《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修》 課件 項(xiàng)目三 任務(wù)2可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)

項(xiàng)目三配氣機(jī)構(gòu)的構(gòu)造與維護(hù)任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)一、可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)的產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)氣門是由曲軸通過(guò)凸輪軸帶動(dòng)的，氣門的配氣正時(shí)則是由凸輪決定的。對(duì)于沒(méi)有可變氣門正時(shí)技術(shù)的普通發(fā)動(dòng)機(jī)而言，進(jìn)排氣們開閉時(shí)間都是固定的，但是這種固定不變的氣門正時(shí)卻很難顧及到發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速工況時(shí)的工作需要。為了實(shí)現(xiàn)提升效率節(jié)約燃油的效果，可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)就應(yīng)運(yùn)而生。項(xiàng)目三配氣機(jī)構(gòu)的構(gòu)造與維護(hù)任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的轉(zhuǎn)速很高，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作行程僅需千分之幾秒，這么短促的時(shí)間往往會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣不足，排氣不凈，造成功率下降。因此，就需要利用氣流的進(jìn)氣慣性，氣門要早開晚關(guān)，以滿足進(jìn)氣充足，排氣干凈的要求。由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)的轉(zhuǎn)速很高，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作行程僅需千分之幾秒，這么短促的時(shí)間往往會(huì)引起發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣不足，排氣不凈，造成功率下降。因此，就需要利用氣流的進(jìn)氣慣性，氣門要早開晚關(guān)，以滿足進(jìn)氣充足，排氣干凈的要求。項(xiàng)目三配氣機(jī)構(gòu)的構(gòu)造與維護(hù)任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)這種重疊的角度通常都很小，可對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響卻相當(dāng)大。那么這個(gè)角度多大為宜呢？發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高，每個(gè)汽缸一個(gè)周期內(nèi)預(yù)留給吸氣和排氣的絕對(duì)時(shí)間也越短，因此想要達(dá)到較好的充氣效率，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)需要盡可能長(zhǎng)的吸氣和排氣時(shí)間。顯然，當(dāng)轉(zhuǎn)速越高時(shí)，要求的重疊角度越大。也就是說(shuō)，如果配氣機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)是對(duì)高轉(zhuǎn)速工況優(yōu)化的，發(fā)動(dòng)機(jī)容易在較高的轉(zhuǎn)速下，獲得較大的峰值功率。但在低轉(zhuǎn)速工況下，過(guò)大的重疊角則會(huì)使得廢氣過(guò)多的瀉入進(jìn)氣岐管，吸氣量反而會(huì)下降，氣缸內(nèi)氣流也會(huì)紊亂，此時(shí)ECU也會(huì)難以對(duì)空燃比進(jìn)行精確的控制，從而導(dǎo)致怠速不穩(wěn)，低速扭矩偏低。相反，如果配氣機(jī)構(gòu)只對(duì)低轉(zhuǎn)速工況優(yōu)化，發(fā)動(dòng)機(jī)的就無(wú)法在高轉(zhuǎn)速下達(dá)到較高的峰值功率。所以傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)都是一個(gè)折中方案，不可能在兩種截然不同的工況下都達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)為了解決這個(gè)問(wèn)題，就要求配氣相位角大小可以根據(jù)轉(zhuǎn)速和負(fù)載的不同進(jìn)行調(diào)節(jié)，高低轉(zhuǎn)速下都可以獲得理想的進(jìn)氣量從而提升發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒效率，這就是可變氣門正時(shí)技術(shù)開發(fā)的初衷。在低速和怠速工況下，系統(tǒng)縮小進(jìn)排氣時(shí)間使得配氣相位的重疊角減小，從而改善低速下的扭矩表現(xiàn)，而高速下則適當(dāng)增加配氣相位重疊角以提高提升馬力。二、可變氣門正時(shí)的作用可變氣門正時(shí)的作用是在發(fā)動(dòng)機(jī)的怠速、最大輸出功率和扭矩以及廢氣再循環(huán)操作模式時(shí)提供最優(yōu)化的氣門正時(shí)設(shè)置。項(xiàng)目三配氣機(jī)構(gòu)的構(gòu)造與維護(hù)任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)1.怠速在怠速工況時(shí)，對(duì)凸輪軸進(jìn)行設(shè)置使得進(jìn)氣凸輪軸較晚打開，并且較晚關(guān)閉。排氣凸輪軸被設(shè)置成在上止點(diǎn)之前完全關(guān)閉。由于只有最少量的殘余氣體被燃燒，所以就使得怠速很穩(wěn)定。圖怠速工況氣門打開與關(guān)閉角度進(jìn)氣Io進(jìn)氣門打開壓縮Ic進(jìn)氣門關(guān)閉功率輸出Eo排氣門打開排氣Ec排氣門關(guān)閉項(xiàng)目三配氣機(jī)構(gòu)的構(gòu)造與維護(hù)任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)2.輸出功率要在很高的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)獲得較高的輸出功率，必須使得排氣門較晚打開。只有這樣，被燃燒氣體的膨脹力才能較長(zhǎng)時(shí)間地作用在活塞上。進(jìn)氣門在上止點(diǎn)后打開并且在下止點(diǎn)后完全關(guān)閉。這樣進(jìn)氣的動(dòng)態(tài)自增壓效應(yīng)被用來(lái)增加輸出功率。圖輸出功率氣門打開與關(guān)閉角度項(xiàng)目三配氣機(jī)構(gòu)的構(gòu)造與維護(hù)任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)3.輸出扭矩要獲得最高的輸出扭矩，氣缸必須具有很高的容積效率。這需要進(jìn)氣門較早打開。因?yàn)檩^早打開，所以關(guān)閉也較早：這樣就避免了將新鮮空氣壓出去。排氣凸輪軸在上止點(diǎn)之前關(guān)閉。圖輸出扭矩氣門打開與關(guān)閉角度

