汽车新技术配置-3可变气门正时系统

授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]现代汽车新配置实务主讲：朱明高级技师、经济师,工程师高级技能专业教师汽车维修工高级考评员授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]第3章可变气门正时(与举升)系统3．1可变气门正时(与举升)系统概述3．1，l可变气门正时(与举升)系统功能3．1．2可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良…授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统功能1-1一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，如图3．1所示。如图3．2所示为本田汽车公司ZCSOHC发动机的气门正时，注意其曲轴系逆转，且无气门重叠。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统功能1-2.一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，如图3．1所示。如图3．2所示为本田汽车公司ZCSOHC发动机的气门正时，注意其曲轴系逆转，且无气门重叠。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统功能2.日产汽车公司的VTC设计，是在一定的作用条件时，使进气门提早打开，发动机在低速有高转矩，可变气门正时只有一段变化；而丰田汽车公司的VVT-i设计与宝马(BMW)汽车公司的VANOS设计，均为连续可变气门正时系统，气门开度是一定的，即举升是一定的，但气门开闭时间随发动机转速与负荷而连续可变，达到省油.怠速稳定.提高转矩.增大动力输出及减小污染的目的。3.本田汽车公司的VTEC设计，系可变气门正时与举升系统，其气门打开的举升可变，因此气门正时随之改变，但气门举升改变是分段式，目前最多分成三段，同样达到省油.怠速稳定.提高转矩.增大动力输出及减小污染的目的。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]二.可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良一.可变气门正时(与举升)系统种类：VTC:仅改变进气门的气门正时。VANOS:VVT-I:VTEC:授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良二.VTC1．日产汽车公司称为气门正时控制(VTC)，为可变气门正时系统，仅改变进气门的气门正时。２．组成如图3．3所示，由进气凸轮轴前端之控制器总成、气门正时控制阀、ECM及各传感器所构成。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良二.VTC1．日产汽车公司称为气门正时控制(VTC)，为可变气门正时系统，仅改变进气门的气门正时。２．电路控制方块图如图3．4所示。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良二.VTC3．ECM由各传感器信号，依表3．1所示之条件，使气门正时控制电磁阀OFF或ON。当气门正时控制电磁阀OFF时，电磁阀打开，油压从电磁阀泄放，进气门正常时间开闭，由于无气门重叠角度，故怠速平稳；且由于进气门较晚关，故高转速时充填效率高。当气门正时控制电磁阀ON时，电磁阀关闭，油压进入控制器，使进气凸轮轴位置改变，进气门提前20‘打开，如图3．5所示，在较低转速时，即可得到较高转矩，如图3．6所示。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良二.VTC3．ECM由各传感器信号，依表3．1所示之条件，使气门正时控制电磁阀OFF或ON。当气门正时控制电磁阀OFF时，电磁阀打开，油压从电磁阀泄放，进气门正常时间开闭，由于无气门重叠角度，故怠速平稳；且由于进气门较晚关，故高转速时充填效率高。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良二.VTC3．ECM由各传感器信号,气门正时控制电磁阀ON时，电磁阀关闭，油压进入控制器，使进气凸轮轴位置改变，进气门提前20‘打开，如图3．5所示，在较低转速时，即可得到较高转矩，如图3．6所示。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良四、VVT-i1．丰田汽车公司称为智能型可变气门正时(VVT-i)，为连续可变气门正时系统，首先应用在丰田汽车的高级房车LEXUS上，目前国产COROLLA、ALTIS及CAMRY也已开始采用。不同的排气量与发动机时，进气门的开启度数有不同变化，例如COROLLAALTIS在2’-42‘BTDC时进气门开启，50‘一10‘ABDC时进气门关闭。2．VVT-i的设计理念与VANOS相同，都是移动凸轮轴的位置，以改变气门正时与气门重叠角度，只是移动凸轮轴的机构有点不同。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]3．VVT-i的气门正时连续可变，只针对进气门而设计，如图3．7所示，排气门的气门正时是固定的。气门正时虽然连续可变，但举升是固定的。可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良四、VVT-i授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良二.VVT-i4．VVT-i的控制如图3．8所示，ECM接收各传感器信号，经由修正及气门正时实际值的回馈，确立气门正时目标值，以工作时间比的方式控制凸轮轴正时油压控制阀,改变油压之方向或油压之进出，达到使进气门正时提前、延后或固定之目的。