讲义成果讲稿valvetronic chs

1、除了工作手册外，信息中所包含的信息也是售后服务培训资料的组成部分。有关技术数据方面的更改 / 补充情况请参见 MINI 售后服务的最新相关信息。信息状态：2006 年 7 月地址：conceptinfobmw.de© 2006 BMW AG慕尼黑，德国BMW AG （慕尼黑）的VS -12 售后服务培训不得本手册的。信息N12 VALVETRONIC提高发提高效率动力性降低尾气排放值有信息的说明所用符号为了便于理解内容并突出重要信息，在本信息中使用了下列符号：所包含的信息有助于更好地理解所述系统及其功能。? 表示某项说明内容结束。信息状况和规格MINI 车辆满足最高的质量要求。环保、

2、客户利益、设计或结构方面的变化促使我们继续开发车辆的系统和组件。这些开发可能造成 容与培训课程中所使用的展示车辆不同。信息所述内本文件仅了左侧驾驶型车辆。右侧驾驶型车辆中部分操作元件或组件的布置位置与本信息的图示位置不同。不同或市场的配置型号可能还有其它不同之处。其它信息来源有主题的信息请参见：- 用户手册- MINI系统- 车间系统文件- MINI 售后服务技术目录N12 VALVETRONIC简介11通门机构负荷系统概览结构55系统组件系统结构机械机构电气系统服务信息771018212122通门机构负荷系统组件总结要点2525测验问题问题目录问题272728简介N12 VALVETRONI

3、C通门机构负荷提高发出发点效率燃油中含硫时会造成 NOx 催化转换器”。因此会严重削弱催化转换器的功VALVETRONIC 是首先出现在市场上的变气门调节系统。 VALVETRONIC 通常由进气门可变气门行程基本上可以采用三种方案来提高发由此降低耗油量：l 提高处理效率l 降低机械损失l 降低换气损失。提高处理效率有三种方式可提高处理效率：效率并能。但是目前还无法做到所有无硫燃油。降低机械损失都提供装置和双 VANOS。 通过 VALVETRONIC 可减小换 产生的损失。 与传统发 相比，平均可减少损失约 10 % 。机械损失由许多影响因素，这些因素在很大程度上取决于转速，与负荷之间的关联

4、性很 小。只有通过局部优化才能减少摩擦损失。例 如采取了使气门机构处的滑动摩擦转变为滚动 摩擦等措施。以目前的条件尚无法有效实施其 它措施。降低换气损失优化燃烧过程主要标准是燃烧重心和燃烧持续时间。利用l现代发管理系统可以任何运行模通过一个节气门调节进气速度来向曲轴输式调整到最佳的点火时刻（正时）和喷射时送功率的情况（发扭矩）。这样会根据负刻。进一步优化时可变压缩比程度有限。荷点在进气通道内产生不同程度的真空。产生的真空是造成负荷较低时换。量显著增加的l满负荷时的爆震限值决定了的最大压缩比。通过使用爆震传感器可完全挖掘出最大潜力。负荷较低时可以提高压缩比。从成通过在大气下进气并进行免节气负荷控

5、制，可显著降低换气损失。从而明显降减少油量。本比角度来看，目前还没有可接受的解决方案。稀混合气模式空燃比 l > 1 时耗油量降低。l = 1.6 时大约降低 5 - 8 %。为了满足世界各国的l排放要求，需使用不含硫的燃油。1有多种方式可实现免节气负荷应用中只能使用其中的两种：。但在实际这种方法的缺点是无法在所有相关地区提供无硫燃油。l 通过采用适当的设计方案可在不产生损耗的情况下根据需要调节理想的混合量。显然，这项任务要由气门机构来执行。为了能够任意选择进气门关闭时刻，需要使用变气门机构。l 在气缸完全填充的情况下调节理想负荷状态所需的燃油量（l > 1）。发以稀混合气模式驱动