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)4.廢氣再循環(huán)通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)氣和排氣凸輪軸可是實(shí)現(xiàn)內(nèi)部廢氣再循環(huán)。在此過(guò)程中，當(dāng)氣門交錯(cuò)（進(jìn)氣門和排氣門都打開）時(shí)廢氣就從廢氣口流入進(jìn)氣口。交錯(cuò)的程度決定了再循環(huán)的廢氣量。進(jìn)氣凸輪軸被設(shè)置成在上止點(diǎn)之前完全打開并且排氣凸輪軸在上止點(diǎn)之前才關(guān)閉。結(jié)果，兩個(gè)氣門都打開并且廢氣被再循環(huán)。與外部廢氣再循環(huán)相比較，內(nèi)部廢氣再循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)的反應(yīng)更快并且再循環(huán)的廢氣分布更加均勻。圖廢氣再循環(huán)氣門打開與關(guān)閉角度

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)三、可變氣門正時(shí)的組成可變氣門正時(shí)系統(tǒng)包括兩個(gè)葉片調(diào)節(jié)器、控制外殼和兩個(gè)電磁閥等組成。圖可變氣門正時(shí)主要部件項(xiàng)目三配氣機(jī)構(gòu)的構(gòu)造與維護(hù)任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)1.葉片調(diào)節(jié)器：調(diào)節(jié)進(jìn)氣凸輪軸的葉片調(diào)節(jié)器被直接安裝在進(jìn)氣凸輪軸上。它根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的信號(hào)調(diào)節(jié)進(jìn)氣凸輪軸。調(diào)節(jié)排氣凸輪軸的葉片調(diào)節(jié)器被直接安裝在排氣凸輪軸上。它根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的信號(hào)調(diào)節(jié)排氣凸輪軸。兩個(gè)葉片調(diào)節(jié)器都是由液壓操控的并且通過(guò)控制外殼與發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)油系統(tǒng)連接。圖葉片調(diào)節(jié)器圖葉片調(diào)節(jié)器組成圖可變氣門正時(shí)控制原理項(xiàng)目三配氣機(jī)構(gòu)的構(gòu)造與維護(hù)任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)2.大眾V5和V6發(fā)動(dòng)機(jī)上可變氣門正時(shí)的布置3.控制外殼控制外殼被安裝在缸蓋上。通向兩個(gè)葉片調(diào)節(jié)器的機(jī)油通道部位于控制外殼內(nèi)。圖可變氣門正時(shí)的布置項(xiàng)目三配氣機(jī)構(gòu)的構(gòu)造與維護(hù)任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)4.兩個(gè)電磁閥控制外殼內(nèi)安裝有兩個(gè)電磁閥。它們根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的信號(hào)將機(jī)油壓力傳導(dǎo)至葉片調(diào)節(jié)器。進(jìn)氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)閥（N205)控制進(jìn)氣凸輪軸排氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)閥(N318)控制排氣凸輪軸。圖可變氣門正時(shí)的電磁閥

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)5.可變氣門正時(shí)的功能對(duì)可變正時(shí)氣門的控制是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元實(shí)現(xiàn)的。要調(diào)節(jié)凸輪軸，需要具有發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載和發(fā)動(dòng)機(jī)溫度以及曲軸和凸輪軸位置的信息。要調(diào)節(jié)凸輪軸，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元驅(qū)動(dòng)電磁閥N205和N318。隨之，它們打開控制外殼中的機(jī)油通道。這樣發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油就流經(jīng)控制外殼和凸輪軸，然后流入葉片調(diào)節(jié)器。葉片調(diào)節(jié)器旋轉(zhuǎn)并且根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的要求調(diào)節(jié)凸輪軸。圖可變氣門正時(shí)控制原理

