VVT系統(tǒng)工作原理培訓(xùn)(20121024)

1、浙江大行科技有限公司VVT系統(tǒng)工作原理金敏建2012.10.24浙江大行科技有限公司課程目錄發(fā)動(dòng)機(jī)的分類(lèi)VVT系統(tǒng)簡(jiǎn)述VVT系統(tǒng)的組成VVT系統(tǒng)的功能VVT系統(tǒng)的工作原理VVT系統(tǒng)的失效模式與檢測(cè)Q&A浙江大行科技有限公司一、發(fā)動(dòng)機(jī)的分類(lèi)p 按使用燃料的不同分類(lèi)汽油機(jī) 轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量小，噪音小，起動(dòng)容易，制造成本低。柴油機(jī) 壓縮比大，熱效率高CNG發(fā)動(dòng)機(jī) 壓縮天然氣的主要成分是甲烷，充分燃燒后生成二氧化碳和水，非常環(huán)保。LPG發(fā)動(dòng)機(jī) 液化石油氣具有熱值高、熱效率高，燃燒充分的特點(diǎn)?；旌先剂习l(fā)動(dòng)機(jī) 同時(shí)使用電、氣、液其中兩種燃料的發(fā)動(dòng)機(jī) 。浙江大行科技有限公司p 按氣缸排列方式分類(lèi)L：直列

2、 V：V型排列W：W型排列H：水平對(duì)置發(fā)動(dòng)機(jī)R：轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)平置平置轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子浙江大行科技有限公司p 按照進(jìn)氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類(lèi)浙江大行科技有限公司p 按冷卻方式分類(lèi)p 按氣門(mén)數(shù)分類(lèi)兩氣門(mén)兩氣門(mén)多氣門(mén)多氣門(mén)浙江大行科技有限公司p 按市面上比較有代表的技術(shù)來(lái)分VVT發(fā)動(dòng)機(jī) TCI發(fā)動(dòng)機(jī) DI發(fā)動(dòng)機(jī) 浙江大行科技有限公司二、VVT系統(tǒng)簡(jiǎn)述VVT是Variable Valve Timing縮寫(xiě)，中文意為發(fā)動(dòng)機(jī)“可變氣門(mén)正時(shí)”技術(shù)。1960年代起，工程師們開(kāi)始致力于這項(xiàng)技術(shù)的研究。1982年的阿爾法羅密歐Spider 2.0是最早采用VVT技術(shù)的量產(chǎn)車(chē)，最后由豐田在1993年進(jìn)行推廣。 目前這項(xiàng)技術(shù)

3、已在各車(chē)廠廣泛使用，如本田的VTEC、i-VTEC、；豐田的VVT-i；日產(chǎn)的CVVT；三菱的MIVEC；鈴木的VVT；現(xiàn)代的VVT；起亞的CVVT等也逐漸開(kāi)始使用。在這些VVT技術(shù)中，又分成兩類(lèi)，一類(lèi)是以豐田的VVT為代表的改變氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)間的技術(shù)；另外一類(lèi)是以本田的VTEC為代表的改變氣門(mén)升程的技術(shù)。在單VVT的基礎(chǔ)上，各車(chē)廠又提出雙VVT技術(shù)，分別控制發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)，目前豐田的卡羅拉，皇冠，銳志等車(chē)型均采用此技術(shù)。 最終，本田、豐田在各自的可變氣門(mén)正時(shí)技術(shù)基礎(chǔ)上借用對(duì)方技術(shù)，推出了i-VTEC及VVTL-I浙江大行科技有限公司三、VVT系統(tǒng)的組成浙江大行科技有限公司VVT的類(lèi)型

4、和組成鏈輪目標(biāo)輪壓鑄轉(zhuǎn)子壓鑄定子 凸輪接頭襯套鎖銷(xiāo)凸輪銷(xiāo)回位彈簧定子螺栓 (4)螺紋銷(xiāo)油封 (8)螺紋銷(xiāo) (2)罩板鎖銷(xiāo)彈簧鎖銷(xiāo)座VVT的類(lèi)型有很多，有鏈條式，葉片式等。目前葉片式應(yīng)用比較普遍，其結(jié)構(gòu)如下:浙江大行科技有限公司OCV組成及功能OCV：Oil Control Valve 機(jī)油控制閥，是VVT工作的控制元件，它從ECU獲得占空比信號(hào)，柱塞推動(dòng)滑閥，控制機(jī)油推動(dòng)VVT葉片轉(zhuǎn)動(dòng)到最佳氣門(mén)正時(shí)位置。并且在發(fā)動(dòng)機(jī)停止時(shí)，在彈簧力的作用下保持在最遲角位置。進(jìn)油濾網(wǎng)出油濾網(wǎng)（2）O形圈13.82.4閥塞OCV彈簧O形圈15.82.4前軛鐵導(dǎo)向塞組合外殼組件O形圈15.82.4包塑組件銜鐵組件O

