トヨタのＶＶＴ－Ｉエンジンとはどういうエンジンなんですか？

Answer 1

●吸気弁が開くタイミングを制御しています
このような弁の開き方を制御する技術を「可変動弁」といいます。「VVT＝Variable Valve Timing」はもともとトヨタの商品名でしたが，現在は，下記のように使われています。

・（広い意味）可変動弁全体をさす
・（狭い意味）吸気弁開時のタイミング（位相）制御

●歴史
可変バルブ制御の歴史について少しまとめておきましょう。

●可変バルブタイミング（VVT）の最初期 … 添付図(1)(2) ～ 位相に対する弁のリフトを意味しています
1982年 アルファロメオ 直4 2.0Lエンジンに適用。斜めスプラインをヘリカルギアで駆動する方式
1986年 日産 VG30DEに採用 （NVCSという名称）
1991年 トヨタ カローラ用1.6L 4A-GEエンジンに適用。名称は「VVT」とし，これが一般的な名称になる（宅急便のように）
1995年 トヨタ 連続可変バルブタイミング方式（VVT-i）
同年 BMW M3用3.0Lエンジンに連続可変バルブタイミングを適用
1996年 BMW 吸排気の両方に適用 （従来は吸気側のみだった）

●可変バルブタイミング・リフト（VVL）の最初期 … (4)
1988年 ホンダ 高速用と低速用の2種類のカムでリフト量を切り換え（VTEC）

→ エンジンを高回転化できる技術であるが，燃費改善効果はほとんどない。このため最近のホンダ車は，VTEC＋ VVTにしている。

●可変バルブ作動角（VET）の最初期 … (3)
1996年 ローバー 1.8L Kエンジンに採用（VVC）。バルブが開いている作動角を広げたり

●連続可変バルブリフト制御 … (5)
2001年 BMW 連続可変バルブリフトを2.0Lエンジンに採用（バルブトロニック）
2007年 トヨタ 別機構で追随（バルブマチック）
同年 日産 別機構で追随（VVEL ヴィーヴェル）
2010年 FIAT マルチエア（ドイツのシェフラーグループが開発したユニエアー），油圧で弁のタイミングとリフトの両方を制御 ～ 自由自在の制御が可能。しかしバネを使わないので，弁駆動の動力の損失がある
(4)の2段階（あるいは3段階）を無段階にしたのが，(5)です

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何をするのか？

●高負荷，高回転条件
・吸気弁 … 遅らせる → 吸気が燃焼室に入ってくるのが，遅れてくるので，開タイミングを遅らせる
・排気弁 … 早くする → 燃焼室内に排ガスが残ると，ピストンが上がるときの抵抗になるので，早く開ける

●高負荷，低中速条件
・吸気弁 … 早める → 吸気弁から戻らないようにするため，ピストンが一番下（BDC）になるとすぐに閉じるため，早くあける
・排気弁 … 遅らせる → 燃焼後の高圧圧力でピストン駆動力に変換するため，遅らせる

●軽い負荷条件，アイドリング条件
・吸気弁 … 少し遅らせる
・排気弁
→ 吸気弁と排気弁が重なる（オーバーラップ）を小さくする → 排気が吸気へ戻るのを防止。内部EGR量を減らし，燃焼を安定化させる

●中負荷条件
・吸気弁 … 早める
・排気弁
→ オーバーラップ量を増やし，内部EGRを増やす。これによりポンプロスを低減。おまけでNOx低減（3分子原子増加による比熱増加による燃焼温度低下），HC低減（再燃焼）

●まとめ
高回転になると，吸気ガスの流入タイミングが相対的に遅くなるので，吸気弁を遅らせます。吸気が始まると，その慣性力でピストンがあがる（圧縮開始）タイミングでも吸気します。このためバルブタイミングを遅らせます。

簡単ですが，ご参考になれば幸いです。

質問者からのお礼コメント

ありがとうございました！

Answer 2

検索すれば出てきますが。

VVT-i（Variable Valve Timing-intelligent system）は、可変バルブタイミング機構・インテリジェントの略である。機械的な二段階制御であった従来のVVTに対し、VVT-iではコンピュータ制御による連続可変機構を採用し、さらなる高性能と低燃費を高次元で両立した。可変であるのはカムシャフトの回転角位相のみであり、作用角やリフト量は変化しない。登場当初は駆動に油圧ピストンとヘリカルスプラインを用いていたが、後に簡素で低コストな油圧ベーンに変更されている。

1995年8月に登場したクラウンの2JZ-GE型エンジンに初めて採用された。 ベーン式VVT-iは1996年の3S-FSEに初めて搭載された。またベーン式の構造をもつ可変バルブタイミング機構としてはこれが世界初となる。 現在では商用車も含め、トヨタ自動車の殆どのガソリンエンジン車種に搭載されている。