6、。可通过现。直接喷射装置实免节气负荷1 节气门式发2 VALVETRONIC 发索引说明索引说明UT下止点5点火时刻2B排气门关闭损耗功3进气门关闭P21进气门打开A增益功OT上止点4排气门打开VALVETRONICVALVETRONIC 是第一个出现在市场上的全可变气门调节系统。从 1993 年 8 月 19 日授予专利权至 2001 年首次批量使用（BMW） 仅有 9 年时间。左侧插图显示的是损耗稍大的传统方法。从右 侧插图中可明显看出损耗减小。上部区域表示发燃烧过程获得的效率。下部区域表示该过程中的损耗。损耗区域可与换等同，在此指的是使燃烧后的废气从气缸中排出并将新鲜空气吸入气缸 内所必

7、须消耗的能量。除满负荷设置外，将新VALVETRONIC 的作用与直接喷射发动机节省燃油的效果相似。但不直接喷射汽鲜空气吸入受节气门的发时通常要克油发定义需要进行废气再处理的缺点。服节气门施加的进气阻力。在VALVETRONIC 发的进气过程中，节气门几乎一直完全开启。负荷闭时刻实现。通过进气门关VALVETRONIC装置和可变凸轮轴由变气门行程装置（双 VANOS）构成，因此可以任意选择进气门关闭时刻。与通过节气门负荷的传统发相比，进气装置内出现真空状态。就是说为在仅在进气侧气门行程，而凸轮轴则在整个进气装置内产生真空而消耗能量。通过降低进气过程中的功率损失可提高效率。进气门关闭后会在气缸内

8、产生真空。超过活塞下止点 后重新产生为此所需的功。进气和排气侧进行。只有满足以下条件时才能进行免节气负荷：l 进气门的气门行程l 以及进气和排气凸轮轴的凸轮轴能够进行曲轴箱通风时需要进气装置内 小真空。为此需要稍稍调整节气门。?最进行可变结果：。=>可自由选择进气门的持续开启时间。34系统概览N12 VALVETRONIC结构变气门行程装置VALVETRONIC 在很大程度上执行节气门的功能。 为此， 除双 VANOS 外还需要使用一种式。变气门行程方1 N12 发的气缸盖索引说明索引说明2固定架9排气门411进气凸轮轴气门导管6排气凸轮轴13伺服电机57气门间隙补偿器（HVA），排14

9、偏心轴气5滚子式气门压杆12进气 HVA3中间推杆10进气门1扭转弹簧8气门弹簧6系统组件N12 VALVETRONIC系统结构功能概览变气门行程可通过 气门机构内的附加部件实现。主要是伺服电机、偏心轴、固定架、中间推杆和扭转弹簧。1 N12 发VALVETRONIC索引说明索引说明210固定架（滑块）斜台4滚子式气门压杆12进气门6排气 HVA14伺服电机8进气 HVA16涡轮伺服电机（14）安装在气缸盖侧面。伺服电机进行调节后无需特别锁止偏心轴，因为蜗杆传用于调节偏心轴（15）。伺服电机的蜗杆（13） 嵌入安装在偏心轴上的蜗轮（16）内。构具有足够的自锁能力。77排气门15偏心轴5排气凸轮

10、轴13蜗杆3进气凸轮轴11中间推杆1扭转弹簧9滚子式气门压杆偏心轴扭转可使固定架（2）上的中间推杆（11）朝进气凸轮轴（3）方向移动。但由于中间推 杆也靠在进气凸轮轴上，因此滚子式气门压杆（4）相对于中间推杆的位置会发生变化。中 间推杆的斜台（10）朝伺服电机方向移动。凸轮轴旋转和凸轮向中间推杆移动使中间推杆 上的斜台发挥作用。斜台推动滚子式气门压杆， 从而使进气门（12）继续向下运行。进气门因 此继续开启。中间推杆（11）可改变进气凸轮轴（3）与滚子式气门压杆（9）之间的传动比。在满负荷 位置时，气门行程和持续开启时间达到最大值。在怠速位置时，气门行程和持续开启时间达到 最小值。由于怠速时的