5、形圈13.81.9后軛鐵導(dǎo)向塞組合閥體浙江大行科技有限公司四、VVT系統(tǒng)的功能中低速區(qū)域的力矩增大10%以上（實(shí)現(xiàn)良好駕駛性能）；怠速時(shí)降低發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變動(dòng)幅度（怠速穩(wěn)定）；油耗最大改善4.8%；改善排放性能（Nox排出量最大降低40% ）；浙江大行科技有限公司配氣相位一般發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣門(mén)的氣門(mén)正時(shí)，在任何轉(zhuǎn)速與負(fù)荷時(shí)，都是在固定位置開(kāi)閉，例如發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門(mén)正時(shí)規(guī)格是6 BTDC、40 ABDC、3l BBDC與9 ATDC時(shí)，表示進(jìn)氣門(mén)在上止點(diǎn)前6 打開(kāi)，下止點(diǎn)后40 關(guān)閉；排氣門(mén)在下止點(diǎn)前31 打開(kāi)，上止點(diǎn)后9 關(guān)閉，由于進(jìn)氣門(mén)早開(kāi)、排氣門(mén)晚關(guān)，產(chǎn)生了進(jìn)排氣門(mén)同時(shí)開(kāi)啟的現(xiàn)象，相應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角就叫氣

6、門(mén)重疊角。浙江大行科技有限公司VVT的最基本作用就是通過(guò)驅(qū)動(dòng)凸輪軸相對(duì)于曲軸旋轉(zhuǎn)，從而改變氣門(mén)重疊角，獲得最佳的進(jìn)氣量，使發(fā)動(dòng)機(jī)輸出當(dāng)前工況點(diǎn)的最佳功率和扭矩。浙江大行科技有限公司VVT系統(tǒng)分類(lèi)及特點(diǎn)浙江大行科技有限公司發(fā)動(dòng)機(jī)在不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下，對(duì)氣門(mén)正時(shí)的要求是不同。傳統(tǒng)的凸輪軸在所有工況下只有一個(gè)固定的氣門(mén)正時(shí)，也就是在特定工況下才能發(fā)揮較佳性能。而VVT可以在一定范圍內(nèi)改變氣門(mén)正時(shí)，基本可以適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)的所有工況正時(shí)要求。工況氣門(mén)策略怠速時(shí)減小氣門(mén)重疊，防止氣流向進(jìn)氣側(cè)回流，保證怠速穩(wěn)定輕負(fù)載區(qū)減小氣門(mén)重疊，確保發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定性中負(fù)載區(qū)增大氣門(mén)重疊，降低泵氣損失，提高內(nèi)部EGR率，降低油耗，

7、減小NOxHC高負(fù)載中轉(zhuǎn)速區(qū)加快進(jìn)氣氣門(mén)關(guān)閉時(shí)機(jī)，提高效率，提高低中速力矩高負(fù)載高轉(zhuǎn)速區(qū)減緩進(jìn)氣氣門(mén)關(guān)閉時(shí)機(jī)，提高體積效率，提高最高輸出功率低溫時(shí)氣門(mén)重疊將為最小，防止氣流向進(jìn)氣側(cè)回流，降低油耗，保證快怠速穩(wěn)定啟動(dòng)時(shí)氣門(mén)重疊將為最小，防止氣流向進(jìn)氣側(cè)回流，提高啟動(dòng)性不同工況下氣門(mén)策略浙江大行科技有限公司出力性能出力性能ICIC進(jìn)角進(jìn)角體積效率提高體積效率提高 氣門(mén)重疊角大氣門(mén)重疊角大掃氣改善掃氣改善 氣門(mén)重疊角大氣門(mén)重疊角大泵氣損失減小泵氣損失減小ICIC進(jìn)角進(jìn)角高壓縮比化高壓縮比化油耗油耗ICIC遲角遲角體積效率提體積效率提高高出力性能出力性能EOEO遲角遲角高膨脹比化高膨脹比化ICIC遲角

8、遲角泵氣損失減小泵氣損失減小ECEC遲角遲角內(nèi)部?jī)?nèi)部EGREGR增大增大 油耗油耗 及及 排放排放 ICIC遲角遲角低壓縮比化低壓縮比化 爆震抑制，點(diǎn)火提前角進(jìn)角爆震抑制，點(diǎn)火提前角進(jìn)角油耗油耗 氣門(mén)重疊角小氣門(mén)重疊角小內(nèi)部?jī)?nèi)部EGREGR減小減小 無(wú)氣門(mén)重疊角無(wú)氣門(mén)重疊角起動(dòng)燃油減少起動(dòng)燃油減少 燃燒穩(wěn)定，油耗降低，冷態(tài)起動(dòng)時(shí)排燃燒穩(wěn)定，油耗降低，冷態(tài)起動(dòng)時(shí)排 放減少。放減少。 油耗油耗 及及 排放排放 VVT在發(fā)動(dòng)機(jī)的作用浙江大行科技有限公司五、VVT系統(tǒng)的工作原理OCV工作動(dòng)畫(huà)VVT工作動(dòng)畫(huà)浙江大行科技有限公司 VVT在工作過(guò)程中，由ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)前工況，結(jié)合相關(guān)的傳感器信號(hào)，發(fā)出控

