4A9 ENG VVT结构及工作原理说明工作原理说明Page: 1报告人: 林义2010年1月 22日 目录目录• 1、 VVT机构概述• 2、 VVT机构原理• 34A9 ENG VVT机构说明• 3、 4A9 ENG VVT机构说明• 4、 4G69 ENG MIVEC机构介绍• 5、 Q&APage: 2 一、VVT机构概述VVT是是Variable Valve TimingVariable Valve Timing缩写, 中文意为发动机“可变气门正时” 技术。“可变气门正时” 技术。 19601960年代起, 工程师们开始致力于这项技术的研究。这项技术的研究。 19821982年的阿尔法年的阿尔法··罗密欧用用VVTVVT技术的量产车,技术的量产车, 最后由丰田在最后由丰田在1993目前这项技术已在各车厂广泛使用, 如本田的目前这项技术已在各车厂广泛使用, 如本田的VTECVTECVTEC、 ; 丰田的、 ; 丰田的VVTVVT- -i i; 日产的; 日产的CVVTVVTVVT现代的现代的VVTVVT起亚的起亚的CVVTCVVT等也逐渐开始使用VVTVVT; 现代的; 现代的VVTVVT; 起亚的; 起亚的CVVTCVVT等也逐渐开始使用。在这些在这些VVTVVT技术中, 又分成两类, 一类是以丰田的技术中, 又分成两类, 一类是以丰田的VVT代表的改变气门开启时间的技术; 另外一类是以本田的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。为代表的改变气门升程的技术。在单在单VVTVVT的基础上, 各车厂又提出双的基础上, 各车厂又提出双VVT发动机的进气系统和排气系统, 目前丰田的卡罗拉, 皇冠,发动机的进气系统和排气系统, 目前丰田的卡罗拉, 皇冠,VVT缩写, 中文意为发动机年代起, 工程师们开始致力于罗密欧Spider 2.0Spider 2.0是最早采1993年进行推广。年进行推广。是最早采VTEC、 、 i i- -; 铃木的CVVT; 三菱的; 三菱的MIVEC等也逐渐开始使用等也逐渐开始使用。MIVEC; 铃木的Page: 3VVTL- -i i。 。VVT为 为VTECVVT技术, 分别控制技术, 分别控制锐志等车型均采用此技术。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, 推出了用对方技术, 推出了i i- -VTECVTEC及及VVTL 气门提前角点前开启, 所对应的曲轴转角被称为气门提前角。气门滞后角进气门或排气门在上止点或下止点后到关闭时所对应的曲轴转角被称为气门滞后角。气门重叠角在上止点范围内, 进气门和排气门同时开启, 期间所对应的曲轴转角就是气门重叠角。进气门或排气门在上止点或下止二、二、 VVTVVT机构原理1 1、 气门提前角、 滞后角及气门重叠角、 气门提前角、 滞后角及气门重叠角机构原理Page: 4 膨胀行程 3排气行程 4进气行程 1 压缩行程2气门升程轮廓提前状态(最大重叠角)TDC滞后状态(回位: 最小重叠角)发动机旋转方向Page: 5排气门开进气门开重叠角720°,0°1 80°360°360°540° 典型收益策略介绍固定相位可变定时功率/扭矩改善怠速排放物燃油经济性进气2位置小幅度调节(8 to 1 5 cam° )1 983-现在欧洲/亚洲TDCBDCIEΔIXX进气连续可变大幅度调节(20 to 30 cam° )1 995Toyota VVTiTDCBDCIEΔIXXXX1 9971 997应用相位调节示意图Page: 6排气连续可变大幅度调节(20 to 30 cam° )Ford ZetecTDCBDCIEΔ EXXX进排气等相位调节[单凸轮]连续可变大幅度调节(20 to 30 cam° )200XTDCIEΔE & IXX进排气独立相位调节连续可变大幅度调节(20 to 30 cam° )1 996BMWTDCΔ EΔ IIEXXXX日产 2 2、 、 VVTVVT机构控制原理机构控制原理发动机可变气门正时技术(VVT, Variable Valve Timing)原理是:ECU根据发动机曲轴位置传感器、 进气歧管空气压力传感器、 节气门位置传感器、 水温传感器和凸轮轴位置传感器等反馈信息与预定储存在ECU内部的参数值进行对比计算而后将计算出的修正参数信号发送与OCV对比计算。 而后将计算出的修正参数信号发送与OCV,OCV根据ECU信号调节OCV阀阀芯的位置, 也就是改变液压流量, 把提前、 滞后、 保持不变等信号以油压方式反馈至VVT相位控制器的不同油道上。 通过调整凸轮轴转动角度从而达到调整进气(排气) 的量, 和气门开合时间,角度。 使进入的空气量达到最佳, 提高燃烧效率。