artikel

Werking Toyota VVT-i kleptiming, traploze nokkenasverstelling geeft maximale winst (2001-12)

Techniek

Verstelbare nokkenassen zien we bij steeds meer moderne motoren. Toyota biedt nu het zogenoemde VVT-i systeem. De werking is mij echter niet geheel duidelijk. Wilt u ook de voordelen beschrijven van zo’n volvariabele kleptiming.

Het Toyota Variable Valve Timing intelligent, VVT-i, systeem verstelt de inlaatnokkenas om zijn lengte-as. Daarbij blijven de klepopeningsduur en de kleplichthoogte constant. De kleppen openen en sluiten op andere dan de gebruikelijke momenten. Waar Alfa-Romeo, die ermee begon, slechts twee standen (vroeg en laat) kende, zijn er inmiddels vele fabrikanten die traploos de nokkenas verstellen. Zo ook Toyota, vandaar de i van intelligent.

We hebben het boek van de Prius erbij gehaald en kunnen de volgende beschrijving over de werking geven. De inlaatnokkenas kan 43 krukgraden (dus 21,5 nokkenasgraden) verdraaien. Het doel hiervan is het koppel, het verbruik en de emissies te beïnvloeden en bij elk toerental en iedere belasting. Zelfs de motortemperatuur heeft invloed. Op de krukas zit een krukstandsensor en op de nokkenas een nokkenassensor. Zo wordt de onderlinge stand vastgesteld. De nokkenas wordt door middel van oliedruk verdraaid. De regelklep wordt door de ECU aangestuurd. Deze klep heeft een elektromagneet die een plunjer beweegt, tegen de druk van een veer in. Deze plunjer opent en sluit olietoevoerkanalen die naar het verstelmechanisme op de nokkenas gaan. Op de nokkenas zitten vier ‘vleugels’ die zich in een huis bevinden dat verbonden is met het kettingwiel. Door de oliedruk aan beide zijden van de vleugels te beïnvloeden, verdraaien deze de nokkenas ten opzichte van het kettingwiel.

Er zijn vijf werkgebieden binnen het hele toerental- en belastinggebied waarbinnen de nokkenas van stand verandert.

● Gebied 1 is bij stationair draaien. De nokkenas staat daarbij in de laatste stand. Er is geen klepoverlap met als effect dat de motor stabiel loopt en een lager verbruik heeft omdat er geen doorspoelen naar de uitlaat plaatsvindt.

● Gebied 2 is bij lage belastingen. De inlaatnokkenas opent iets vroeger dan in gebied 1, namelijk precies als de uitlaatkleppen sluiten. Het doel: een stabiele motorloop.

● Gebied 3 ligt boven nr. 2 en geldt dus tot redelijke belastingen. Nu is er een gewone klepoverlap, de nokkenas staat vroeg. Er is sprake van een inwendige uitlaatgasrecirculatie. Dat vermindert niet alleen de NOx-uitworp, maar ook het verbruik omdat de pompverliezen afnemen doordat de gasklep verder moet worden geopend voor dezelfde prestaties.

● Gebied 4 loopt van het lage tot het midden toerengebied en tot vollast toe. Ook hierbij staat de inlaatnokkenas vroeg, nu vooral om de cilinder beter te vullen, dus om een hoog koppel te krijgen.

● Gebied 5 sluit aan op gebied 4 maar loopt tot het hoogste toerental. Nu wordt de inlaatnokkenas iets later gezet, de klepoverlap valt weg. De inlaatkleppen sluiten laat en dat zorgt voor een goede vulling van de cilinder, dus voor een hoog vermogen.

Tijdens de start en bij het opwarmen staat de nokkenas net als bij gebied 1, zo laat mogelijk. Zo start de motor goed en loopt deze snel stabiel stationair zonder een sterke mengselverrijking, dat is goed voor het verbruik en het milieu.

Bij vele nieuwe auto’s wordt dit type nokkenasverstelling toegepast, bij Honda in samenwerking met het VTEC-systeem, en bij BMW zelfs op beide nokkenassen.

Reageer op dit artikel