1. Valve timing diagram
(2NZ-FE engine without VVT-i, leaded gasoline type)
TDC
Valve overlap
Intake valve
opens
Exhaust
valve closes
Exhaust
valve
opens
34°
BDC
43°
Intake
valve
closes
Compression stroke
Exhaust stroke
Intake stroke
Combustion
(power) stroke
In.
In.
In.
In.
Ex.
Ex.
Ex. Ex.
2°2°
Valve Timing

2. Camshaft Timing
Oil Control Valve
VVT-i
Controller
Camshaft
Position Sensor
Crankshaft
Position Sensor
Air Flow
Meter
Engine ECU
Throttle
Position
Sensor
Engine Control System

VVT-i (Variable Valve Timing-intelligent) System
− VVT-i system di rancang untuk mengontrol intake camshaft
sehingga menghasilkan valve timing yang sesuai dengan kondisi
mesin
Water Temp.
Sensor
Deskripsi : Umumnya timing valve sudah tetap, tetapi sistem VVT-i menggunakan
tekanan hidraulik untuk mengganti rotasi intake camshaft dan mengubah valve
timing. Ini memungkinkan untuk meningkatkan output, meningkatkan efisiensi bahan
bakar, dan menurunkan tingkat emisi.

3. Crankshaft Position Sensor
Air Flow Meter
Throttle Position Sensor
Water Temp. Sensor
Vehicle Speed Sensor
Camshaft Position Sensor
Target Valve
Timing
Correction
Actual Valve Timing
Camshaft Timing
Oil Control Valve
Duty Control
Feedback
[Engine ECU]

Engine Control System
− Sistem VVT-i

Sesuai dengan signal-signal berikut, ECU menghitung
timing katup yang optimal
Menggunakan kecepatan mesin, volume udara masuk, throtlle position dan water temperatur,
ECU mesin dapat menghitung valve timing yang optimal untuk setiap kondisi pengendaraan
dan mengatur camshaft timing oil control valve. Juga ECU mesin menggunakan signal dari
camshaft position sensor dan crankshaft position sensor untuk mendeteksi valve timing aktual,
sehingga ada kontrol feedback untuk mencapai target valve timing

4. Peerforma beban penuh
Selama kecepatan
medium dan rendah pada
beban tinggi
Beban
mesin
Selama suhu rendah, selama
kecepatan rendah dengan beban
ringan, atau selama beban ringan
Kecepatan mesin
Selama kecepatan
tinggi pada beban
tinggi
Selama beban
medium
: Waktu katup dimajukan
: Waktu katup dimundurkan.
VVT-i (Variable Valve Timing-intelligent)
☼ Selama suhu rendah, selama kecepatan rendah dengan
beban ringan, atau selama beban ringan
Intake valve timing dimundurkan dan overlap katup dikurangi,
untuk mengurangi blowback gas buang kesisi intake manifold,
ini akan menstabilkan kondisi idling dan meningkatkan efisiensi
bahan bakar dan kemampuan starter.
☼ Selama beban medium atau selama kecepatan rendah dan
medium pada beban berat.
Intake valve tiiming dimajukan dan overlap katup ditingkatkan
untuk meningkatkan EGR internal dan mengurangi kehilangan
pompa. Ini akan meningkatkan kontrol emisi dan efisiensi
bahan bakar. Sebagai tambahan, pada saat yang sama waktu
penutupan intak valve dimajukan untuk mengurangi intak
blowback kesisi intake dan meningkatkan efisiensi volumetrik.
☼Selama kecepatan tinggi pada beban berat
Intake valve timing dimajukan dan overlap katup ditingkatkan
untuk meningkatkan EGR internal dan mengurangi pumping
loss. Ini akan meningkatkan kontrol emisi dan efisiensi bahan
bakar. Sebagai tambahan, pada saat yang sama waktu
penutupan intake valve dimajukan untuk mengurangi intake
blowback ke sisi intake dan meningkatkan efisiensi volumetrik.
Sebagai tambahan lagi, Feedback Control Signal digunakan
untuk menjaga intake valve timing actual pada waktu yang
ditargetkan dengan menggunakan camshaft position sensor.

5. Improved output
High speed
Beban Berat
Improved torque/output
Low/Middle speed
Beban Berat
Improved startingStarting/Stopping
Better fuel economy improved
emission control
Beban Medium
Stable fast idle better fuel economyTemp. Rendah
Ensured engine stabilityBeban Ringan
Stable idle rpm, Better fuel
economy
Idling
EffectValve TimingKeadaan Mesin
IN
EX
IN
EX
IN
EX
Retard
Advance
IN
EX
INRetard
EX
IN
EX
IN
EX