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)四、可變氣門正時(shí)各部件的結(jié)構(gòu)和功能1.進(jìn)氣凸輪軸的調(diào)節(jié)在整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，進(jìn)氣凸輪軸都由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元調(diào)節(jié)。最大調(diào)節(jié)值為52°曲軸轉(zhuǎn)角。調(diào)節(jié)取決于存儲(chǔ)在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中的調(diào)節(jié)曲線圖。2.進(jìn)氣凸輪軸葉片調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)械裝置包含下列部件：a.帶外轉(zhuǎn)子的外殼（直接與正時(shí)鏈條連接）b.內(nèi)轉(zhuǎn)子直接與凸輪軸連接）圖進(jìn)氣凸輪軸葉片調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)3.進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)凸輪軸提前的工作原理就廢氣再循環(huán)和增加扭矩而言，進(jìn)氣凸輪軸被設(shè)置成“進(jìn)氣門在上止點(diǎn)之前打開”的位置上。要改變位置，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)閥1(N205)。當(dāng)氣門被驅(qū)動(dòng)時(shí)，它就使得控制活塞運(yùn)動(dòng)。在控制外殼中，正時(shí)提前的機(jī)油通道根據(jù)調(diào)節(jié)的程度被打開。結(jié)果，處于壓力狀態(tài)下的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油就流經(jīng)控制外殼流人凸輪軸的環(huán)形通道中。之后，機(jī)油就經(jīng)凸輪軸表面的5個(gè)鉆孔流入葉片調(diào)節(jié)器的5個(gè)提前儲(chǔ)油室中。在那里，機(jī)油推動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)予的叫片。內(nèi)轉(zhuǎn)子作相對(duì)于外轉(zhuǎn)于（和曲軸）的旋轉(zhuǎn)并與凸輪軸起旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，凸輪軸沿著曲軸旋轉(zhuǎn)的方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)并且使得進(jìn)氣門較早打開。如果可變氣門正時(shí)的功能發(fā)生故障，機(jī)油壓力會(huì)將葉片調(diào)節(jié)器壓至上止點(diǎn)之后的25°這一基本位置。圖進(jìn)氣凸輪軸調(diào)節(jié)凸輪軸提前的工作原理

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)4.調(diào)節(jié)凸輪軸滯后的工作原理當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)或需要發(fā)動(dòng)機(jī)具有很大輸出功率時(shí)，進(jìn)氣凸輪軸就旋轉(zhuǎn)從而使得進(jìn)氣門較遲地打開，即在上止點(diǎn)后打開．要使得進(jìn)氣凸輪軸滯后，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)閥l（N205）。電磁閥通過(guò)運(yùn)動(dòng)控制活塞的方式打開正時(shí)滯后的通道。機(jī)油流經(jīng)控制外殼并流入凸輪軸的環(huán)形通道中。機(jī)油通過(guò)凸輪軸中的鉆孔流入凸輪軸調(diào)節(jié)器固定螺栓的袋式鉆孔中。從那兒，機(jī)油流經(jīng)凸輪軸調(diào)節(jié)器的5個(gè)鉆孔后流入內(nèi)轉(zhuǎn)予葉片背后的正時(shí)滯后儲(chǔ)油室中。機(jī)油沿著凸輪軸旋轉(zhuǎn)方向推動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)于和凸輪軸，從而使得氣門較遲打開。同時(shí)，正時(shí)滯后的機(jī)油通道打開，控制活塞打開正時(shí)提前通道的回油通道并釋放其中的壓力。沿著滯后方向的旋轉(zhuǎn)對(duì)正時(shí)提前儲(chǔ)油室施加壓力并將正時(shí)提前儲(chǔ)油室中的機(jī)油壓出去。圖調(diào)節(jié)凸輪軸滯后的工作原理

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)5.調(diào)節(jié)的工作原理調(diào)節(jié)使得進(jìn)氣凸輪軸在提前和滯后之間連續(xù)不斷地變化，其中調(diào)節(jié)的最大值為曲軸角度的54°。以霍爾傳感器信號(hào)為基礎(chǔ)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元檢測(cè)進(jìn)氣凸輪軸的瞬時(shí)位置。之后，就能夠根據(jù)存儲(chǔ)在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元中的曲線圖來(lái)對(duì)凸輪軸進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)被發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元驅(qū)動(dòng)時(shí)，例如需要正時(shí)提前時(shí)，進(jìn)氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)閥1(N205)就將控制活塞沿正時(shí)提前方向推。機(jī)油壓力經(jīng)控制外殼作用于凸輪軸調(diào)節(jié)器上，然后將凸輪軸壓向“提前”位置。將控制活塞壓向“提前”方向會(huì)自動(dòng)打開正時(shí)滯后力向的機(jī)油回油通道當(dāng)調(diào)節(jié)至達(dá)到的角度時(shí)，進(jìn)氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)閥1(N205)就將控制活塞推至一個(gè)能使調(diào)節(jié)器的兩個(gè)儲(chǔ)油室壓力保持恒定的位置。如果要將正時(shí)向滯后方向調(diào)節(jié)，則流程與之相反。圖調(diào)節(jié)的工作原理

