链条张紧式凸轮轴正时调节

可变配气相位技术可以根据发动机转速和工况不同进行调节,使得发动机在高速和低速下都能获得理想的进气和排气效率。

链条张紧式凸轮轴正时调节,链条张紧式凸轮轴正时调节机构,通过改变凸轮轴链条的张紧度从而改变配气正时。该机构只能对凸轮轴进行调节。该机构由凸轮轴调节阀、调节活塞、链条张紧器滑块、止动销等组成,如图6-15所示。

叶片式凸轮轴正时调节装置,叶片式凸轮轴调节装置安装在每个需要调节的凸轮轴上,与凸轮轴链轮组合在一起。调节器由转子、定子、油压分配器阀门、弹簧锁销等组成。转子焊接在进气凸轮轴上,定子直接作用在控制链条上,分配器阀门用一个带左旋螺纹的螺钉固定在凸轮轴上。

发动机控制单元使用空气流量计和发动机转速传感器的信号作为用来计算所需要调整的主信号,除此之外,还将冷却液温度传感器的信号作为修正信号,将霍尔传感器信号作为识别到进气凸轮位置的反馈信号。调节器的位置由凸轮轴调节的电磁阀门来确定,是由发动机控制单元通过一个脉冲宽度的调制信号进行控制的停车后,调节器就锁定在延后位置上,这个功能通过弹簧锁销来实现。当发动机油压超过0.5bar1bar=10Pa)时便会解锁。调节系统组成及节器结构如图6-16所示

丰田VVTi系统利用油压来调节进、排气凸轮轴的转角,使气门正时得到优化。VVT-i系统部件主要包含可以调节凸轮轴转角的控制器和凸轮轴正时控制阀,如图6-17所示。控制器由凸轮轴正时链条驱动的外壳和固定在凸轮轴上的叶片组成。凸轮轴正时控制阀由发动机ECT的占空比控制,控制着流向控制器提前或延迟侧的油压。

发动机ECU根据发动机转速、进气量、节气门位置和冷却液温度来计算出各种运行条件下的最佳气门正时,使用凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器信号用来计算实际气门正时,并进行反馈控制以达到预定的目标气门正时。丰田VVT-i控制系统组成如图6-18所示。

由发动机ECU所控制的凸轮轴正时控制阀将油压作用于气门正时提前侧的叶片室,使进气凸轮轴向气门正时的提前方向旋转。

延迟由发动机ECU所控制的凸轮轴正时控制阀将油压作用于气门正时延迟侧的叶片室,使进气凸轮轴向气门正时的延迟方向旋转。

保持发动机ECU根据具体的运作参数进行处理,并计算出目标气门正时角度,当达到目标气门正时以后,凸轮轴正时机油控制阀通过关闭油道来保持油压,以保持当前的气门正时状态。

丰田VVTL-i(智能可变气门正时和升程)系统,VVTi系统只改变气门正时,VVTL系统在此基础上增加了改变气门升程的控制机构。VVTL4系统的基本结构和运作与VVT4系统基本相同但采用了能转换两个不同升程量的凸轮装置,用于改变气门的升程。VVTL-i系统的特殊部件是用于VVTL-i系统的凸轮轴正时调节阀、凸轮轴和摇警,如图6-22所示

VVTL-i系统的运作和VVTi系统近似相同。不同点在于VVTL-系统的凸轮转换机构,发动机ECU依据冷却液温度传感器和曲轴位置传感器传来的信号,作为参数进行处理,并利用凸轮轴正时调节阀(用于VVTL)在两个凸轮之间进行转换控制,如图6-23所示。

凸轮轴正时调节阀(用于VVTL)打开回油口,油压不能作用在凸轮的转换机构上[图6-24(a)1。油压没有作用在锁销上,因此,弹货将锁销推到未锁定方向。在这种情况下,垫块丧失互顶作用,这时由凸轮(低-中速用)提升气门[图6-24(6)]

高转速时的调节机油控制阀关闭回油口,以使油压作用于凸轮转换机构的高速用凸轮上[图6-25(a)]此时如图6-25(b)所示,在摇臂内部,油压将锁销推到垫块的下方,以使垫块作用于摇臂。所以,在凸轮低-中速用)推下(作用于)滚子之前,凸轮(高速用)已先作用于摇臂,这时由凸轮(高速用)推动气门提升气门升程。

