VVT系统工作原理培训20121024.pptx

浙江大行科技有限公司VVT系统工作原理金敏建2012.10.24浙江大行科技有限公司课程目录1发动机的分类2VVT系统简述3VVT系统的组成4VVT系统的功能5VVT系统的工作原理6VVT系统的失效模式与检测7Q&A浙江大行科技有限公司一、发动机的分类p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。浙江大行科技有限公司p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：转子发动机平置平置转子转子浙江大行科技有限公司p按照进气系统是否采用增压方式分类浙江大行科技有限公司p按冷却方式分类p按气门数分类两气门两气门多气门多气门浙江大行科技有限公司p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 浙江大行科技有限公司二、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浙江大行科技有限公司三、VVT系统的组成浙江大行科技有限公司VVT的类型和组成链轮目标轮压铸转子压铸定子 凸轮接头衬套锁销凸轮销回位弹簧定子螺栓(4)螺纹销油封(8)螺纹销(2)罩板锁销弹簧锁销座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:浙江大行科技有限公司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。进油滤网出油滤网（2）O形圈13.82.4阀塞OCV弹簧O形圈15.82.4前轭铁导向塞组合外壳组件O形圈15.82.4包塑组件衔铁组件O形圈13.81.9后轭铁导向塞组合阀体浙江大行科技有限公司四、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%）；浙江大行科技有限公司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。浙江大行科技有限公司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。浙江大行科技有限公司VVT系统分类及特点浙江大行科技有限公司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。工况气门策略怠速时减小气门重叠，防止气流向进气侧回流，保证怠速稳定轻负载区减小气门重叠，确保发动机的稳定性中负载区增大气门重叠，降低泵气损失，提高内部EGR率，降低油耗，减小NOxHC高负载中转速区加快进气气门关闭时机，提高效率，提高低中速力矩高负载高转速区减缓进气气门关闭时机，提高体积效率，提高最高输出功率低温时气门重叠将为最小，防止气流向进气侧回流，降低油耗，保证快怠速稳定启动时气门重叠将为最小，防止气流向进气侧回流，提高启动性不同工况下气门策略浙江大行科技有限公司出力性能出力性能ICIC进角进角体积效率提高体积效率提高 气门重叠角大气门重叠角大扫气改善扫气改善 气门重叠角大气门重叠角大泵气损失减小泵气损失减小ICIC进角进角高压缩比化高压缩比化油耗油耗ICIC迟角迟角体积效率提高体积效率提高出力性能出力性能EOEO迟角迟角高膨胀比化高膨胀比化ICIC迟角迟角泵气损失减小泵气损失减小ECEC迟角迟角内部内部EGREGR增大增大 油耗油耗 及及 排放排放 ICIC迟角迟角低压缩比化低压缩比化 爆震抑制，点火提前角进角爆震抑制，点火提前角进角油耗油耗 气门重叠角小气门重叠角小内部内部EGREGR减小减小 无气门重叠角无气门重叠角起动燃油减少起动燃油减少 燃烧稳定，油耗降低，冷态起动时排燃烧稳定，油耗降低，冷态起动时排 放减少。放减少。油耗油耗 及及 排放排放 VVT在发动机的作用浙江大行科技有限公司五、VVT系统的工作原理OCV工作动画VVT工作动画浙江大行科技有限公司 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：控制OCV阀驱动VVT相位信号计 算 VVT实际角度VVT目 标角度计算发动机转速发动机负荷VVT角度差值诊断,判断是否允许VVT动作PID控制参数发动机转速机油温度等PID控制得到占空比输出PWM波形浙江大行科技有限公司OCV控制阀油孔浙江大行科技有限公司移相器内部腔体前进腔后退腔浙江大行科技有限公司后退方向调整动作浙江大行科技有限公司供油进角油腔充油迟角油腔回油泄油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。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稳定在某一角度时供油孔被堵塞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。浙江大行科技有限公司浙江大行科技有限公司前进方向调整动作说明浙江大行科技有限公司供油进角油腔回油迟角油腔充油泄油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定子频繁撞击产生噪声及可靠性问题，转子中的锁销会弹出到链轮中的锁销孔中，使定子与转子刚性连接在一起。浙江大行科技有限公司浙江大行科技有限公司六、VVT系统的失效模式与检测类型故障故障可能原因发动机或VVT系统可能出现状况采取措施信号反馈相位信号错误相位传感器损坏发动机不能正常工作，VVT工作紊乱更换传感器线束线路故障发动机不能正常工作，VVT工作紊乱检查线束凸轮轴信号块端面不平或间隙过大发动机不能正常工作，VVT工作紊乱更换凸轮轴、检查传感器间隙VVT锁死销解除不良衬套或弹簧失效VVT工作不正常更换VVT内部泄露量大油封失效VVT工作不稳更换VVTOCV滑阀不作动电气故障VVT不作动更换OCV滑阀卡死VVT不作动更换OCV滑阀不回位弹簧失效VVT工作不正常更换OCV油路堵塞油道中有杂质VVT工作不正常清洗油道，更换滤清器及滤网机油压力低机油泵失效VVT工作不正常更换机油泵浙江大行科技有限公司七、Q&A1.VVT系统的主要功能有哪些？2.VVT系统由哪些主要的部件构成？3.我司产品是VVT系统的哪些部件？