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)6.排氣凸輪軸凸輪軸的調(diào)節(jié)進(jìn)氣凸輪軸是由控制單元調(diào)節(jié)的。與之反．只能對(duì)排氣凸輪軸進(jìn)行控制?？刂茊卧荒軐⒄{(diào)節(jié)器設(shè)置在基本位置或怠速位置上。調(diào)節(jié)的最大角度為曲軸轉(zhuǎn)角的22°。排氣凸輪軸葉片調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)排氣凸輪軸的葉片調(diào)節(jié)器與進(jìn)氣凸輪軸的葉片閥節(jié)器在結(jié)構(gòu)上是完全相同的。但是內(nèi)轉(zhuǎn)子的寬度較大，因?yàn)樽畲笳{(diào)節(jié)值為曲軸轉(zhuǎn)角的22°。圖排氣凸輪軸

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)7.基本位置當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)被起動(dòng)時(shí)和發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高于怠速時(shí)，排氣凸輪軸處在基本位置上。之后，排氣凸輪軸正好在上止點(diǎn)之前關(guān)閉。在功率輸出、扭矩和廢氣再循環(huán)操作模式中，排氣凸輪軸處于此位置。排氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)閥1(N318)不動(dòng)作?；疚恢玫墓ぷ髟碓诨疚恢蒙?，排氣凸輪軸位置使得排氣門恰好在上止點(diǎn)之前關(guān)閉。這時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元不驅(qū)動(dòng)排氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)閥1(N318)。在此位置上，正時(shí)滯后的機(jī)油通道處于打開狀態(tài)。機(jī)油壓力通過(guò)機(jī)油油道抵達(dá)排氣凸輪軸的環(huán)形通道。從那兒，機(jī)油流經(jīng)凸輪軸的正面鉆孔后流入凸輪軸調(diào)節(jié)器的機(jī)油儲(chǔ)油室中。在那里，機(jī)油推動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子的葉片。葉片旋轉(zhuǎn)至停止位，同時(shí)使凸輪軸與它一起旋轉(zhuǎn)。只要電磁閥不動(dòng)作，凸輪軸就保持在此位置。圖基本位置

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)8.怠速在息速和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速約為1200轉(zhuǎn)／分時(shí)，排氣凸輪軸被設(shè)置在“提前”位置上。怠速位置的工作原理排氣凸輪軸正進(jìn)調(diào)節(jié)閥l(N318)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元驅(qū)動(dòng)。它推動(dòng)控制話塞并且打開控制外殼中的另一條機(jī)油通道?，F(xiàn)在以動(dòng)機(jī)機(jī)油流入凸輪軸中的另一個(gè)環(huán)形通道中并通過(guò)凸輪軸上的鉆孔流入凸輪軸調(diào)節(jié)器中。在那里，機(jī)油推動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子的葉片。葉片以及凸輪軸被沿著發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向按壓，從而使得排氣門較早地打開和關(guān)閉。儲(chǔ)油室中葉片前部的機(jī)油流經(jīng)凸輪軸調(diào)節(jié)器的鉆孔、固定螺栓的袋式鉆孔和凸輪軸的環(huán)形通道后流回電磁閥。在電磁閥中，機(jī)油流經(jīng)回油通道后流入控制盒的罩蓋中。圖怠速位置

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)9.機(jī)油循環(huán)系統(tǒng)可變氣門正時(shí)系統(tǒng)在機(jī)油壓力為0.7bar及以上時(shí)開始工作。有壓力時(shí)的機(jī)油回路由機(jī)油泵產(chǎn)生的機(jī)油壓力經(jīng)氣缸體流入氣缸蓋，然后從氣缸蓋經(jīng)機(jī)油濾清器流入凸輪軸調(diào)節(jié)器的控制外殼中。機(jī)油壓力通過(guò)機(jī)油通道后到達(dá)凸輪軸的環(huán)形通道并且從那兒通過(guò)凸輪軸上的正面鉆孔流入凸輪軸調(diào)節(jié)器中。無(wú)壓力時(shí)的機(jī)油回路從凸輪軸調(diào)節(jié)器的儲(chǔ)油室中無(wú)壓力的機(jī)油流經(jīng)凸輪軸的環(huán)形通道后流回控制外殼中。機(jī)油流經(jīng)控制外殼后返回至電磁閥。在電磁閥中，機(jī)油流經(jīng)正時(shí)鏈條蓋罩后返回至油底殼。圖機(jī)油循環(huán)系統(tǒng)