本田i-VTEC可变气门正时和升程技术,本田i-VTEC可变气门正时和升程技术,采用三根摇臂和三个凸轮。通过三根摇警的分离与结合,来实现高低角度凸轮的切换发动机低负荷时,三根摇臂处于分离状态,此时由低升程凸轮驱动摇警,压开气门,气门升程较小。当发动机处于高负荷时,三根摇臂通过卡销连接在一起,高升程凸轮先于低升程凸轮推开气门,此时气门升程较大,如图6-26所示。

宝马Valvetronic电子气门调节系统宝马Valvetronic可变气门是具有进气门升程控制功能的气门驱动系统,发动机进气完全由无级变进气门升程控制。在发动机转速最低时,进气门将随后开启以改善急速质量及平稳性。发动机处中等转速时,进气门提前开启以增大转矩并允许废气在燃烧室内进行再循环,从而减少废气的排产当发动机处于高转速时,进气门开启将再次延迟,从而发挥出最大功率。宝马Valvetronic电子气门节系统的气门机构如图6-27所示,气门组结构如图6-28所示,VANOS调节单元及电磁阀如图6-29用示,VANOS调节单元及电磁阀油路如图6-30所示。

AVS可变气门升程系统,通过排气凸轮轴上的电子气门升程切换以及进气和排气凸轮轴上的可变气门正时,可实现对每个会缸气体交换的优化控制。较小的凸轮轮廊仅用于低转速。AVS原理示意图如图6-31所示。

此功能有以下好处

1)优化气体交换。

2)防止废气回流到之前的气缸

3)入口打开时间更早,填充程度更佳

4)通过燃烧室内的正压差减少余气

5)提升响应性。

3)在较低转速和较高增压压力下达到更高的扭矩

为了在排气凸轮触上两个不前的气门升程之向相互切换,此马轮轴有四个可移动的色轮等《带有内花键如图6-32所录。每个凸轮件上都装有两对凸轮,其色轮升程是不同的。通过电执行器对朔种升程进行切换。电执行器接合每个凸轮体上的滑动槽,并移动色轮轴上的凸轮件。每个凸轮件有两个执行粤用手在两种升程之闻来回切换。

凸轮轴中的弹簧加载式球体将凸轮件锁定在其各自的端部位置。凸轮轴的滑动槽和轴向推力轴承会限制凸轮件的移动。因为设计包含了凸轮轴上的一对凸轮,所以滚轮摇警棘爪的接触面更窄小。在两个执行器(气缸1~4的排气凸轮执行器A和B)的辅助下,每个凸轮件在排气凸轮轴上的两个切换位置之间被来回推动。每个气缸的一个执行器切换到更大的气门升程,另一个执行器切换到更小的气门升程,如图6-33所示。

每个执行器由发动机控制单元的接地信号启动,通过主继电器提供电压,执行器的电流消耗约为3A.低发动机转速范围下的凸轮轴位置如图6-34所示。为了使这个负载范围内的气体交换性能更佳发动机管理系统通过凸轮轴调节器将进气凸轮轴提前,将排气凸轮轴延迟。气门升程切换至更小的排凸轮轮廓,而且右侧执行器移动金属销,它接合滑动槽,并将凸轮件移至小凸轮轮廓。

气门沿着较小的气门轮廓上下移动。两个小凸轮的位置在某种程度上是交错的,确保气缸的两个排气门的开启时间是错开的。这两项措施会导致在废气被从活塞中排到涡轮增压器中时,废气气流的脉动减小,从而可在低转速范围内达到较高的增压压力,如图6-35所示。

部分负载和全负载下的凸轮轴位置如图6-36所示。

驾驶员使车辆加速,并从部分负载改变为全负载。气缸内的气体交换必须适应更高的性能需求。

发动机管理系统通过凸轮轴调节器将进气凸轮轴提前,将排气凸轮轴延迟。为达到最佳的气缸填充性能排气门需要最大的气门升程。为了达到此目的,左执行器被启动,由左执行器移动其金属销。

金属销通过滑动槽将凸轮件移向大凸轮,排气门以最小的升程打开和关闭。

凸轮件也通过凸轮轴中的弹簧加载式球体被固定在此位置,如图6-37所示。

滚轮摇臂棘爪在大凸轮上运行,大行程开启largestrokeopen,部分负载和全负载下的凸轮轴位置。