11、最小气门行程非常小，因此必 须确保气缸进气均匀分布。所有气门的开启程 度必须相同。因此滚子式气门压杆和相关中间推杆分为不同 等级。通过标记出的参数可区分不同等级的部 件。在同一个气缸上始终安装相同等级的部件。 通过在出厂前分配滚子式气门压杆和中间推杆这样可使一个发所有中间推杆的运行曲线公差都保持在 7 µm 以内。就是说，处于安装状态时气门机构部件的所有公差之和保持在0.02 mm 以内。对于滚子式气门压杆来说，要测量 HVA 元件支点与滚子中心之间的距离。对于中间推杆来 说要测量斜台。滚子式气门压杆和中间推杆的等级：发滚子式气门压中间推杆等级 杆等级生产时要测量气门行程均匀分布的偏

12、差。使用直列式发时，通过热膜式空气质量流量计和比较冷测试期间所有气缸的空气流量。 需要计算出所有气缸的平均值以及与平均值的 最大差值。超出规定限值时就会进行校正。需 要时可以安装另一个等级的一对滚子式气门压 杆和 / 或中间推杆，从而使气门行程保持在允许公差范围内。这对滚子式气门压杆和 / 或中间推杆可能与其它滚子式气门压杆和 / 或中间推杆的等级不同。分解气门机构时必须确保要将所有部件都安装到原来的位置。否则可能造成气缸进气分可确保在最小气门行气缸也能均匀进气。为了对部件进行分级，必须精确测量部件。根 据测量结果为部件分级并将等级参数标记在部 件上。布不均匀。分布不均匀的结果是发稳定。?运转

13、不8N12562 N12 发的最小气门行程3 N12 发的最大气门行程9机械机构VALVETRONIC I功能VALVETRONIC I 首次应用于 BMW N42 发。其中间推杆上还装有连接偏心轴的滑动轴承。气门行0.3 mm 至 9.7 mm。下图展示了 VALVETRONIC 的调节范围。可看到进气侧的变气门行程（B）调节范围和 VANOS（A） 调节范围。在 300 ms 内由最小气门行程调节至最大气门行程。偏心轴在此过程中旋转 170°。气门应用于 N42 发的VALVETRONIC I 是首次批量使用的变气门机构。可显著降低负荷较低情况下的换气损失。 这种优势会随着负荷的

14、增加而逐渐减弱。VALVETRONIC 还了冷起动特性。采用VALVETRONIC II 后进一步了 VALVETRONIC 的特性，进气门行程可减至0.18 mm，最大气门行程增至9.9 mm。行程本身无法进行免节气负荷。为此需要结合使用 VANOS，该装置可调节气门关闭时刻。4 N42 发的最小气门行程105 VALVETRONIC 是 VANOS 和变气门机构进行调节的共同作用索引说明索引说明UT下止点5点火时刻2B排气门关闭气门行程调节范围3进气门关闭P111进气门打开AVANOS 调节范围OT上止点4排气门打开通过 VALVETRONIC进气门（气门行程这种效果有助于实现最佳混合气形

15、成过程。下1 mm关闭时刻），从而使“进气门关闭”时燃烧室内到达理想的混合气质量。随后在封闭 气缸内的进一步膨胀和接下来的压缩过程几乎图展示了气门行气进气情况。时的混合气混合都产生能量损耗。与此相关的换气优势随着负荷的增大而不断减 弱。满负荷时，换气优势为零。负荷较小时开启时间必须非常短，这一点只有通过大比例减 小气门行程才能实现。这样会使气门开启横截 面减小，看起来好像会影响节流效果。但事实表明，气门间隙处的进气速度由大约 50 m/s提高至 300 m/s以上，气流整个气门均匀。6 通门间隙进气12下图展示了流式发达到最大气门行的燃油分布情况。燃油分布不均匀且油滴相对较大说明怠速运转期间燃

