汽車電控技術(shù)第4章可變配氣相位機(jī)構(gòu)

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1、第4章可變配氣相位機(jī)構(gòu)本田車系可變氣門相位與升程電子控制機(jī)構(gòu)（VTEC）結(jié)構(gòu)與基本工作原理；大眾車系鏈條式可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)與基本工作原理；豐田車系智能可變氣門正時(shí)系統(tǒng)VVT-i結(jié)構(gòu)與基本工作原理。4.1概述用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)、排氣門開(kāi)閉時(shí)刻和開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間，稱為配氣相位。進(jìn)氣配氣相位為180°+進(jìn)氣提前角α+進(jìn)氣遲后角β，排氣配氣相位為180°+排氣提前角γα+排氣遲后角δ。試驗(yàn)證明：在進(jìn)、排氣門早開(kāi)、晚關(guān)的過(guò)程中，進(jìn)氣門的晚關(guān)，對(duì)充氣效率影響最大，其次是重疊角的大小，人們多在進(jìn)氣門方面改善性能指標(biāo)。通過(guò)試驗(yàn)證明，兩種進(jìn)氣遲后角的充氣效率（ηv）和

2、功率（Ne）變化規(guī)律是：1、低速時(shí)，晚關(guān)60°的充氣效率ηv低、發(fā)動(dòng)機(jī)功率Ne升高遲后。2、高速時(shí)，超過(guò)2300~2500r/min后，晚關(guān)60°的充氣效率ηv和功率Ne，明顯優(yōu)于40°的相位角。進(jìn)氣門晚關(guān)時(shí)對(duì)ηv和Ne的影響4.2本田車系可變氣門相位與升程電子控制機(jī)構(gòu)（VTEC）VTEC機(jī)構(gòu)在本田轎車車系許多車上采用，VTEC是英文縮寫，其全稱為：VarbleValveTiming&ValveLiftElecctronicControl，意思是可變氣門相位與升程電子控制。4.2.1VTEC機(jī)構(gòu)的組成4.2.2VTEC機(jī)構(gòu)的工作原理1、發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)

3、時(shí)ECM無(wú)工作指令，油道內(nèi)無(wú)控制油壓，各搖臂中的柱塞都在各自的柱塞孔中，各搖臂獨(dú)自擺動(dòng)，互不影響。主搖臂隨主凸輪開(kāi)閉主進(jìn)氣門，次凸輪推動(dòng)次搖臂微開(kāi)次進(jìn)氣門；中間搖臂只是“空轉(zhuǎn)”。2、發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到2300~2500r/min時(shí)，車速達(dá)到10km/h以上時(shí)；節(jié)氣門開(kāi)度達(dá)到25%以上時(shí)；冷卻液溫度在60℃以上時(shí)。ECM指令VTEC電磁閥開(kāi)啟液壓油道，油壓推動(dòng)正時(shí)柱塞、同步柱塞和限位柱塞移動(dòng)，將三個(gè)搖臂栓為一體。由于中間凸輪的升程大于另外兩個(gè)凸輪，且凸輪的相位角也加大，主次進(jìn)氣門都大幅度地同步開(kāi)閉。此時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)處于“雙進(jìn)雙排”工作狀態(tài)，功

4、率明顯的加大?？梢?jiàn)栓聯(lián)時(shí)有輕微噪音，是正常現(xiàn)象。3、汽車在靜止?fàn)顟B(tài)空轉(zhuǎn)時(shí)VTEC機(jī)構(gòu)不投入工作。4、VTEC機(jī)構(gòu)技術(shù)狀態(tài)的好壞，除電控部件外，主要決定于滑潤(rùn)系統(tǒng)的特設(shè)油道油壓值。對(duì)機(jī)油品質(zhì)、潤(rùn)滑系統(tǒng)相關(guān)部件和曲軸的軸承配合間隙要求嚴(yán)格（0.02～0.04mm）,必須使用本田車系的專用純正機(jī)油。5、另外本田系列的采用可調(diào)氣門間隙的配氣機(jī)構(gòu)，氣門間隙的調(diào)整必須在冷態(tài)下進(jìn)行。6、VTEC機(jī)構(gòu)的正時(shí)柱塞處，尚有慣性鎖止片，用扭簧控制，片端插入正時(shí)柱塞的鎖止槽中，該鎖止片依靠高速時(shí)的慣性力解脫。4.3大眾車系可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)VVT原理采用雙頂置凸輪軸、4氣門結(jié)

5、構(gòu)。排氣凸輪軸通過(guò)正時(shí)齒形皮帶與曲軸相連接，進(jìn)、排氣土林軸之間采用鏈條驅(qū)動(dòng)，鏈條上裝有油壓張緊器。a)低速時(shí)—早開(kāi)、早關(guān)，重疊角加大；b)高速時(shí)—晚開(kāi)、晚關(guān)，重疊角減小鏈條式配氣相位工作原理圖4.3.1結(jié)構(gòu)4.3.2可變相位調(diào)節(jié)器和電磁控制閥1、構(gòu)造可變相位調(diào)節(jié)器是在液壓緊鏈器的基礎(chǔ)上，加裝了用ECU控制的電磁閥，形成了一個(gè)“配氣相位調(diào)節(jié)總成”部件大眾車系鏈條式配氣相位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)2、工作原理1）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于1300r/min時(shí)，電磁控制閥不通電，進(jìn)氣凸輪軸即反向轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度θ，進(jìn)氣門早開(kāi)角度變小，進(jìn)、排氣門的重疊角變小，防止發(fā)動(dòng)機(jī)回火，低速運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)

6、。2）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于1300r/min時(shí)，電磁控制閥通電，進(jìn)氣門早開(kāi)角度變大，進(jìn)、排氣門的重疊角變大，廢氣排出率加大，提高了容積效率和轉(zhuǎn)矩值。3）當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于3600r/min時(shí)，電磁控制閥又?jǐn)嚯?，調(diào)節(jié)工作結(jié)束，進(jìn)氣門又回到不提前的位置，晚開(kāi)和晚關(guān)角度加大，可利用氣體的慣性能量，提高功率值。大眾車系可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是只改變進(jìn)氣門開(kāi)、關(guān)時(shí)間的早晚，配氣相位角值不變（時(shí)間平移—即早開(kāi)、早關(guān)；晚開(kāi)、晚關(guān)），不改變進(jìn)氣門升程的大小。4.4豐田車系智能可變氣門正時(shí)系統(tǒng)VVT-iVVT-i（VariableValveTimingintelligent

7、）系統(tǒng)用來(lái)控制進(jìn)氣凸輪軸在40°曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)，保持最佳的氣門正時(shí)，以適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況，從而實(shí)現(xiàn)在所有速度范圍提高轉(zhuǎn)矩和燃油經(jīng)濟(jì)性，減少?gòu)U氣排放量。這種結(jié)構(gòu)只是改變進(jìn)氣門開(kāi)、關(guān)時(shí)間的早晚，配氣相位角值不變（時(shí)間平移—即早開(kāi)、早關(guān)；晚開(kāi)、晚關(guān)），不改變進(jìn)氣門升程的大小。智能可變氣門正時(shí)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖4.4.1主要部件結(jié)構(gòu)豐田車系可變配氣相位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)VVT-i由外殼、四齒轉(zhuǎn)子、鎖銷、控制油道、電磁控制閥等組成圖4-7豐田車系可變配氣相位調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)工作原理簡(jiǎn)圖圖4-9電磁控制閥結(jié)構(gòu)圖4.4.2控制原理豐田車系的配氣相位和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩特性結(jié)束