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)10.發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元提供信息的傳感器和由控制單元驅(qū)動(dòng)的執(zhí)行元件。如果發(fā)動(dòng)機(jī)中安裝一根以上的排氣凸輪軸和根以上的進(jìn)氣凸輪軸，則在每根凸輪軸上都需要有一個(gè)霍爾傳感器和個(gè)凸輪軸調(diào)節(jié)的氣門。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元負(fù)責(zé)控制凸輪軸調(diào)節(jié)。為此，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元存儲(chǔ)著進(jìn)氣凸輪軸和排氣_輪軸調(diào)節(jié)的特性曲線圖。不同的發(fā)動(dòng)機(jī)操作模式分別有相應(yīng)的調(diào)節(jié)，凸輪軸的特性曲線圖。操作模式：發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)熱階段或處于工作溫度時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)圖發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的新功能結(jié)構(gòu)是將發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩作為基本數(shù)據(jù)的并且控制單元對(duì)它進(jìn)行計(jì)算后執(zhí)行所有其他的發(fā)動(dòng)機(jī)管理措施。扭矩這一基本數(shù)據(jù)是直接在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元內(nèi)進(jìn)行計(jì)算的?？刂茊卧褂脕?lái)自空氣質(zhì)量計(jì)和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào)計(jì)算扭矩。圖發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)11.系統(tǒng)的學(xué)習(xí)能力整個(gè)可變氣門正時(shí)系統(tǒng)是可匹配的。此可匹配性能補(bǔ)償部件的和裝配的誤差以及發(fā)動(dòng)機(jī)使用過(guò)程中發(fā)生的磨損。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速狀態(tài)和冷卻液溫度高于60°時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元會(huì)自動(dòng)執(zhí)行匹配程序。在怠速匹配過(guò)程中，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元使用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和霍爾傳感器的產(chǎn)生的信號(hào)來(lái)檢查進(jìn)氣凸輪軸和排氣凸輪軸的怠速設(shè)置。如果實(shí)際值偏離存儲(chǔ)在控制單元中的額定值，那么在下一次凸輪軸調(diào)整時(shí)，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)額定值對(duì)凸輪軸進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。圖系統(tǒng)的學(xué)習(xí)能力匹配值

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)12.空氣質(zhì)量計(jì)G70空氣質(zhì)量計(jì)G70位于發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣管道中。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元使用空氣質(zhì)量計(jì)的信號(hào)來(lái)計(jì)算容積效率。以容積效率、氧傳感器數(shù)值(O2)和點(diǎn)火正時(shí)的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元計(jì)算出扭矩?cái)?shù)值。信號(hào)的使用：在可變氣門正時(shí)系統(tǒng)中，信號(hào)被用來(lái)根據(jù)負(fù)載狀況對(duì)凸輪軸進(jìn)行調(diào)節(jié)。信號(hào)失靈產(chǎn)生的影響：如果空氣質(zhì)量計(jì)產(chǎn)生故障，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元制造一個(gè)替代信號(hào)。凸輪軸按照給出的操作條件繼續(xù)進(jìn)行工作。圖空氣質(zhì)量計(jì)G70

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)圖發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器G281個(gè)齒=60曲軸轉(zhuǎn)角x60個(gè)齒=360°曲軸轉(zhuǎn)角；相當(dāng)于曲軸旋轉(zhuǎn)一圈。兩個(gè)齒（探測(cè)上止點(diǎn)）的缸口相當(dāng)于12°曲軸轉(zhuǎn)角。13.發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器G28發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器G28位于曲軸箱內(nèi)。它以電磁的方式探測(cè)曲軸上傳感器轉(zhuǎn)于的齒（60減2）發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元利用此信號(hào)來(lái)探測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和曲軸上止點(diǎn)的位置。但是要調(diào)節(jié)凸輪軸，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元必須知道曲軸的準(zhǔn)確位置。要準(zhǔn)確地探測(cè)出曲軸的位置，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元使用來(lái)自傳感器轉(zhuǎn)于上每一個(gè)齒的信號(hào)。傳感器轉(zhuǎn)子上的缺口起著判斷零點(diǎn)（上止點(diǎn)）的作用并且傳感器轉(zhuǎn)子上每一個(gè)齒代表6°曲軸轉(zhuǎn)角。信號(hào)的使用在可變氣門正時(shí)系統(tǒng)中，信號(hào)被用來(lái)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速對(duì)凸輪軸進(jìn)行調(diào)節(jié)。信號(hào)失靈產(chǎn)生的影響如果信號(hào)發(fā)生故障，發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)并且不能再次起動(dòng)。

