VVT系统工作原理培训讲座PPT.ppt

vvt系统工作原理,金敏建 2012.10.24,课程目录,发动机的分类 vvt系统简述 vvt系统的组成 vvt系统的功能 vvt系统的工作原理 vvt系统的失效模式与检测 q&a,一、发动机的分类,按使用燃料的不同分类 汽油机 转速高，质量小，噪音小，起动容易，制造成本低。 柴油机 压缩比大，热效率高 cng发动机 压缩天然气的主要成分是甲烷，充分燃烧后生成二氧化碳和水，非常环保。 lpg发动机 液化石油气具有热值高、热效率高，燃烧充分的特点。 混合燃料发动机 同时使用电、气、液其中两种燃料的发动机 。,按气缸排列方式分类 l：直列 v：v型排列 w：w型排列 h：水平对置发动机 r：转子发动机,平置,转子,按照进气系统是否采用增压方式分类,按冷却方式分类 按气门数分类,两气门,多气门,按市面上比较有代表的技术来分 vvt发动机 tci发动机 di发动机,二、vvt系统简述,vvt是variable valve timing缩写，中文意为发动机“可变气门正时”技术。1960年代起，工程师们开始致力于这项技术的研究。1982年的阿尔法罗密欧spider 2.0是最早采用vvt技术的量产车，最后由丰田在1993年进行推广。 目前这项技术已在各车厂广泛使用，如本田的vtec、i-vtec、；丰田的vvt-i；日产的cvvt；三菱的mivec；铃木的vvt；现代的vvt；起亚的cvvt等也逐渐开始使用。 在这些vvt技术中，又分成两类，一类是以丰田的vvt为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。 在单vvt的基础上，各车厂又提出双vvt技术，分别控制发动机的进气系统和排气系统，目前丰田的卡罗拉，皇冠，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用对方技术，推出了i-vtec及vvtl-i,三、vvt系统的组成,vvt的类型和组成,vvt的类型有很多，有链条式，叶片式等。目前叶片式应用比较普遍，其结构如下:,ocv组成及功能,ocv：oil control valve 机油控制阀，是vvt工作的控制元件，它从ecu获得占空比信号，柱塞推动滑阀，控制机油推动vvt叶片转动到最佳气门 正时位置。并且在发动机停止时，在弹簧力的作用下保持在最迟角位置。,四、vvt系统的功能,中低速区域的力矩增大10%以上（实现良好驾驶性能）； 怠速时降低发动机转速变动幅度（怠速稳定）； 油耗最大改善4.8%； 改善排放性能（nox排出量最大降低40% ）；,配气相位,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，由于进气门早开、排气门晚关，产生了进排气门同时开启的现象，相应的曲轴转角就叫气门重叠角。,vvt的最基本作用就是通过驱动凸轮轴相对于曲轴旋转，从而改变气门重叠角，获得最佳的进气量，使发动机输出当前工况点的最佳功率和扭矩。,vvt系统分类及特点,发动机在不同转速和负荷下，对气门正时的要求是不同。传统的凸轮轴在所有工况下只有一个固定的气门正时，也就是在特定工况下才能发挥较佳性能。而vvt可以在一定范围内改变气门正时，基本可以适应发动机的所有工况正时要求。,不同工况下气门策略,出力性能,ic进角体积效率提高 气门重叠角大扫气改善,气门重叠角大泵气损失减小 ic进角高压缩比化,油耗,ic迟角体积效率提高,出力性能,eo迟角高膨胀比化 ic迟角泵气损失减小 ec迟角内部egr增大,油耗 及 排放,ic迟角低压缩比化 爆震抑制，点火提前角进角,油耗,气门重叠角小内部egr减小 无气门重叠角起动燃油减少 燃烧稳定，油耗降低，冷态起动时排 放减少。,油耗 及 排放,vvt在发动机的作用,五、vvt系统的工作原理,ocv工作动画 vvt工作动画,vvt在工作过程中，由ecu根据发动机当前工况，结合相关的传感器信号， 发出控制信号给ocv(oil control valve)，再由ocv对vvt油路通道进行控制， 使正时带轮与凸轮轴产生一个相对运动，从而达到气门早开或晚开，也就改变 了发动机的正时。控制逻辑见下图：,ocv控制阀油孔,移相器内部腔体,前进腔,后退腔,后退方向调整动作,当发动机转速及负荷增加时，对发动机燃油经济性及排放要求增加，此时要求气门重叠角增加，进气vvt的相位应提前。此时ecu发出100%（或较大）的pwm指令，ocv阀的柱塞移动，进入到cam phaser的机油会流入到前进腔中，后退腔中的机油开始泄掉。在前进腔中机油压力的作用下，叶片沿凸轮轴旋转方向旋转，凸轮轴因此相对曲轴旋转，进排气门重叠角减小。,保持位置,当转子调整到指定角度时，ecu向ocv阀发出50%（或同时关闭前进/后退腔油路的相应）pwm指令，ocv阀中的柱塞相应调整到一特定位置，此时前进腔及后退腔都处于关闭位置。 由于阀体阀塞存在极小间隙，因此，在关闭位置时，仍有微量机油从供油口泄漏至回油口。,前进方向调整动作说明,当发动机处于怠速时，需减小进排气重叠角，进气相位应处于最迟位置，也就是进气vvt的初始位置。此时发动机ecu发出0%（或较小）的pwm指令，使ocv阀中的柱塞处于初始位置，而此时进入cam phaser的机油会流向后退腔，在机油压力的作用下，叶片保持在凸轮轴旋转方向的滞后位置。同时为了防止,凸轮轴的扭矩波动导致转子与