VVT-i

VVT-i（インテリジェンス付き可変バルブタイミング）は、トヨタグループが製造し、グループPSA （プジョーとシトロエン）、トヨタ 、レクサス、サイオン、ダイハツ、 スバル、アストンマーティン、ポンティアック、ロータスカーなどのブランドで使用されている自動車用可変バルブタイミングガソリンエンジン技術です。これは、JZS155トヨタクラウンとクラウンマジェスタに搭載された2JZ-GEエンジンとともに1995年に導入されました。

VVT-i システムは、1991 年に導入されたトヨタの従来のVVTシステムに代わるものであり、 AE101 カローラ レビンおよびスプリンター トレノに搭載されている4A-GE「シルバー トップ」エンジンには 5 バルブ/気筒が搭載されています。VVT システムは、2 段階の油圧制御カム フェージング システムです。

VVT-i は、カムシャフトドライブ (ベルトまたはチェーン) と吸気カムシャフトの関係を調整することで、吸気 バルブのタイミングを変更します。エンジン オイル圧力がアクチュエーターに適用され、カムシャフトの位置が調整されます。排気バルブの閉じと吸気バルブの開きのオーバーラップ時間を調整することで、エンジン効率が向上します。

その後、 VVTL-i、デュアルVVT-i、VVT-iE、VVT-iW、バルブマチック、D-4（VVT-i D-4）、D-4Sなどのシステムのバリエーションが続きました。

VVTL-i (可変バルブタイミングおよびリフトインテリジェントシステム) (VVT-iL または可変バルブタイミングおよびリフト付きインテリジェンスとも表記される) は、VVT-i の強化バージョンであり、バルブタイミングだけでなく、バ​​ルブリフト(および期間) も変更できます。これは、1999 年トヨタ セリカに搭載された2ZZ-GEで導入されました。16 バルブの2ZZ-GEの場合、エンジンヘッドは一般的なDOHC設計に似ており、吸気用と排気用に別々のカムを備え、シリンダーあたり 2 つの吸気バルブと 2 つの排気バルブ (合計 4 つ) を備えています。従来の設計とは異なり、各カムシャフトにはシリンダーあたり 2 つのローブがあり、1 つは低回転動作用に最適化され、もう 1 つは高回転動作用に最適化されており、リフトが高く、期間が長くなります。各バルブペアは、カムシャフトによって操作される 1 つのロッカーアームによって制御されます。各ロッカー アームには、スプリングでロッカー アームに取り付けられたスリッパー フォロワーがあり、スリッパー フォロワーはロッカー アームに影響を与えることなく、ハイ ローブとともに上下に自由に移動できます。エンジンが 6000～7000 rpm (年式、車種、搭載されている ECU によって異なります) 未満で動作している場合、下ローブがロッカー アームとバルブを操作し、スリッパー フォロワーはロッカー アームの隣でフリーホイールします。エンジンがリフト係合ポイントを超えて動作している場合、ECU は油圧スイッチをアクティブにして、各ロッカー アームのスリッパー フォロワーの下のスライド ピンを押します。ロッカー アームはスリッパー フォロワーの動きにロックされ、高回転カム ローブの動きに追従して、ECU によってピンが解除されるまで高回転カム プロファイルで動作します。リフト システムは、ホンダのVTEC動作と原理的に似ています。トヨタは、排出ガス規制のユーロIV仕様を満たしていないため、ほとんどの市場でVVTL-iエンジンの生産を中止しました。これには、 2ZZ-GEエンジンが搭載されていたカローラTスポーツ（ヨーロッパ）、カローラスポルティーボ（オーストラリア）、セリカ、カローラXRS、マトリックスXRS、ポンティアックバイブGTが含まれます。ロータスエリーゼとエキシージは2011年まで2ZZ-GEエンジンを提供し続け、エキシージはスーパーチャージャー付きのエンジンを提供しました。

デュアルVVT-iシステムは、吸気カムシャフトと排気カムシャフトの両方のタイミングを調整します。これは 1998 年にAltezza RS200 の 3S-GEエンジンで導入されました。デュアル VVT-i はトヨタの 3.5 リッター2GR-FE V6 エンジンにも搭載されており、2005 年のAvalonで初めて登場しました。このエンジンは、多くのトヨタおよびレクサス モデルに搭載されています。バルブ タイミングを調整することにより、エンジンの始動と停止が最小圧縮でほとんど気づかれないように行われます。触媒コンバータをそのライトオフ温度まで急速に加熱できるため、炭化水素の排出量が大幅に削減されます。1LR -GUE ( V10 、レクサス LFAで使用)、UR エンジン( V8 )、GR エンジン( V6 )、AR エンジン(大型I4 ) 、ZR エンジン(中型I4 )、NR エンジン(小型I4 ) など、ほとんどのトヨタ エンジンがこの技術を使用しています。

