عند دورات منخفضة في الدقيقة، والآخر مُحسّن للعمل عند دورات عالية في الدقيقة، مع رفع أعلى ومدة أطول. ^{[ 1 ]} يتم التحكم في كل زوج من الصمامات بواسطة ذراع متأرجح واحد، يتم تشغيله بواسطة عمود الكامات. يحتوي كل ذراع متأرجح على تابع انزلاقي مثبت عليه بواسطة نابض، مما يسمح للتابع الانزلاقي بالتحرك بحرية لأعلى ولأسفل مع الفص العلوي دون التأثير على الذراع المتأرجح. عندما يعمل المحرك بسرعة دوران أقل من 6000-7000  دورة في الدقيقة (حسب سنة الصنع والسيارة ووحدة التحكم الإلكترونية المُثبتة)، يقوم الفص السفلي بتشغيل الذراع المتأرجح وبالتالي الصمامات، بينما يدور التابع الانزلاقي بحرية بجوار الذراع المتأرجح. عندما يعمل المحرك بسرعة دوران أعلى من نقطة تعشيق الرفع، تُفعّل وحدة التحكم الإلكترونية مفتاح ضغط الزيت الذي يدفع دبوسًا منزلقًا أسفل التابع الانزلاقي على كل ذراع متأرجح. يصبح الذراع المتأرجح الآن مُقيدًا بحركة التابع الانزلاقي، وبالتالي يتبع حركة فص الكامة عالي السرعة، وسيعمل وفقًا لملف تعريف الكامة عالي السرعة حتى تقوم وحدة التحكم الإلكترونية بفصل الدبوس. نظام الرفع هذا مشابه من حيث المبدأ لنظام VTEC من هوندا . أوقفت تويوتا إنتاج محركات VVTL-i في معظم الأسواق لعدم استيفائها معايير الانبعاثات الأوروبية Euro IV . يشمل ذلك سيارات كورولا تي-سبورت (أوروبا)، وكورولا سبورتيفو (أستراليا)، وسيليكا ، وكورولا XRS ، وماتريكس XRS ، وبونتياك فايب جي تي ، وجميعها مزودة بمحرك 2ZZ-GE . في المقابل، استمرت سيارتا لوتس إليز وإكسيج في تقديم محرك 2ZZ-GE حتى عام 2011، مع توفير محرك 2ZZ-GE في إكسيج أيضًا مع شاحن توربيني .

يقوم نظام Dual VVT-i بضبط توقيت كلٍ من عمود الكامات للسحب والعادم. وقد طُرح لأول مرة مع محرك 3S-GE في سيارة Altezza RS200 عام 1998. لاحقًا، استُخدم نظام Dual VVT-i في محرك تويوتا 2GR-FE V6 سعة 3.5 لتر، والذي ظهر لأول مرة في سيارة Avalon عام 2005. يُستخدم هذا المحرك في العديد من طرازات تويوتا ولكزس. بفضل ضبط توقيت الصمامات، يتم تشغيل وإيقاف المحرك بسلاسة تامة عند أدنى ضغط. كما يُتيح النظام تسخينًا سريعًا للمحول الحفاز إلى درجة حرارة التشغيل، مما يُقلل انبعاثات الهيدروكربونات بشكل ملحوظ. تستخدم معظم محركات تويوتا هذه التقنية، بما في ذلك محرك 1LR-GUE ( V10 ، المستخدم في لكزس LFA )، ومحركات UR ( V8 )، ومحركات GR ( V6 )، ومحركات AR ( رباعية الأسطوانات كبيرة الحجم )، ومحركات ZR ( رباعية الأسطوانات متوسطة الحجم )، ومحركات NR ( رباعية الأسطوانات صغيرة الحجم ).

نظام VVT-iE (توقيت الصمامات المتغير الذكي بواسطة محرك كهربائي) هو نسخة من نظام Dual VVT-i، يستخدم مشغلًا كهربائيًا لضبط توقيت عمود الكامات للسحب والحفاظ عليه . ^{[ 2 ]} أما توقيت عمود الكامات للعادم فيُتحكم به باستخدام مشغل هيدروليكي. طُوّر هذا النوع من تقنية توقيت الصمامات المتغير في البداية لسيارات لكزس . وقُدّم هذا النظام في محرك 1UR-FSE في سيارة لكزس LS 460 موديل 2007. يدور المحرك الكهربائي في المشغل بالتزامن مع عمود الكامات للسحب أثناء تشغيل المحرك. وللحفاظ على توقيت عمود الكامات، يعمل محرك المشغل بنفس سرعة عمود الكامات. ولتقديم توقيت عمود الكامات، يدور محرك المشغل بسرعة أكبر قليلًا من سرعة عمود الكامات. وعلى العكس، لتأخير توقيت عمود الكامات، يدور محرك المشغل بسرعة أقل قليلًا من سرعة عمود الكامات. ويُستخدم فرق السرعة بين محرك المشغل وعمود الكامات لتشغيل آلية تُغيّر توقيت عمود الكامات. تكمن ميزة التشغيل الكهربائي في استجابته المحسّنة ودقته العالية عند سرعات المحرك المنخفضة ودرجات الحرارة المتدنية، فضلاً عن نطاق ضبط أوسع. يتيح الجمع بين هذه العوامل تحكمًا أكثر دقة، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة استهلاك الوقود، وقوة المحرك، وأداء الانبعاثات.