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)14.霍爾傳感器1G40和霍爾傳感器2G163兩個(gè)霍爾傳感器都位于正時(shí)鏈條罩蓋中。它們的任務(wù)是將進(jìn)氣凸輪軸和排氣凸輪軸的位置信息傳遞給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元。它們是通過(guò)讀取位于相應(yīng)^輪軸上快速傳感器轉(zhuǎn)子的信號(hào)傳遞信息的。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)霍爾傳感器1G40檢油進(jìn)氣凸輪軸的位置發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元通過(guò)霍爾傳感器2G163檢測(cè)排氣凸輪軸的位置。信號(hào)的使用：發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元利用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào)來(lái)探測(cè)曲軸的位置．與來(lái)自凸輪軸的信號(hào)配合，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元計(jì)算出凸輪軸相對(duì)于曲軸的位置。控制單元需要使用這些位置來(lái)對(duì)凸輪軸進(jìn)行精確的調(diào)節(jié)和快速地起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。信號(hào)失靈產(chǎn)生的影響：如果僅一個(gè)霍爾傳感器發(fā)生故障，就不能對(duì)凸輪軸進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是，發(fā)動(dòng)機(jī)仍能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)并且在熄火后仍能重新起動(dòng)。如果兩個(gè)霍爾傳感器發(fā)生故障，發(fā)動(dòng)機(jī)仍能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)直至發(fā)動(dòng)機(jī)熄火。發(fā)動(dòng)機(jī)熄火后，不能重新起動(dòng)。圖霍爾傳感器1G40和霍爾傳感器2G163

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)15.冷卻液溫度傳感器G62冷卻液溫度傳感器G62位于節(jié)溫器殼體內(nèi)。它向發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元傳送當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)溫度的信息。信號(hào)的使用此傳感器信號(hào)被用來(lái)根據(jù)溫度狀況起動(dòng)對(duì)凸輪軸的調(diào)節(jié)。信號(hào)失靈產(chǎn)生的影響如果信號(hào)發(fā)生故障，控制單元用存儲(chǔ)的溫度作為替代值。圖冷卻液溫度傳感器G62

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)16.進(jìn)氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)閥N205和排氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)閥N318兩個(gè)調(diào)節(jié)閥都集成在凸輪軸調(diào)節(jié)控制外殼內(nèi)。它們的任務(wù)是：根據(jù)來(lái)自控制單元的額定值將機(jī)油壓力按照調(diào)節(jié)的方向和距離導(dǎo)向凸輪軸調(diào)節(jié)器。要調(diào)節(jié)凸輪軸，控制單元通過(guò)一個(gè)可變的占空比（接通與斷開率）驅(qū)動(dòng)氣門。進(jìn)氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)閥N205調(diào)節(jié)進(jìn)氣凸輪軸；排氣凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)閥N318調(diào)節(jié)排氣凸輪軸。信號(hào)失靈產(chǎn)生的影響如果至凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)器的導(dǎo)線發(fā)生故障或一個(gè)凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)器發(fā)生故障，可變正時(shí)調(diào)節(jié)功能失效。圖凸輪軸正時(shí)調(diào)節(jié)閥

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)五、4A9系列發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)可改變氣門正時(shí)，在滿足動(dòng)力需要的同時(shí)確保卓越的燃油經(jīng)濟(jì)性，MIVEC技術(shù)能使發(fā)動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)輸出更大的扭矩，同時(shí)又能在高轉(zhuǎn)速時(shí)平順地提供更大動(dòng)力輸出。不僅提高燃油效率和運(yùn)動(dòng)性能，能實(shí)現(xiàn)最小的有害物質(zhì)排放。4A9系列發(fā)動(dòng)機(jī)在國(guó)產(chǎn)汽車中有一部分汽車在使用，如東風(fēng)柳汽、哈弗、中華等都有使用。

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)1.發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門正時(shí)技術(shù)原理ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸位置傳感器、進(jìn)氣歧管空氣壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、水溫傳感器和凸輪軸位置傳感器等反饋信息與預(yù)定儲(chǔ)存在ECU內(nèi)部的參數(shù)值進(jìn)行對(duì)比計(jì)算。而后將計(jì)算出的修正參數(shù)信號(hào)發(fā)送與OCV，OCV根據(jù)ECU信號(hào)調(diào)節(jié)OCV閥閥芯的位置，也就是改變液壓流量，把提前、滯后、保持不變等信號(hào)以油壓方式反饋至VVT相位控制器的不同油道上。通過(guò)調(diào)整凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度從而達(dá)到調(diào)整進(jìn)氣（排氣）的量，和氣門開合時(shí)間，角度。使進(jìn)入的空氣量達(dá)到最佳，提高燃燒效率。圖可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)油路