VVT-iE (Variable Valve Timing - intelligence by Electric motor) は、電動アクチュエータを使用して吸気カムシャフトのタイミングを調整および維持するデュアルVVT-iのバージョンです。 [ ^1]排気カムシャフトのタイミングは、引き続き油圧アクチュエータを使用して制御されます。この形式の可変バルブタイミング技術は、当初レクサス車用に開発されました。このシステムは、2007 Lexus LS 460の1UR-FSEエンジンに導入されました。アクチュエータ内の電気モーターは、エンジンの稼働時に吸気カムシャフトと一緒に回転します。カムシャフトのタイミングを維持するために、アクチュエータモーターはカムシャフトと同じ速度で動作します。カムシャフトのタイミングを進めるには、アクチュエータモーターはカムシャフトの速度よりもわずかに速く回転します。カムシャフトのタイミングを遅らせるには、アクチュエータモーターはカムシャフトの速度よりもわずかに遅く回転します。アクチュエータモーターとカムシャフトタイミングの速度差を使用して、カムシャフトのタイミングを変更するメカニズムを操作します。電動作動の利点は、低エンジン回転数および低温時の応答性と精度が向上し、調整範囲が広がることです。これらの要素を組み合わせることで、より正確な制御が可能になり、燃費、エンジン出力、排出ガス性能が向上します。

VVT-iW（可変バルブタイミング - インテリジェントワイド）は、レクサスNX 200tに搭載された2.0Lターボチャージャー 付き直噴 8AR-FTSで導入されました。VVT-iWは、吸気バルブにVVT-iWを使用し、排気バルブにVVT-iを使用します。吸気カムには、連続可変タイミングを遅らせる中間位置カムロック機構があります。これにより、バルブ開度角が拡大（ワイド）され、低回転時には改良アトキンソンサイクルで動作して経済性を向上させ、排出量を削減し、高回転時にはオットーサイクルで動作してパフォーマンスを向上させながら、回転域全体で高トルクを実現します。^[2]

バルブマチックシステムは、バルブリフトとタイミングを連続的に調整し、従来のスロットルプレート制御ではなくバルブ制御を使用して燃料/空気の吸入を制御することで燃費を向上させます。 ^{[3]この技術は、2007年に}ノアの3ZR-FAEエンジンで初めて登場し、 ^[4]その後、2009年初頭にアベンシスに搭載されました。 このシステムは、バルブトロニックやVVELに比べて設計がシンプルで、シリンダーヘッドを同じ高さに保つことができます。

D-4 (Direct Four Line の略) は、多くのトヨタ製エンジンで使用されている直噴システムで、 VVT-i D-4と呼ばれることもあります。このシステムは、トヨタ クラウンおよびトヨタ クラウン マジェスタの一部のモデルに搭載されている1JZ-FSEおよび2JZ-FSEエンジンに搭載されています。また、トヨタ アベンシスおよびトヨタ RAV4のいくつかのエンジンにも搭載されています。

D-4Sは、間接噴射と直接噴射の両方を組み合わせたツイン噴射燃料システムで、片方の端に低圧用の従来のマニホールド燃料インジェクターを使用し、もう一方の端に高圧用の直接インジェクターを使用しています。これはVVT-iと連動しています。このシステムは、トヨタ クラウン アスリートとレクサス IS 350に使用されている2GR-FSEエンジンでデビューしました。このシステムは、スバルのAVCSシステムと連動して動作する2012～2021年のトヨタ86とスバル BRZに搭載されている4U-GSE（FA20 ）エンジンにも使用されていました。また、 AVCSシステムと連動して動作する2022年以降のトヨタ GR86とスバル BRZに使用されているFA24Dエンジンにも使用されています。

D-4S の名前の「S」はスーパーチャージャー付きエンジンを意味するものではないことに注意することが重要です。4U-GSE や 2GR-FSE などの D-4S システムを使用するエンジンにはスーパーチャージャーがありません。

2010年、トヨタUSAは、欠陥が見つかった2GR-FE（V6）エンジンのVVT-iアクチュエーターのオイル供給ホースのゴム部分を交換する限定サービスキャンペーン（LSC 90K）を発表しました。合計で、2008年以前に製造された約160万台の車両が影響を受けました。欠陥のあるオイル供給ホースは劣化しやすく、最終的には破裂し、オイルが急速に漏れ、エンジンに恒久的な損傷を引き起こしました。2014年、LSC 90Kキャンペーンは、最初のキャンペーン中に「見逃された」117,500台のトヨタブランド車に対して 2021年12月31日まで延長されました^{[5] 。}

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