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VVT系统工作原理,课程目录,发动机的分类 VVT系统简述 VVT系统的组成 VVT系统的功能 VVT系统的工作原理 VVT系统的失效模式与检测 Q&A,一、发动机的分类,按使用燃料的不同分类 汽油机 转速高,质量小,噪音小,起动容易,制造成本低。 柴油机 压缩比大,热效率高 CNG发动机 压缩天然气的主要成分是甲烷,充分燃烧后生成二氧化碳和水,非常环保。 LPG发动机 液化石油气具有热值高、热效率高,燃烧充分的特点。 混合燃料发动机 同时使用电、气、液其中两种燃料的发动机 。,按气缸排列方式分类 L:直列 V:V型排列 W:W型排列 H:水平对置发动机 R:转子发动机,平置,转子,按照进气系统是否采用增压方式分类,按冷却方式分类 按气门数分类,两气门,多气门,按市面上比较有代表的技术来分 VVT发动机 TCI发动机 DI发动机,二、VVT系统简述,VVT是Variable Valve Timing缩写,中文意为发动机“可变气门正时”技术。1960年代起,工程师们开始致力于这项技术的研究。1982年的阿尔法罗密欧Spider 2.0是最早采用VVT技术的量产车,最后由丰田在1993年进行推广。 目前这项技术已在各车厂广泛使用,如本田的VTEC、i-VTEC、;丰田的VVT-i;日产的CVVT;三菱的MIVEC;铃木的VVT;现代的VVT;起亚的CVVT等也逐渐开始使用。 在这些VVT技术中,又分成两类,一类是以丰田的VVT为代表的改变气门开启时间的技术;另外一类是以本田的VTEC为代表的改变气门升程的技术。 在单VVT的基础上,各车厂又提出双VVT技术,分别控制发动机的进气系统和排气系统,目前丰田的卡罗拉,皇冠,锐志等车型均采用此技术。 最终,本田、丰田在各自的可变气门正时技术基础上借用对方技术,推出了i-VTEC及VVTL-I,三、VVT系统的组成,VVT的类型和组成,VVT的类型有很多,有链条式,叶片式等。目前叶片式应用比较普遍,其结构如下:,OCV组成及功能,OCV:Oil Control Valve 机油控制阀,是VVT工作的控制元件,它从ECU获得占空比信号,柱塞推动滑阀,控制机油推动VVT叶片转动到最佳气门 正时位置。并且在发动机停止时,在弹簧力的作用下保持在最迟角位置。,四、VVT系统的功能,中低速区域的力矩增大10%以上(实现良好驾驶性能); 怠速时降低发动机转速变动幅度(怠速稳定); 油耗最大改善4.8%; 改善排放性能(Nox排出量最大降低40% );,配气相位,一般发动机进排气门的气门正时,在任何转速与负荷时,都是在固定位置开闭,例如发动机的气门正时规格是6 BTDC、40 ABDC、3l BBDC与9 ATDC时,表示进气门在上止点前6 打开,下止点后40 关闭;排气门在下止点前31 打开,上止点后9 关闭,由于进气门早开、排气门晚关,产生了进排气门同时开启的现象,相应的曲轴转角就叫气门重叠角。,VVT的最基本作用就是通过驱动凸轮轴相对于曲轴旋转,从而改变气门重叠角,获得最佳的进气量,使发动机输出当前工况点的最佳功率和扭矩。,VVT系统分类及特点,发动机在不同转速和负荷下,对气门正时的要求是不同。传统的凸轮轴在所有工况下只有一个固定的气门正时,也就是在特定工况下才能发挥较佳性能。而VVT可以在一定范围内改变气门正时,基本可以适应发动机的所有工况正时要求。,不同工况下气门策略,出力性能,IC进角体积效率提高 气门重叠角大扫气改善,气门重叠角大泵气损失减小 IC进角高压缩比化,油耗,IC迟角体积效率提高,出力性能,EO迟角高膨胀比化 IC迟角泵气损失减小 EC迟角内部EGR增大,油耗 及 排放,IC迟角低压缩比化 爆震抑制,点火提前角进角,油耗,气门重叠角小内部EGR减小 无气门重叠角起动燃油减少 燃烧稳定,油耗降低,冷态起动时排 放减少。,油耗 及 排放,VVT在发动机的作用,五、VVT系统的工作原理,OCV工作动画 VVT工作动画,VVT在工作过程中,由ECU根据发动机当前工况,结合相关的传感器信号, 发出控制信号给OCV(Oil Control Valve),再由OCV对VVT油路通道进行控制, 使正时带轮与凸轮轴产生一个相对运动,从而达到气门早开或晚开,也就改变 了发动机的正时。控制逻辑见下图:,OCV控制阀油孔,移相器内部腔体,前进腔,后退腔,后退方向调整动作,当发动机转速及负荷增加时,对发动机燃油经济性及排放要求增加,此时要求气门重叠角增加,进气VVT的相位应提前。此时ECU发出100%(或较大)的PWM指令,OCV阀的柱塞移动,进入到CAM PHASER的机油会流入到前进腔中,后退腔中的机油开始泄掉。在前进腔中机油压力的作用下,叶片沿凸轮轴旋转方向旋转,凸轮轴因此相对曲轴旋转,进排气门重叠角减小。,保持位置,当转子调整到指定角度时,ECU向OCV阀发出50%(或同时关闭前进/后退腔油路的相应)PWM指令,OCV阀中的柱塞相应调整到一特定位置,此时前进腔及后退腔都处于关闭位置。 由于阀体阀塞存在极小间隙,因此,在关闭位置时,仍有微量机油从供油口泄漏至回油口。,前进方向调整动作说明,当发动机处于怠速时,需减小进排气重叠角,进气相位应处于最迟位置,也就是进气VVT的初始位置。此时发动机ECU发出0%(或较小)的PWM指令,使OCV阀中的柱塞处于初始位置,而此时进入CAM PHASER的机油会流向后退腔,在机油压力的作用下,叶片保持在凸轮轴旋转方向的滞后位置。同时为了防止,凸轮轴的扭矩波动导致转子与定子频繁撞击产生噪声及可靠性问题,转子中的锁销会弹出到链轮中的锁销孔中,使定子与转子刚性连接在一起。,六、VVT系统的失效模式与检测,七、Q&A,VVT系统的主要功能有哪些? VVT系统由哪些主要的部件构成? 我司产品是VVT系统的哪些部件?,
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