汽车电控技术第4章-可变配气相位机构

1第4章可变配气相位机构第4章可变配气相位机构2第4章可变配气相位机构本田车系可变气门相位与升程电子控制机构（VTEC）结构与基本工作原理；大众车系链条式可变气门正时机构结构与基本工作原理；丰田车系智能可变气门正时系统VVT-i结构与基本工作原理。3第4章可变配气相位机构4.1概述用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间，称为配气相位。进气配气相位为180°+进气提前角α+进气迟后角β，排气配气相位为180°+排气提前角γα+排气迟后角δ。4第4章可变配气相位机构试验证明：在进、排气门早开、晚关的过程中，进气门的晚关，对充气效率影响最大，其次是重叠角的大小，人们多在进气门方面改善性能指标。通过试验证明，两种进气迟后角的充气效率（ηv）和功率（Ne）变化规律是：1、低速时，晚关60°的充气效率ηv低、发动机功率Ne升高迟后。2、高速时，超过2300~2500r/min后，晚关60°的充气效率ηv和功率Ne，明显优于40°的相位角。进气门晚关时对ηv和Ne的影响5第4章可变配气相位机构4.2本田车系可变气门相位与升程电子控制机构（VTEC）VTEC机构在本田轿车车系许多车上采用，VTEC是英文缩写，其全称为：VarbleValveTiming&ValveLiftElecctronicControl，意思是可变气门相位与升程电子控制。4.2.1VTEC机构的组成6第4章可变配气相位机构4.2.2VTEC机构的工作原理1、发动机低速运转时ECM无工作指令，油道内无控制油压，各摇臂中的柱塞都在各自的柱塞孔中，各摇臂独自摆动，互不影响。主摇臂随主凸轮开闭主进气门，次凸轮推动次摇臂微开次进气门；中间摇臂只是“空转”。2、发动机高速运转时当发动机转速达到2300~2500r/min时，车速达到10km/h以上时；节气门开度达到25%以上时；冷却液温度在60℃以上时。ECM指令VTEC电磁阀开启液压油道，油压推动正时柱塞、同步柱塞和限位柱塞移动，将三个摇臂栓为一体。由于中间凸轮的升程大于另外两个凸轮，且凸轮的相位角也加大，主次进气门都大幅度地同步开闭。此时，发动机处于“双进双排”工作状态，功率明显的加大。可见栓联时有轻微噪音，是正常现象。3、汽车在静止状态空转时VTEC机构不投入工作。7第4章可变配气相位机构4、VTEC机构技术状态的好坏，除电控部件外，主要决定于滑润系统的特设油道油压值。对机油品质、润滑系统相关部件和曲轴的轴承配合间隙要求严格（0.02～0.04mm）,必须使用本田车系的专用纯正机油。5、另外本田系列的采用可调气门间隙的配气机构，气门间隙的调整必须在冷态下进行。6、VTEC机构的正时柱塞处，尚有惯性锁止片，用扭簧控制，片端插入正时柱塞的锁止槽中，该锁止片依靠高速时的惯性力解脱。8第4章可变配气相位机构4.3大众车系可变气门正时机构VVT原理采用双顶置凸轮轴、4气门结构。排气凸轮轴通过正时齿形皮带与曲轴相连接，进、排气土林轴之间采用链条驱动，链条上装有油压张紧器。a)低速时—早开、早关，重叠角加大；b)高速时—晚开、晚关，重叠角减小链条式配气相位工作原理图4.3.1结构9第4章可变配气相位机构4.3.2可变相位调节器和电磁控制阀1、构造可变相位调节器是在液压紧链器的基础上，加装了用ECU控制的电磁阀，形成了一个“配气相位调节总成”部件大众车系链条式配气相位调节机构10第4章可变配气相位机构2、工作原理1）当发动机转速低于1300r/min时，电磁控制阀不通电，进气凸轮轴即反向转动一定角度θ，进气门早开角度变小，进、排气门的重叠角变小，防止发动机回火，低速运转平稳。2）当发动机转速高于1300r/min时，电磁控制阀通电，进气门早开角度变大，进、排气门的重叠角变大，废气排出率加大，提高了容积效率和转矩值。3）当发动机转速高于3600r/min时，电磁控制阀又断电，调节工作结束，进气门又回到不提前的位置，晚开和晚关角度加大，可利用气体的惯性能量，提高功率值。大众车系可变气门正时机构的特点是只改变进气门开、关时间的早晚，配气相位角值不变（时间平移—即早开、早关；晚开、晚关），不改变进气门升程的大小。11第4章可变配气相位机构4.4丰田车系智能可变气门正时系统VVT-iVVT-i（VariableValveTimingintelligent）系统用来控制进气凸轮轴在40°曲轴转角范围内，保持最佳的气门正时，以适应发动机工作状况，从而实现在所有速度范围提高转矩和燃油经济性，减少废气排放量。这种结构只是改变进气门开、关时间的早晚，配气相位角值不变（时间平移—即早开、早关；晚开、晚关），不改变进气门升程的大小。12第4章可变配气相位机构智能可变气门正时系统结构图13第4章可变配气相位机构4.4.1主要部件结构丰田车系可变配气相位调节机构VVT-i由外壳、四齿转子、锁销、控制油道、电磁控制阀等组成图4-7丰田车系可变配气相位调节机构工作原理简图图4-9电磁控制阀结构图14第4章可变配气相位机构4.4.2控制原理丰田车系的配气相位和发动机转矩特性15第4章可变配气相位机构