9、制信號(hào)給OCV(Oil Control Valve)，再由OCV對(duì)VVT油路通道進(jìn)行控制，使正時(shí)帶輪與凸輪軸產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到氣門(mén)早開(kāi)或晚開(kāi)，也就改變了發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)?？刂七壿嬕?jiàn)下圖：控制OCV閥驅(qū)動(dòng)VVT相位信號(hào)計(jì) 算 V V T實(shí)際角度VVT目標(biāo)角度計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷VVT角度差值診斷, 判斷是否允許VVT動(dòng)作PID控制參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速機(jī)油溫度等PID控制得到占空比輸出PWM波形浙江大行科技有限公司OCV控制閥油孔浙江大行科技有限公司移相器內(nèi)部腔體前進(jìn)腔后退腔浙江大行科技有限公司后退方向調(diào)整動(dòng)作浙江大行科技有限公司供油進(jìn)角油腔充油遲角油腔回油泄油當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速及負(fù)荷增加時(shí)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)

10、燃油經(jīng)濟(jì)性及排放要求增加，此時(shí)要求氣門(mén)重疊角增加，進(jìn)氣VVT的相位應(yīng)提前。此時(shí)ECU發(fā)出100%（或較大）的PWM指令，OCV閥的柱塞移動(dòng)，進(jìn)入到CAM PHASER的機(jī)油會(huì)流入到前進(jìn)腔中，后退腔中的機(jī)油開(kāi)始泄掉。在前進(jìn)腔中機(jī)油壓力的作用下，葉片沿凸輪軸旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，凸輪軸因此相對(duì)曲軸旋轉(zhuǎn)，進(jìn)排氣門(mén)重疊角減小。浙江大行科技有限公司浙江大行科技有限公司保持位置浙江大行科技有限公司VVT穩(wěn)定在某一角度時(shí)供油孔被堵塞當(dāng)轉(zhuǎn)子調(diào)整到指定角度時(shí)，ECU向OCV閥發(fā)出50%（或同時(shí)關(guān)閉前進(jìn)/后退腔油路的相應(yīng)）PWM指令，OCV閥中的柱塞相應(yīng)調(diào)整到一特定位置，此時(shí)前進(jìn)腔及后退腔都處于關(guān)閉位置。 由于閥體閥塞存

11、在極小間隙，因此，在關(guān)閉位置時(shí)，仍有微量機(jī)油從供油口泄漏至回油口。浙江大行科技有限公司浙江大行科技有限公司前進(jìn)方向調(diào)整動(dòng)作說(shuō)明浙江大行科技有限公司供油進(jìn)角油腔回油遲角油腔充油泄油當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于怠速時(shí)，需減小進(jìn)排氣重疊角，進(jìn)氣相位應(yīng)處于最遲位置，也就是進(jìn)氣VVT的初始位置。此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)ECU發(fā)出0%（或較小）的PWM指令，使OCV閥中的柱塞處于初始位置，而此時(shí)進(jìn)入CAM PHASER的機(jī)油會(huì)流向后退腔，在機(jī)油壓力的作用下，葉片保持在凸輪軸旋轉(zhuǎn)方向的滯后位置。同時(shí)為了防止凸輪軸的扭矩波動(dòng)導(dǎo)致轉(zhuǎn)子與定子頻繁撞擊產(chǎn)生噪聲及可靠性問(wèn)題，轉(zhuǎn)子中的鎖銷(xiāo)會(huì)彈出到鏈輪中的鎖銷(xiāo)孔中，使定子與轉(zhuǎn)子剛性連接在一起。 浙江大行科技有限公司浙江大行科技有限公司六、VVT系統(tǒng)的失效模式與檢測(cè)類(lèi)型故障故障可能原因發(fā)動(dòng)機(jī)或VVT系統(tǒng)可能出現(xiàn)狀況采取措施信號(hào)反饋相位信號(hào)錯(cuò)誤相位傳感器損壞發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作，VVT工作紊亂更換傳感器線(xiàn)束線(xiàn)路故障發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作，VVT工作紊亂檢查線(xiàn)束凸輪軸信號(hào)塊端面不平或間隙過(guò)大發(fā)動(dòng)機(jī)不能正常工作，VVT工作紊亂更換凸輪軸、檢查傳感器間隙VVT鎖死銷(xiāo)解除不良襯套或彈簧失效VVT工作不正常更換VVT內(nèi)部泄露量大油封失效VVT工作不