16、烧情况不理想。8 - 气门行程较小时的燃油分配除这些优势外，混合气形成过程也非常稳定，即使在最低温度下，也能用节流式发的一半燃油量进行动。7 达到最大气门行的燃油分配尤其在负荷较低时，可明显感觉到没有节流 作用。耗油量最多可减少 20 %。负荷越高， 节油潜力越低。以理想配比的空燃比（l = 1） 运行时，平均可节省燃油大约 10 %。 满负荷时，VALVETRONIC 没有任何优势，因为满下图展示了相同负荷情况下的混合气行程过程，但使用了 VALVETRONIC ，因此气门行1 mm。此时的混合状态非常均匀。气门行程较小时气流气门均匀，因此混合气在燃烧室内的分布情况非常好。由于进气速负荷时会

17、达到最大气门行程，传统发气门会完全打开。?的进度非常高且气门间隙内的差非常大，因此油滴减小。这样可以达到很好的混合气形成效果并减小功率输出波动以及 HC排放量。和 Nox13为 kJ/dm3，转速为 rpm。下图展示了与传统负荷况。时相比的节油情所示负荷9 - 耗油量特性曲线索引说明索引说明 索引说明2VALVETRONIC 发通过直接在气缸上进行负荷的响应特性。与通过节气门进行了发不同，空，而是通气不必首先吸入进气集和进过 VALVETRONIC 在没有任何延迟的情况下直接影响气缸进气。10 VALVETRONIC 发的响应特性143节流式发1扭矩（%）1负荷2转速VALVETRONIC I

18、I功能11 N12 发的气缸盖索引说明索引说明2气门8中间推杆410滚柱轴承扭转弹簧6偏心轴12蜗轮原理而言，VALVETRONIC II就负荷与通过进一步整体效果。进和排气动态性能提高了VALVETRONIC I 相同。主要区别是：后继研发的成果：l 通门机构内的滚柱轴承减小摩擦。l 提高发l 提高发动力性效率l 中间推杆的导向更准确。l 气门机构的移动质量减少了 13 %。l 降低尾气排放值。了进气门的行程范围。最大行程增至9.9 mm， 而更重要的是最小行程降至了0.18 mm。l155偏心轮11伺服电机3偏心轮9固定架（滑块）1凸轮轴7滚子式气门压杆这些结果强化了典型的 MINI 发达

19、到最小气门行，蜗轮（2）靠在挡块（1） 上。因此通过机械方式限制最小气门行程。如下图所示，最大气门行程也通过一个机械挡 块来限制。特性：l 发最大转速 6500 rpml 比输出功率 55.1 kW/l扭矩约 100.1 Nm/ll 比发l 通过显著提高气门度并优化传动件的摩擦情况，了响应特性l 与基于 NEFZ（新欧洲行驶循环）的前一代相比，CO2 排放量减少了 10 % 以上l 满足世界上最严格的排放限值要求。偏心轴端部挡块13 靠在最大挡块处的偏心轴为了识别出机械挡块，可在挡块之间执行挡 块限位程序。此时会将偏心轴由零行程调节到满行程。只有当发电子系统在发起动时识别到不序。也可由数值时，

20、才会执行挡块限位程系统触发挡块限位程序。?12 靠在最小挡块处的偏心轴 索引说明2蜗轮161挡块定相通过 变气门机构 VALVETRONIC II 可以非常迅速、准确地调节扭矩。通过所谓的定相可为气门下部行程范围内的调 整提供支持。此时某一气缸的进气门同步开启 最大 0.2 mm。从该行程起气门 1 开始超前。因此气门 2 稍稍延迟开启，并在行程大约为6 mm 时赶上气门 1。随后两个气门继续同步开启。定相通同形状实现。缸偏心轴上两个偏心轮的不这种开启特性有助于气体进入气缸。通过保持 较小的进气门开启横截面，可在进气量不变的 情况下显著提高流速。与燃烧室上部区域的几 何形状配合，该流速有助于吸