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)2.凸輪軸相位器當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)由低速向高速轉(zhuǎn)換時(shí)，ECU控制OCV閥將機(jī)油壓向進(jìn)氣凸輪軸驅(qū)動(dòng)齒輪內(nèi)的小渦輪，在壓力的作用下，小渦輪就相對(duì)于齒輪殼旋轉(zhuǎn)一定的角度，從而使凸輪軸在25度范圍內(nèi)向前或向后旋轉(zhuǎn)，從而改變進(jìn)氣門開啟的時(shí)刻，達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)氣門正時(shí)的目的。圖凸輪軸相位器

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)凸輪軸相位器的最大滯后角度、最大提前角度和中間位置狀態(tài)。圖凸輪軸相位器工作狀態(tài)

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)3.機(jī)油控制閥（OCV）根據(jù)ECU提供的控制信號(hào)，也就是電流信號(hào)，OCV線圈中產(chǎn)生磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)的作用下，鐵芯頂著滑芯向磁場(chǎng)強(qiáng)的方向移動(dòng)；當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度變?nèi)鯐r(shí)，彈簧反方向推動(dòng)滑芯移動(dòng)。圖機(jī)油控制閥（OCV）

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)圖凸輪軸滯后時(shí)OCV閥位置鎖銷鎖住時(shí)為發(fā)動(dòng)機(jī)停止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要凸輪軸滯后時(shí)，ECU給OCV閥提供較小的脈沖控制。圖凸輪軸滯后時(shí)OCV閥位置

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)圖OCV閥保持中間位置時(shí)機(jī)油泄漏由于滑閥與閥套之間存在間隙，當(dāng)進(jìn)角與遲角油口被滑閥關(guān)閉時(shí)，還有微量機(jī)油從供給泄漏到回油口。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要凸輪軸保持一定位置時(shí)，ECU給OCV閥提供中等的脈沖控制。

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)圖凸輪軸提前時(shí)OCV閥位置當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要凸輪軸提前時(shí)，ECU給OCV閥提供較大的脈沖控制。

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)圖凸輪軸與凸輪軸相位器同向偏轉(zhuǎn)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要凸輪軸提前時(shí)，ECU給OCV閥提供較大的脈沖控制。此時(shí)，凸輪軸與凸輪軸相位器的偏轉(zhuǎn)方向一致，因此使凸輪軸向前偏轉(zhuǎn)，達(dá)到提前打開氣門的作用。

項(xiàng)目三配氣機(jī)構(gòu)的構(gòu)造與維護(hù)

任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)圖凸輪軸與凸輪軸相位器反向偏轉(zhuǎn)當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)需要凸輪軸提前時(shí)，ECU給OCV閥提供較大的脈沖控制。此時(shí)，凸輪軸與凸輪軸相位器的偏轉(zhuǎn)方向相反，因此使凸輪軸向后偏轉(zhuǎn)，達(dá)到延后打開氣門的作用。

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)六、4G69發(fā)動(dòng)機(jī)MIVEC機(jī)構(gòu)MIVEC（進(jìn)氣可變氣門正時(shí)和升程機(jī)構(gòu)），MIVEC機(jī)構(gòu)是通過(guò)ECU：發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU在各種行駛工況下自動(dòng)搜尋一個(gè)對(duì)應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量、節(jié)氣門位置和冷卻水溫度的最佳氣門正時(shí)，并控制凸輪軸正時(shí)液壓控制閥，并通過(guò)各個(gè)傳感器的信號(hào)來(lái)感知實(shí)際氣門正時(shí)，然后再執(zhí)行反饋控制，補(bǔ)償系統(tǒng)誤差，達(dá)到最佳氣門正時(shí)的位置，從而能有效地提高汽車的功率與性能，減少耗油量和廢氣排放。

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)MIVEC機(jī)構(gòu)是在SOHC四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)上設(shè)置的在低速時(shí)使兩個(gè)進(jìn)氣門升程存在高度差,而高速時(shí)兩個(gè)進(jìn)氣門升程加大的凸輪切換機(jī)構(gòu)。在發(fā)動(dòng)機(jī)低速工況時(shí),依靠?jī)蓚€(gè)進(jìn)氣門的升程差來(lái)加強(qiáng)缸內(nèi)混合氣的流動(dòng),并因更充分的燃燒來(lái)達(dá)到降低排放,減少油耗,提高扭矩的目的;在發(fā)動(dòng)機(jī)高速工況時(shí),通過(guò)增加進(jìn)氣門的開啟時(shí)間及升程,使發(fā)動(dòng)機(jī)因進(jìn)氣量增加而獲得更高的動(dòng)力輸出。

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)狀態(tài)項(xiàng)目輸出油耗排放（冷啟動(dòng)）低速1.降低內(nèi)部EGR率，使燃燒穩(wěn)定2.強(qiáng)化缸內(nèi)混合氣流動(dòng)使燃燒穩(wěn)定3.低升程降低磨擦損失4.減少掃氣量使體積效率增加○○○○○○高速1.利用排氣沖量使體積效率增加2.利用高進(jìn)氣升程使體積效率增加○○

