VVT-i

VVT-i , o Distribución Variable de Válvulas con Inteligencia , es una tecnología de motores de gasolina con distribución variable de válvulas para automóviles fabricada por Toyota Group y utilizada por marcas como Groupe PSA ( Peugeot y Citroën ), Toyota , Lexus , Scion , Daihatsu , Subaru , Aston Martin , Pontiac y Lotus Cars .

Introducido en 1995 con el motor 2JZ-GE del Toyota Crown y Crown Majesta JZS155 , el sistema VVT-i varía la sincronización de las válvulas de admisión ajustando la relación entre la transmisión del árbol de levas (por correa o cadena) y el árbol de levas de admisión. La presión del aceite del motor se aplica a un actuador para ajustar la posición del árbol de levas. Los ajustes en el tiempo de solapamiento entre el cierre de la válvula de escape y la apertura de la válvula de admisión mejoran la eficiencia del motor.

El sistema VVT-i sustituye al anterior sistema VVT introducido en 1991 con el motor 4A-GE "Silver Top" de cinco válvulas por cilindro que se encontraba en el AE101 Corolla Levin y el Sprinter Trueno , que era un sistema de fase de levas de dos etapas controlado hidráulicamente.

Posteriormente surgieron variantes del sistema, como VVTL-i , Dual VVT-i , VVT-iE , VVT-iW y Valvematic . También se utilizan sistemas de inyección directa , como el D-4 (VVT-i D-4) y el D-4S, junto con VVT-i.

VVTL-i (sistema inteligente de distribución y elevación de válvulas variables) (también denominado a veces VVT-iL o distribución e inteligencia de válvulas variables con elevación) es una versión mejorada de VVT-i que puede alterar la elevación (y duración ) de las válvulas, así como la distribución de las válvulas. Se introdujo con el motor 2ZZ-GE de 16 válvulas que se encuentra en el Toyota Celica de 1999. La culata del motor se asemeja a un diseño DOHC típico , con árboles de levas separados para admisión y escape con dos válvulas de admisión y dos de escape (cuatro en total) por cilindro, pero a diferencia de un diseño convencional, cada árbol de levas tiene dos lóbulos por cilindro, uno optimizado para operar a bajas rpm y otro optimizado para operar a altas rpm, con mayor elevación y mayor duración. ^{[ 1 ]} Cada par de válvulas está controlado por un balancín, que es accionado por el árbol de levas. Cada balancín tiene un seguidor deslizante montado en el balancín con un resorte, lo que permite que el seguidor deslizante se mueva libremente hacia arriba y hacia abajo con el lóbulo superior sin afectar al balancín. Cuando el motor funciona por debajo de 6000–7000  rpm (dependiendo del año, el modelo y la ECU instalada), el lóbulo inferior acciona el balancín y, por lo tanto, las válvulas, mientras que el seguidor deslizante gira libremente junto al balancín. Cuando el motor funciona por encima del punto de activación de la elevación, la ECU activa un interruptor de presión de aceite que empuja un pasador deslizante debajo del seguidor deslizante en cada balancín. El balancín queda entonces bloqueado en los movimientos del seguidor deslizante y, por lo tanto, sigue el movimiento del lóbulo de la leva de altas rpm y funcionará con el perfil de leva de altas rpm hasta que la ECU desactive el pasador. El sistema de elevación es similar en principio al funcionamiento VTEC de Honda . Toyota ha dejado de producir sus motores VVTL-i en la mayoría de los mercados porque no cumplen con las especificaciones Euro IV para las regulaciones de emisiones. Esto incluye el Corolla T-Sport (Europa), el Corolla Sportivo (Australia), el Celica , el Corolla XRS , el Matrix XRS y el Pontiac Vibe GT , todos los cuales tenían instalado el motor 2ZZ-GE . Por otro lado, el Lotus Elise y el Exige continuaron ofreciendo el motor 2ZZ-GE hasta 2011, y el Exige también ofrecía el motor con un sobrealimentador .

El sistema Dual VVT-i ajusta la sincronización de los árboles de levas de admisión y escape. Se introdujo con el motor 3S-GE del Altezza RS200 en 1998. Posteriormente, el Dual VVT-i se utilizó en el motor V6 2GR-FE de 3.5 litros de Toyota , que apareció por primera vez en el Avalon de 2005. Este motor se encuentra en numerosos modelos de Toyota y Lexus. Al ajustar la sincronización de las válvulas, el arranque y la parada del motor se producen de forma casi imperceptible con una compresión mínima. Es posible un calentamiento rápido del convertidor catalítico hasta su temperatura de activación, lo que reduce considerablemente las emisiones de hidrocarburos. La mayoría de los motores Toyota, incluidos el 1LR-GUE ( V10 , utilizado en el Lexus LFA ), los motores UR ( V8 ), los motores GR ( V6 ), los motores AR ( I4 grande ), los motores ZR ( I4 mediano ) y los motores NR ( I4 pequeño ), utilizan esta tecnología.