21、入的混合气更有 效地混合。14 - 进气门行程曲线 索引说明2满负荷时的最大气门行程4进气门 26怠速时的最小气门行程175进气门 13负荷（%）1气门行程（mm）电气系统气门行程单元由发管理系统气门行程。为了获得所需动力，需要很高的电流强度。因为了确保 VALVETRONIC运行，需要新型电子组件。这些新组件包括气门行程单元（VALVETRONIC II 的气门行程单元集成在发管理系统内）、伺服电机和偏心轴传感器。 节气门执行新的任务，出现VALVETRONIC 故障时负责确保紧急运行。此，在 VALVETRONIC 发上对负责执行气门行程单元的任务是电机，以便根车灯功能的单元进行适配，以免

22、车内和车据发单元的指令调节偏心轴。外照明装置亮度不稳定。伺服电机由带有整流器的直流电机负责调节偏心轴。通进行最大调节时，伺服电机的电流可到达 40 A。过改变电机转动方向和节拍进行相应调节。时间对偏心轴偏心轴传感器偏心轴传感器（3）将偏心轴位置给数字式发电子系统（DME）。 其测量角度范围为 180°。偏心轴传感器按磁阻效应原理工作：附近磁场 更改位置时，铁磁导体就会改变自身的电阻。为此偏心轴上装有一个带有磁铁的磁轮（1）。偏心轴旋转时， 这些磁铁的磁力线就会穿过传感器内的导磁材料。由此产生的电阻变化通过发单元换算为气门行程。必须用一个非磁性固定螺栓（2）将磁定在偏心轴上，否则传感器

23、无法正常工作。?15 偏心轴传感器和偏心轴上的磁轮 索引说明2固定螺栓偏心轴传感器测量偏心轴转角，从而为调节功 能提供实际参数。183偏心轴传感器1磁轮发单元发管理系统包含有气门行程的特性曲实现最佳燃烧效果所需的残余气体量只能通过线。用于确定所需气门行程的主要信息是驾驶排气凸轮轴节，因为进装置（排气 VANOS）进行调内没有产生回流的低压。员通过踏板传递的负荷要求。系统根据输入数据确定气缸额定进气量。额定进气量被换算为气门行程和正时时间范 围。通过这些因素计算出进气门的关闭时刻。由发管理系统VANOS程。行节气门VALVETRONIC下任务：l 燃油箱通风l 曲轴箱通风l 应急运行发仍需要节气

24、门完成以发管理系统根据特性曲线进行怠速调节。在起动过程中也可以根据特性曲线通过节气门进行怠速调节。发达到运行温度时，在大约 60 s 后切换到非节气模式（节气门完全打开）。但在寒冷的冬季，发以节气门全开起动，因为这有利于发起动。?l 催化转换器加热通过节气门可调节到大约 50 mbar 的进低压。为了确保燃油箱通风和曲轴箱通风，需要达到该提供参考基准。进内有一个传感器VALVETRONIC 出现故障时会尽量调节至最大气门行程，并由节气门负责负荷。1920服务信息N12 VALVETRONIC通门机构负荷免节气负荷进行曲轴箱通风时需要进气装置内真空。为此需要稍稍调整节气门。?定义最小只有满足以下