Engine Control System
− Sistem VVT-i

Cara kerja VVT-i

6. Selama Idling
Mengurangi overlap untuk
mengurangi aliran balik ke
arah intake
Mengurangi overlap untuk
mengurangi aliran balik ke
arah intake
Efek :
1. Menstabilkan rpm idle
2. Hemat Bahan bakar
Efek :
Memastikan stabilitas
mesin
Menaikan overlap untuk
mengurangi internal EGR
untuk mengurangi pumping
loss
Efek :
1. Hemat bahan bakar
2. Memperbaiki emisi
Memajukan intake valve close
timing untuk memperbaiki
efisiensi volumetrik
Efek :
Memperbaiki torsi pada
Low sampai Medium
speed range
IN
IN
IN
IN
EX
EX
EX
EX
TDC
BDC
Latest Timing
To retard Side
To Advance Side
To Advance Side
Beban Ringan
Beban Medium
Low sampai
Medium Speed
Range dengan
Beban besar
High Speed
Range
dengan
beban besar
ObjectiveKerja Kerja Objective
Temperatur
rendah
- Saat Start
- Menghentikan
Mesin
Memundurkan intake valve
close timing untuk
memperbaiki efisiensi
volumetric
Mengurangi overlap untuk
mengurangi aliran balik ke
intake dan membuat kondisi
Lean Burn (kurus), dan
menstabilkan idling saat fast
idle
Mengurangi oveoverlap untuk
mengurengi aliran balik ke
intake
Efek :
Memperbaiki output
Efek :
1.Mestabilkan rpm
2.Hemat bahan bakar
Efek :
Memperbaiki stabilitas
Latest Timing
To retard Side
Latest Timing
EX
EX
EX
IN
IN
IN

7. Engine Control System

VVT-i System
− Controller terdiri dari housing yang digerakkan
timing chain dan vane yang bersatu dengan intake
camshaft
Oil Pressure
[In Operation] [At a Stop]
Timing
Rotor
Housing Lock Pin
Sprocket
Vane (Fixed on Intake Camshaft)
Intake Camshaft

8. Engine Control System
pengatur VTT-i
Pin pengunci
Vane
(terpasang pada Intake camshaft)
Intake camshaft
Housing
Tekanan oli
Selama stop Selama operasi
Pin pengunci
Camshaft oil control valve
Pegas
Tekanan oli
Drain Drain
Katup spool
(Sisi maju)
(Sisi mundur)
Coil
Plunger
spool valve
Advance side
Retard side)
Konstruksi
Aktuator sistem VVT-i terdiri dari VVT-i Controller yang
mengubah intake camshaft, tekanan oli yang merupakan gaya
gerak VVT-i controller, dan camshaft timing oil control valve
yang mengontrol jalur oli.
1. VVT-i Controller ( Pengatur VVT-i)
Controller terdiri dari housing yang diatur oleh timing chain dan
vane ( baling-baling) yang dipasangkan pada intake camshaft.
Tekanan oli yang dikirim dari jalur Advance side ( sisi maju )
atau dari jalur Retard side ( sisi mundur) intake camshaft
merotasikan vane VVT-i controller pada arah melingkar untyuk
secara terus menerus mengubah intake valve timing.
Saat mesin dimatikan, intake camshaft bergerak ke kondisi
retard maxsimum ( mundur maksimum ) untyuk menjaga
kemampuan starter. Ketika tekanan oli tidak ke VVT-i controller
dengan segera setelah mesin starter, lock pin mengunci
mekanisme kerja VVT-i controller untuk mencegah ketukan
2. Camshaft timing oil control valve
Katup ini mengikuti duty control dari ECU mesin untuk
mengontrol posisi spool valve dan mendistribusikan tekanan oli
yang diberikan ke VVT-i controller ke sisi maju ( advance side )
atau ke sisi mundur ( retard side ).
saat mesin dimatikan, intake valve timing berada pada susdut
mundur maksimum.

9. Engine Control System

VVT-i System
− Camshaft timing oil control valve mengontrol
posisi spool valve sesuai dengan duty control dari
ECU mesin
To VVT-i Controller
(Advanced Side) (Retard Side)
Engine
ECU
Drain
Oil
Pressure
Coil Plunger
Spool
valve
Spring
Sleeve
KONSTRUKSI

10. Engine Control System
To VVT-i Controller
(Advanced Side)
Engine
ECU
DrainOil
Pressure
Plunger
Spool
valve
CARA KERJA
ADVANCE
Camshaft timing oil control valve menetapkan saluran oli pada VVT-i controller
untuk maju (Advance), mundur (Retard) atau menahan (Hold) sesuai dengan
signal ECU mesin.
VVT-i controller memutar intake camshaft pada waktu posisi advance, retard
atau hold sesuai posisi dimanan tekanan oli digunakan.
Advance
Bila posisi camshaft timing control valve seperti pada ilustrasi diatas, dengan
signal advance dari ECU mesin, tekanan oli yang dihasilkan digunakan pada
bagian ruangan vane untuk memutar camshaft pada arah timing advance

11. Engine Control System
To VVT-i Controller
(Retard Side)
Engine
ECU
Drain Oil
Pressure
Plunger
Spool
valve
CARA KERJA
RETARD
Retard
Bila posisi camshaft timing oil control valve seperti ilustrasi diatas, dengan signal Retard dari
ECU mesin, tekanan oli yang dihasilkan digunakan pada bagian ruangan vane untuk
memutar camshaft pada arah timing retard.
Hold
Setelah mencapai target timing , valve timing ditahan dengan cara menahan
camshaft timing oil control valve pada posisi netral kecuali kalau kondisi
kerjanya berubah.

12. Engine Control System
ECU mesin
3. Tahan
Tekanan oli
CARA KERJA
HOLD
ECU mesin mengkalkulasikan sudut
target valve timing sesuai dengan
kondisi operasi.
Setelah mengeset ke target valve
timing, camshaft timing oil control
valve menjada jalur oli tertutup
( lihat gambar), untuk menjaga arus
valve timing

13. Oil
Pressure
To VVT-i Controller
Engine
ECU
HOLD POSITION
Spool
valve
Hold
Setelah mencapai target timing , valve timing ditahan dengan cara
menahan camshaft timing oil control valve pada posisi netral kecuali
kalau kondisi kerjanya berubah.