VVT-iE (Distribución Variable de Válvulas - inteligente mediante motor eléctrico) es una versión de Dual VVT-i que utiliza un actuador eléctrico para ajustar y mantener la sincronización del árbol de levas de admisión . ^{[ 2 ]} La sincronización del árbol de levas de escape se sigue controlando mediante un actuador hidráulico. Esta tecnología de distribución variable de válvulas se desarrolló inicialmente para vehículos Lexus . Este sistema se introdujo en el motor 1UR-FSE del Lexus LS 460 de 2007. El motor eléctrico del actuador gira al unísono con el árbol de levas de admisión mientras el motor está en funcionamiento. Para mantener la sincronización del árbol de levas, el motor del actuador gira a la misma velocidad que el árbol de levas. Para adelantar la sincronización del árbol de levas, el motor del actuador gira ligeramente más rápido que la velocidad del árbol de levas. Por el contrario, para retrasar la sincronización del árbol de levas, el motor del actuador gira ligeramente más lento que la velocidad del árbol de levas. Las diferencias de velocidad entre el motor del actuador y el árbol de levas se utilizan para accionar un mecanismo que varía la sincronización del árbol de levas. La ventaja de la actuación eléctrica reside en su mayor respuesta y precisión a bajas velocidades del motor y bajas temperaturas, así como en un mayor rango total de ajuste. La combinación de estos factores permite un control más preciso, lo que se traduce en mejoras en el consumo de combustible, la potencia del motor y el rendimiento en materia de emisiones.

El VVT-iW (Distribución Variable de Válvulas - Amplio Inteligente) se introdujo con el motor 8AR-FTS turboalimentado de inyección directa de 2.0 L instalado en el Lexus NX 200t . El VVT-iW utiliza VVT-iW en las válvulas de admisión y VVT-i en las de escape. El árbol de levas de admisión tiene un mecanismo de bloqueo de leva en posición intermedia que retrasa la distribución variable continua. Ofrece ángulos de apertura de válvula ampliados (amplios), lo que permite que el motor funcione en un ciclo Atkinson modificado a bajas revoluciones para mejorar la economía y reducir las emisiones, y en el ciclo Otto a altas revoluciones para un mejor rendimiento, a la vez que proporciona un par motor elevado en todo el rango de revoluciones. ^{[ 3 ]}

El sistema Valvematic ofrece un ajuste continuo de la elevación y sincronización de las válvulas y mejora la eficiencia del combustible al controlar la entrada de combustible/aire mediante el control de válvulas en lugar del control convencional de la mariposa. ^{[ 4 ]} La tecnología hizo su primera aparición en 2007 con el motor 3ZR-FAE en el Noah ^{[ 5 ]} y posteriormente a principios de 2009 en el Avensis . Este sistema es más simple en su diseño en comparación con Valvetronic y VVEL , lo que permite que la culata permanezca a una altura similar.

Desde 1996, el VVT-i se ha utilizado junto con los sistemas de inyección directa de gasolina (GDI) de Toyota, como el D-4 y el D-4S. Los motores Toyota que utilizan sistemas de inyección directa se identifican con el sufijo "S" en la nomenclatura de motores de Toyota (por ejemplo, 2JZ-FSE , 2GR-FSE y 4U-GSE ); este sufijo se utilizaba anteriormente para identificar motores con tomas de aire en espiral (por ejemplo, 3A-SU ).

D-4S

El sistema D-4S (Direct Four Line Superior) es un sistema de inyección de combustible de doble inyección, una versión mejorada del sistema D-4 anterior, que combina la inyección indirecta y la directa. Utiliza un inyector de combustible de colector tradicional en un extremo para baja presión y un inyector directo en el otro para alta presión. También funciona en conjunto con VVT-i (y sus variantes). Este sistema debutó en el motor 2GR-FSE utilizado en el Toyota Crown Athlete y el Lexus IS 350 , que fue el primer motor en combinar la inyección de combustible tradicional con la inyección directa. Este sistema también se utilizó en el motor 4U-GSE ( FA20 ) presente en el Toyota 86 y el Subaru BRZ de 2012 a 2021 , así como en el motor FA24D utilizado en el Toyota GR86 y el Subaru BRZ de 2022 en adelante , ambos funcionando en conjunto con el sistema AVCS de Subaru . El sistema D-4S proporciona emisiones de escape mucho más limpias que el D-4, ^{[ 7 ]} al tiempo que ayuda a proporcionar una mayor potencia máxima a altas rpm.

A pesar de lo que algunos creen, D-4S no significa un motor sobrealimentado de inyección directa (como en "Direct Line Four Supercharged"). Por ejemplo, los motores 4U-GSE y 2GR-FSE , que utilizan el sistema D-4S, no tienen sobrealimentadores. Tradicionalmente, los motores sobrealimentados se identifican con la letra "Z" en la nomenclatura de motores de Toyota (por ejemplo, 4A-GZE , 1G-GZE y 2TZ-FZE ).

En 2010, Toyota USA anunció una Campaña de Servicio Limitado (LSC 90K) para reemplazar la parte de goma de la manguera de suministro de aceite para el actuador VVT-i en el motor 2GR-FE (V6), que se encontraron defectuosas. En total, aproximadamente 1,6 millones de vehículos fabricados antes de 2008 se vieron afectados. Las mangueras de suministro de aceite defectuosas eran propensas a degradarse y eventualmente romperse, lo que provocaba fugas rápidas de aceite y daños permanentes en el motor. En 2014, la Campaña LSC 90K se extendió hasta el 31 de diciembre de 2021 ^{[ 8 ]} en 117.500 vehículos de la marca Toyota que no fueron incluidos en la campaña inicial.

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