تم تقديم نظام VVT-iW (توقيت الصمامات المتغير الذكي واسع النطاق) مع محرك 8AR-FTS سعة 2.0 لتر المزود بشاحن توربيني وحقن مباشر للوقود، والمُجهز به سيارة لكزس NX 200t . يستخدم نظام VVT-iW تقنية VVT-iW على صمامات السحب وتقنية VVT-i على صمامات العادم. يحتوي عمود الكامات للسحب على آلية قفل في الوضع المتوسط ​​تُؤخر توقيت الصمامات المتغير باستمرار. يوفر هذا النظام زوايا فتح صمامات موسعة (واسعة النطاق)، مما يُمكّن المحرك من العمل في دورة أتكينسون المُعدلة عند دورات منخفضة لتحسين كفاءة استهلاك الوقود وخفض الانبعاثات، وفي دورة أوتو عند دورات عالية لتحسين الأداء، مع توفير عزم دوران عالٍ في جميع نطاقات دورات المحرك. ^{[ 3 ]}

يُتيح نظام Valvematic ضبطًا مستمرًا لرفع الصمامات وتوقيتها، ويُحسّن كفاءة استهلاك الوقود من خلال التحكم في نسبة الوقود إلى الهواء باستخدام صمامات التحكم بدلًا من التحكم التقليدي بصمام الخانق. [ ^{4 ] ظهرت} هذه التقنية لأول مرة عام 2007 مع محرك 3ZR-FAE في سيارة نوح ^{[ 5 ]} ، ثم في أوائل عام 2009 في سيارة أفينسيس . يتميز هذا النظام بتصميم أبسط مقارنةً بنظامي Valvetronic و VVEL ، مما يسمح ببقاء رأس الأسطوانة على ارتفاع مماثل.

منذ عام 1996، يُستخدم نظام VVT-i بالتزامن مع أنظمة الحقن المباشر للبنزين (GDI) من تويوتا، مثل محركي D-4 وD-4S. وتُعرف محركات تويوتا التي تستخدم أنظمة الحقن المباشر باللاحقة "S" في نظام تسمية محركات تويوتا (مثل 2JZ-FSE و 2GR-FSE و 4U-GSE )؛ وكانت هذه اللاحقة تُستخدم سابقًا للدلالة على المحركات ذات مداخل الهواء الدوامية (مثل 3A-SU ).

دي-4 إس

نظام D-4S (نظام الحقن المباشر رباعي الخطوط المتفوق) هو نظام حقن وقود مزدوج، يُعدّ نسخةً مُحسّنة من نظام D-4 السابق، حيث يجمع بين الحقن غير المباشر والمباشر. يستخدم هذا النظام حاقن وقود تقليدي في أحد طرفيه للضغط المنخفض، وحاقنًا مباشرًا في الطرف الآخر للضغط العالي. كما يعمل بالتزامن مع نظام VVT-i (بمختلف إصداراته). ظهر هذا النظام لأول مرة في محرك 2GR-FSE المستخدم في سيارتي تويوتا كراون أثليت ولكزس IS 350 ، والذي كان أيضًا أول محرك يجمع بين الحقن التقليدي والمباشر للوقود. استُخدم هذا النظام أيضًا في محرك 4U-GSE ( FA20 ) الموجود في سيارتي تويوتا 86 وسوبارو BRZ من موديلات 2012-2021، بالإضافة إلى محرك FA24D المستخدم في سيارتي تويوتا GR86 وسوبارو BRZ من موديلات 2022 وحتى الآن ، وكلاهما يعمل بالتزامن مع نظام AVCS من سوبارو . يوفر نظام D-4S انبعاثات عادم أنظف بكثير من نظام D-4، ^{[ 7 ]} مع المساعدة أيضًا في توفير طاقة ذروة أكبر عند دورات المحرك العالية.

على عكس ما يعتقده البعض، فإنّ D-4S لا يشير إلى محرك مزود بشاحن توربيني وحقن مباشر للوقود (كما في "Direct Line Four Supercharged"). على سبيل المثال، لا يحتوي كل من محركي 4U-GSE و 2GR-FSE ، اللذين يستخدمان نظام D-4S، على شواحن توربينية. جرت العادة على تسمية المحركات المزودة بشواحن توربينية بالحرف "Z" وفقًا لنظام تسمية محركات تويوتا (مثل 4A-GZE و 1G-GZE و 2TZ-FZE ).

في عام ٢٠١٠، أعلنت شركة تويوتا الولايات المتحدة الأمريكية عن حملة خدمة محدودة (LSC 90K) لاستبدال الجزء المطاطي من خرطوم تزويد الزيت لمشغل VVT-i في محرك 2GR-FE (V6)، والذي تبيّن أنه معيب. تأثر بذلك ما يقارب ١.٦ مليون سيارة مصنعة قبل عام ٢٠٠٨. كانت خراطيم تزويد الزيت المعيبة عرضة للتلف والتمزق في نهاية المطاف، مما تسبب في تسرب الزيت بسرعة وإلحاق ضرر دائم بالمحرك. في عام ٢٠١٤، تم تمديد حملة LSC 90K حتى ٣١ ديسمبر ٢٠٢١ ^{[ ٨ ]} لتشمل ١١٧,٥٠٠ سيارة من علامة تويوتا التجارية لم يتم تضمينها في الحملة الأولية.

• قائمة محركات تويوتا
• توقيت الصمامات المتغير
• رفع الصمام المتغير
• مشعب سحب متغير الطول
• حقن البنزين المباشر
• VTEC
• S-VT
• MIVEC
• تقنية الصمامات الإلكترونية