25、条件时才能进行免节气负荷控制：l 进气门的气门行程此处的服务信息内容可查阅“简介”部分。VALVETRONIC装置和可变凸轮轴由变气门行程l 以及进气和排气凸轮轴的凸轮轴能够装置（双 VANOS）构进行可变结果：。成，因此可以任意选择进气门关闭时刻。仅在进气侧气门行程，而凸轮轴则在=>可自由选择进气门的持续开启时间。?进气和排气侧进行。21系统组件系统结构功能概览由于怠速时的最小气门行程非常小，因此必 须确保气缸进气均匀分布。所有气门的开启程 度必须相同。因此滚子式气门压杆和相关中间推杆分为不同 等级。通过标记出的参数可区分不同等级的部件。在同一个气缸上始终安装相同等级的部件。通 过在出

26、厂前分配滚子式气门压杆和中间推杆可 确保在最小气门行程时气缸也能均匀进气。?分解气门机构时必须确保要将所有部件都 安装到原来的位置。否则可能造成气缸进气分 布不均匀。分布不均匀的结果是发动机运转不稳定。?此处的服务信息内容可查阅“系统组件”部分。机械机构VALVETRONIC I尤其在负荷较低时，可明显感觉到没有节流 作用。耗油量最多可减少 20 % 。负荷越高， 节油潜力越低。以理想配比的空燃比（l = 1） 运行时，平均可节省燃油大约 10 %。 满负荷时，VALVETRONIC 没有任何优势，因为满负荷时会达到最大气门行程，传统发动机的进 气门会完全打开。?VALVETRONIC II为

27、了识别出机械挡块，可在挡块之间执行挡 块限位程序。此时会将偏心轴由零行程调节到 满行程。只有当发动机电子系统在发动机起动 时识别到不可信数值时，才会执行挡块限位程序。也可由诊断系统触发挡块限位程序。?22电气系统偏心轴传感器节气门通过节气门可调节到大约 50 mbar 的进低压。为了确保燃油箱通风和曲轴箱通风，需要达到该提供参考基准。进内有一个传感器VALVETRONIC 出现故障时会尽量调节至最大气门行程，并由节气门负责负荷。发管理系统根据特性曲线进行怠速调节。在起动过程中也可以根据特性曲线通过节气门进行怠速调节。发达到运行温度时，在大约 60 s 后切换到非节气模式（节气门完全打开）。但在

28、寒冷的冬季，发以节气门全开起动，因为这有利于发起动。?1 偏心轴传感器和偏心轴上的磁轮 索引说明2固定螺栓必须用一个非磁性固定螺栓（2）将磁定在偏心轴上，否则传感器无法正常工作。?233偏心轴传感器1磁轮24总结N12 VALVETRONIC要点下表总结了有关 VALVETRONIC 发的重要信息。基该表以概要形式复习所学内容，学员可再次检查对本信息内容的掌握程度。日常理论和实际应用中的要点。VALVETRONIC 是第一个出现在市场上的变气门调节系统。VALVETRONIC 通常由进气门可变气门行程装置和双产生的损失。VANOS与传统发。通过 VALVETRONIC 可减小换相比，平均可减少

29、损失约 10 %。VALVETRONIC 在很大程度上执行节气门的功能。因此除双VANOS 外，需要进行变气门行程。变气门行程可通门机构内的附加部件实现。主要是伺服电机、偏心轴、固定架、中间推杆和扭转弹簧。应用于 N42 发的 VALVETRONIC I 是首次批量使用的变气门机构。在负荷较低情况下可显著降低换气损失。这种优势会随着负荷的增加而逐渐减弱。VALVETRONIC 还了动特性。采用 VALVETRONIC II 后进一步了 VALVETRONIC 的特性，进气门行程可减至 0.18 mm， 最大气门行程增至 9.9 mm。25机械机构系统结构结构简介为了确保 VALVETRONIC 运行，需要新型电子元件。这些新组件包括气门行程单元（VALVETRONIC II 的气门行程单元集成在发管理系统内）、伺服电机和偏心轴传感器。节气门执行新的任务，出现 VALVETRONIC故障时负责确保紧急运行。26电气系统测验问题N12 VALVETRONIC问题目录本章将对您所学的知识进行检测。请回答下列有关 VAL