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)a-低速工況b-高速工況圖低速工況與高速工況時(shí)重疊角度

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)圖氣缸蓋配氣機(jī)構(gòu)圖凸輪軸設(shè)置的高、中、低凸輪

項(xiàng)目三配氣機(jī)構(gòu)的構(gòu)造與維護(hù)

任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)進(jìn)氣門打開和關(guān)閉角度如圖所示，而排氣氣門正時(shí)是固定的，提前打開58°，延后關(guān)閉18°，進(jìn)氣門打開和關(guān)閉角度在不同速度下，提前與關(guān)閉的角度不同。圖氣門打開和關(guān)閉角度

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)1.儲(chǔ)壓器通過(guò)活塞和彈簧的作用，平衡油道中的壓力，緩和油壓急劇的上升和下降，減小瞬間油壓的變化對(duì)零件產(chǎn)生的破壞。圖儲(chǔ)壓器

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)2.MIVEC結(jié)構(gòu)作動(dòng)原理兩個(gè)進(jìn)氣門分別連在被低、中升程凸輪驅(qū)動(dòng)的搖臂上,高升程凸輪在中間,兩搖臂間設(shè)置T形桿。低速工況時(shí),T形桿未被鎖止,各氣門分別在低、中升程凸輪驅(qū)動(dòng)下工作。高速工況時(shí),在油壓作用下,搖臂內(nèi)的活塞將T形桿的兩臂部和兩搖臂鎖在一起,高升程凸輪通過(guò)T形桿和兩搖臂驅(qū)動(dòng)氣門工作。圖MIVEC結(jié)構(gòu)原理

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)3.發(fā)動(dòng)機(jī)在3500rpm進(jìn)行低速狀態(tài)和高速狀態(tài)凸輪的切換。為確保切換瞬時(shí)的油壓,而不發(fā)生切換失誤,特設(shè)置了儲(chǔ)壓器。圖潤(rùn)滑油路線

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)4.高速狀態(tài)凸輪的切換狀態(tài)。圖高速狀態(tài)凸輪的切換狀態(tài)

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)5.低速工況時(shí)(油壓控制閥關(guān)閉)當(dāng)油壓控制閥在關(guān)閉狀態(tài)時(shí),進(jìn)氣搖臂內(nèi)的切換油壓小于某一定值,切換活塞不工作,高速搖臂T形桿的兩臂與兩進(jìn)氣搖臂未鎖止,進(jìn)氣門分別在低、中升程凸輪驅(qū)動(dòng)下工作。圖低速工況時(shí)油壓控制閥關(guān)閉

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)6.高速工況時(shí)(油壓控制閥開啟)當(dāng)油壓控制閥在開啟狀態(tài)時(shí),進(jìn)氣搖臂內(nèi)的切換油壓大于某一定值,切換活塞被頂起,高速搖臂T形桿的兩臂與兩進(jìn)氣搖臂鎖止,兩進(jìn)氣門在高升程凸輪驅(qū)動(dòng)下工作。圖高速工況時(shí)油壓控制閥開啟

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)七、本田i-VTEC系統(tǒng)本田i-VTEC系統(tǒng)采用的是SOHC單頂置凸輪軸結(jié)構(gòu)，兩個(gè)進(jìn)氣氣門和兩個(gè)排氣氣門均由一根凸輪軸驅(qū)動(dòng)。目前大部分可變氣門升程技術(shù)都被應(yīng)用在進(jìn)氣氣門端。圖本田i-VTEC系統(tǒng)

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)兩個(gè)進(jìn)氣氣門搖臂中間還有一個(gè)特殊的搖臂，它對(duì)應(yīng)的是凸輪軸上的一個(gè)高角度凸輪，而在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速時(shí)兩個(gè)進(jìn)氣搖臂和這個(gè)特殊搖臂是分離的、互無(wú)關(guān)系，進(jìn)氣搖臂只由低角度凸輪驅(qū)動(dòng)，因此進(jìn)氣氣門打開的升程較小，這有助于提高低轉(zhuǎn)速時(shí)的燃油經(jīng)濟(jì)性。但當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)，由電子液壓控制的連桿會(huì)將兩個(gè)進(jìn)氣搖臂和那個(gè)特殊搖臂連接為一體，此時(shí)三個(gè)搖臂就會(huì)同時(shí)被高角度凸輪驅(qū)動(dòng)，而氣門升程也會(huì)隨之加大，單位時(shí)間內(nèi)的進(jìn)氣量更大，從而發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力更強(qiáng)。

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)圖i-VTEC系統(tǒng)工作原理

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任務(wù)二可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)八、日產(chǎn)VVEL可變氣門升程系統(tǒng)本田的VETC是利用不同的凸輪來(lái)實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速下氣門升程的改