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良四、VVT-i5．VVT-i的构造与作用(1)VVT-i的组成如图3．9所示，VVT-i执行器装在进气凸轮轴前端，凸轮轴正时油压控制阀装于其侧端。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]1NZ-FE/2NZ-FE发动机配气机构正时链VVT-i控制器调整垫片张紧器VANOS授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]1NZ-FE/2NZ-FE发动机发动机控制系统VVT-i(智能型可变气门正时控制)系统VVT-i系统根据发动机不同的工况有计划的控制进气凸轮轴的正时发动机ECUCKP传感器VVT-i控制器VVT-I控制电磁阀水温传感器CMP传感器节气门位置传感器MAF授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]1NZ-FE/2NZ-FE发动机发动机控制系统VVT-i系统发动机电脑接受到下列信号,发动机ECU计算一个最佳的气门正式[发动机ECU]CKP传感器TPS传感器VVT-I电磁阀MAF传感器实际气门正时车速传感器凸轮轴位置传感器水温传感器目标正时修正信号百分比控制信号反馈信号授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]1NZ-FE/2NZ-FE发动机发动机控制系统VVT-i系统-----VVT-i控制情况发动机工况气门正时作用怠速稳定的怠速有利于燃油的经济性高怠速确保发动机稳定性中负荷较好的经济性和改良的喷射低中速大负荷改善功率和扭矩高速/大负荷改善功率低温.稳定的怠速和较好的经济性启动/停车改善启动性INEXINEXINEXINEXINEXINEXINEX延迟延迟提前提前授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良四、VVT-i5．VVT-i的构造与作用(VVT-i执行器的构造如图3．10所示，叶片与进气凸轮轴固定在一起，在外壳内，因油压的作用，叶片可在一定角度内前后位移，带动进气凸轮轴一起旋转，达到进气门正时之连续不同变化；另外锁定销侧有油压送入时，柱塞克服弹簧力量向左移，与链轮盘分离，故叶片可在执行器内左右移动；但无油压进入时，柱塞弹出，叶片与链轮盘及外壳等联结成一体转动。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良四、VVT-i(2)VVT-i的作用进气门正时提前：ECM送出ON时间较长的工作时间比信号给凸轮轴正时油压电磁阀，如图3，11所示，阀柱塞移至最左侧，此时左油道与机油压力相通，而右油道则为回油，故机油压力将叶片向凸轮轴旋转方向推动，使进气凸轮轴向前转一角度，进气门提前开启，进排气门重叠开启角度最大。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良四、VVT-i②进气门正时固定：ECM送出ON时间一定之工作时间比信号给凸轮轴正时油压电磁阀，如图3．12所示，阀柱塞保持在中间，堵住左、右油道，此时不进油也不回油，叶片保持在活动范围的中间，故进气门开启提前角度较少。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良四、VVT-i③进气门正时延迟：ECM送出ON时间较短的工作时间比信号给凸轮轴正时油压电磁阀，如图3．13所示，阀柱塞移至最右侧，此时左油道回油，右油道与机油压力相通，故机油压力将叶片逆凸轮轴旋转方向推动，故进气门开启提前角度最少。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良四、VVT-i(3)VVT-i在各种运转状态及负荷时，进气门的提前状况及其优点，如表3．2所示。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良五、VTEC五、VTEC1．本田汽车公司称为电子控制可变气门正时与举升系统(VTEC)，当改变气门之举升时，气门正时与气门重叠角度随之改变。2．1980年代中期，本田汽车公司在可变气门正时系统最早开发成功，并应用在量产丰上，以现代每缸四气门发动机为例，驱动进气门的凸轮轴上有两种不同高度的凸轮，利用气门摇臂内活塞位置的切换，以决定低或高凸轮顶开进气门；甚至每缸凸轮轴上有三种不同高度的进气凸轮，也是利用气门摇臂内活塞位置之切换，使两支进气门一微开一中开、两支均中开或两支均大开，以达到低速时省油、转矩高，中速时转矩与功率输出兼具，高速时功率大的特点。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良五、VTEC3．如表3．3所示为本田汽车公司五种VTEC形式的比较，其中尤以DOHCVTEC型，进、排气门均可变气门正时与举升，用在本田跑车S2000上，是目前自然进气发动机中，每公升(即1,000c．c．)排气量的发动机输出的最高纪录保持者，2．0L发动机，最大功率输出可达179kW，即每1．0L的功率输出89．5kW。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良五、VTEC授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良五、VTEC4．以下介绍两种VTEC，一种是SOHCNEWVTEC，用于1998年起在台湾制造的第六代阿科德(ACCORD)汽车，另一种是SOHC3STAGESVTEC。授人以鱼不如授人以渔朱明工作室[e-mail]可变气门正时(与举升)系统的构造、作用与改良五、VTECSOHCNEWVTEC①概述现代常用的四气门发动机，由于气门打开