VVT機構工作原理說明

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VVT機構工作原理說明

4A9ENGVVT結構及工作原理說明報告人：林義2023年1月22日

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VVT機構工作原理說明

目錄1、VVT機構概述2、VVT機構原理3、4A9ENGVVT機構說明4、4G69ENGMIVEC機構介紹5、QA

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一、VVT機構概述VVT是VariableValveTiming縮寫，中文意為發(fā)動機“可變氣門正時〞技術。1960年代起，工程師們開始致力于這項技術的研究。1982年的阿爾法羅密歐Spider2.0是最早采用VVT技術的量產(chǎn)車，最終由豐田在1993年進行推廣。目前這項技術已在各車廠廣泛使用，如本田的VTEC、iVTEC、;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等也逐漸開始使用。在這些VVT技術中，又分成兩類，一類是以豐田的VVT為代表的改變氣門開啟時間的技術；另外一類是以本田的VTEC為代表的改變氣門升程的技術。在單VVT的基礎上，各車廠又提出雙VVT技術，分別控制發(fā)動機的進氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)，目前豐田的卡羅拉，皇冠，銳志等車型均采用此技術。最終，本田、豐田在各自的可變氣門正時技術基礎上借Page:3用對方技術，推出了i-VTEC及VVTL-i。

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二、VVT機構原理1、氣門提前角、滯后角及氣門重疊角氣門提前角進氣門或排氣門在上止點或下止點前開啟，所對應的曲軸轉角被稱為氣門提前角。氣門滯后角進氣門或排氣門在上止點或下止點后到關閉時所對應的曲軸轉角被稱為氣門滯后角。氣門重疊角在上止點范圍內(nèi)，進氣門和排氣門同時開啟，期間所對應的曲軸轉角就是氣門重疊角。Page:4

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TDC

膨脹行程3發(fā)動機旋轉方向

排氣行程4

進氣行程1提前狀態(tài)(最大重疊角)

壓縮行程2

氣門升程輪廓

滯后狀態(tài)(回位:最小重疊角)

重疊角

360

540排氣門開

720,0進氣門開

180

360

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應用策略

相位調(diào)理示意圖介紹1983-現(xiàn)在歐洲/亞洲固定相位可變定時DI

典型收益功率/扭矩改善怠速排放物燃油經(jīng)濟性

進氣2位置小幅度調(diào)理(8to15cam)

XETDC

X

IBDC

進氣連續(xù)可變大幅度調(diào)理(20to30cam)

1995

DI

XToyotaVVTi1997ETDC

X

X

X

IBDC

排氣連續(xù)可變大幅度調(diào)理(20to30cam)FordZetecE

DE

XITDCBDC

X

X

進排氣等相位調(diào)理[單凸輪]連續(xù)可變大幅度調(diào)理(20to30cam)

200X

DEI

X

X

日產(chǎn)ETDC

I

進排氣獨立相位調(diào)理連續(xù)可變大幅度調(diào)理(20to30cam)

DE

DI

1996BMWE

XITDC

X

X

X

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2、VVT機構控制原理發(fā)動機可變氣門正時技術(VVT,VariableValveTiming)原理是：ECU根據(jù)發(fā)動機曲軸位置傳感器、進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定儲存在ECU內(nèi)部的參數(shù)值進行對比計算。而后

將計算出的修正參數(shù)信號發(fā)送與OCV,OCV根據(jù)ECU信號調(diào)理OCV閥閥芯的位置，也就是改變液壓流量，把提前、滯后、保持不變等信號以油壓方式反饋至VVT相位控制器的不同油道上。通過調(diào)整凸輪軸轉動角度從而達到調(diào)整進氣(排氣)的量，和氣門開合時間，角度。使進入的空氣量達到最正確，提高燃燒效率。

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控制閥

目標輪

凸輪軸位置傳感器

圖中：電信號液壓路線

相位器

油路

ECU曲軸位置傳感器

機油泵Page:8

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三、4A9VVT機構結構1、凸輪軸相位器(VVTVariableValveTimingActuator)

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螺栓

齒輪

鎖銷襯套外殼

墊片葉輪

密封刮片

工作原理：當發(fā)動機由低速向高速轉換時，ECU控制OCV閥將機油壓向進氣凸輪軸驅動齒輪內(nèi)的小渦輪，在壓力的作用下，小渦輪就相對于齒輪殼旋轉一定的角度，從而使凸輪軸在25度范圍內(nèi)向前或向后旋轉，從而改變進氣門開啟的時刻，達到連續(xù)調(diào)理氣門正時的目的。。Page:10

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2、機油控制閥(OCV)

工作原理：根據(jù)ECU提供的控制信號，也就是電流信號，OCV線圈中產(chǎn)生磁場，在磁場的作用下，鐵芯頂著滑芯向磁場強的方向移動；當磁場強度變?nèi)鯐r，彈簧反方向推動滑芯移動。Page:11

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回油

供給

FROMVVT進角油口

TOVVT遲角油口

氣門延遲開啟Page:12

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泄漏流量

供給

泄漏流量

由于滑閥與閥套之間存在間隙，當進角與遲角油口被滑閥關閉時，還有微量機油從供給泄漏到回油口Page:13

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供給

回油

TOVVT進角油口氣門提前開啟Page:14

FROMVVT遲角油口

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3、VVT協(xié)同使用說明

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4、VVT使用的優(yōu)點運行狀態(tài)怠速時VVT的作動與效果減小氣門重疊，防止氣流向進氣側回流。保證怠速穩(wěn)定減小氣門重疊。確保發(fā)動機的安定性增大氣門重疊，降低泵氣損失,提高內(nèi)部EGR率。降低油耗，減小NOxHC加快進氣氣門關閉時機，提高體積效率。提高低中速力矩減緩進氣氣門關閉時機，提高體積效率。提高最高輸出功率氣門重疊將為最小，防止氣流向進氣側回流。降低油耗，保證怠速穩(wěn)定氣門重疊將為最小，防止氣流向進氣側回流。提高啟動性

輕負載區(qū)

中負載區(qū)高負載中轉速區(qū)高負載高轉速區(qū)低溫時

啟動時

①:中低速區(qū)域的力矩增大10%以上(實現(xiàn)良好駕駛性能)

②:怠速時降低發(fā)動機轉速變動幅度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%)Page:16

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VVT有無時的發(fā)動機性能比較

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四、MIVEC機構說明MIVEC機構是在SOHC四氣門發(fā)動機上設置的在低速時使兩個進氣門升程存在高度差,而高速時兩個進氣門升程加大的凸輪切換機構.在發(fā)動機低速工況時,

依靠兩個進氣門的升程差來加強缸內(nèi)混合氣的滾動,并因更充分的燃燒來達到降低排放,減少油耗,提高扭矩的目的;在發(fā)動機高速工況時,通過增加進氣門的開啟時間及升程,使發(fā)動機因進氣量增加而獲得更高的動力輸出.排放狀態(tài)項目輸出油耗(冷啟動)降低內(nèi)部EGR率使燃燒穩(wěn)定○○○加強缸內(nèi)混合氣滾動使燃燒穩(wěn)定○○低速低升程降低磨擦損失○減少掃氣量使體積效率增加○利用排氣沖量使體積效率增加○高速利用高進氣升程使體積效率增加○

排氣

中升