Page: 7 控制阀目标轮图中:凸轮轴位置传感器Page: 8ECU相位器油路曲轴位置传感器电信号液压路线机油泵 三、三、 4A9 VVT4A9 VVT机构结构1 1、 凸轮轴相位器(、 凸轮轴相位器(VVT 机构结构VVT Variable Valve Timing Actuator) )Page: 9 外壳衬套锁销螺栓垫片叶轮密封刮片齿轮Page: 10工作原理:当发动机由低速向高速转换时,ECU控制OCV阀将机油压向进气凸轮轴驱动齿轮内的小涡轮, 在压力的作用下, 小涡轮就相对于齿轮壳旋转一定的角度, 从而使凸轮轴在25度范围内向前或向后旋转, 从而改变进气门开启的时刻, 达到连续调节气门正时的目的。。 2 2、 机油控制阀(、 机油控制阀(OCVOCV) )Page: 11工作原理:根据ECU提供的控制信号, 也就是电流信号, OCV线圈中产生磁场,在磁场的作用下, 铁芯顶着滑芯向磁场强的方向移动; 当磁场强度变弱时,弹簧反方向推动滑芯移动。 供给回油Page: 12气门延迟开启TO VVT迟角油口FROM VVT进角油口 供给泄漏流量泄漏流量Page: 13由于滑阀与阀套之间存在间隙, 当进角与迟角油口被滑阀关闭时, 还有微量机油从供给泄漏到回油口 供给回油Page: 14气门提前开启FROM VVT迟角油口TO VVT进角油口 3 3、 、 VVTVVT配合使用说明配合使用说明Page: 15 4 4、 、 VVTVVT使用的优点使用的优点运行状态VVT的作动与效果怠速时减小气门重叠, 防止气流向进气侧回流。保证怠速稳定轻负载区减小气门重叠。确保发动机的安定性中负载区增大气门重叠, 降低泵气损失,提高内部EGR率。降低油耗, 减小NOxHC高负载中转速区加快进气气门关闭时机, 提高体积效率。提高低中速力矩Page: 16启动时气门重叠将为最小, 防止气流向进气侧回流。提高启动性高负载高转速区减缓进气气门关闭时机, 提高体积效率。提高最高输出功率低温时气门重叠将为最小, 防止气流向进气侧回流。降低油耗, 保证怠速稳定①: 中低速区域的力矩增大10%以上(实现良好驾驶性能)②: 怠速时降低发动机转速变动幅度③: 油耗最大改善4. 8%④: 改善排放性能(Nox排出量最大降低40% ) VVT有无时的发动机性能比较Page: 17 状态项目输出油耗排放(冷启动)○○降低内部EGR率使燃烧稳定强化缸内混合气流动使燃烧稳定低升程降低磨擦损失减少扫气量使体积效率增加利用排气冲量使体积效率增加利用高进气升程使体积效率增加○○○○低速四、 MIVEC机构说明MIVEC机构是在SOHC四气门发动机上设置的在低速时使两个进气门升程存在高度差, 而高速时两个进气门升程加大的凸轮切换机构.在发动机低速工况时, 依靠两个进气门的升程差来加强缸内混合气的流动, 并因更充分的燃烧来达到降低排放, 减少油耗, 提高扭矩的目的; 在发动机高速工况时, 通过增加进气门的开启时间及升程, 使发动机因进气量增加而获得更高的动力输出.Page: 18○○○高速低速工况高速工况叠开角小叠开角大低升程高升程排气中升程 储压器组件排气侧进气摇臂A(低升程)进气摇臂B(中升程)T形杆(高速)排气侧摇臂ﾋﾟｽﾄﾝｱｰﾑPage: 19机油滤清器进气侧机油控制阀组件 MI VEC结构作动原理:两个进气门分别连在被低、 中升程凸轮驱动的摇臂上, 高升程凸轮在中间, 两摇臂间设置T形杆。低速工况时, T形杆未被锁死, 各气门分别在低、 中升程凸轮驱动下工作。高速工况时, 在油压作用下, 摇臂内的活塞将T形杆的两臂部和两摇臂锁到一起, 高升程凸轮通过T形杆和两摇臂驱动气门工作。T形杆臂部排气侧排气摇臂轴排气摇臂托架A低速工况时空摆臂弹簧Page: 20A-A活塞切换高速工况时进气侧プラグ切换油圧(润滑油)润滑油低升程凸轮用摇臂中升程凸轮用摇臂进气摇臂轴高升程凸轮用T形杆弹簧切换活塞T形杆臂部A进气高升程凸轮进气中升程凸轮进气低升程凸轮排气升程凸轮接触托架 240发动机在3500rpm进行低速状态和高速状态凸轮的切换。为确保切换瞬时的油压, 而不发生切换失误, 特设置了储压器。储压器切换活塞低速状态高速状态3 5 0 0 r p mPage: 21140160180200220010002000300040005000600070008000发动机转速(r p m)扭矩(N・ m)油压控制阀润滑润滑切替油压控制阀滤清器油道 当油压控制阀在关闭状态时, 进气摇臂内的切换油压小于某一定值, 切换活塞不工作, 高速摇臂T形杆的两臂与两进气摇臂未锁死, 进气门分别在低、 中升程凸轮驱动下工作。空摆Page: 22低速工况时(油压控制阀关闭)在低升程凸轮驱动下工作在中升程凸轮驱动下工作 当油压控制阀在开启状态时, 进气摇臂内的切换油压大于某一定值, 切换活塞被顶起, 高速摇臂T形杆的两臂与两进气摇臂锁死, 两进气门在高升程凸轮驱动下工作。Page: 23高速工况时(油压控制阀开启)在高升程凸轮驱动下工作油压控制阀开启切换油压动作 Q&AQ&APage: 24THE ENDTHE END! !