汽车发动机VVT系统简介.ppt

* 简介 VVT：Variable Valve Timing 可变气门正时 功能：改变气门正时，有助于提高发动机的功率扭矩，降低油耗， 减少排放。 随着排放法规和油耗指标的日益严格，目前国内外新开发的发动机 VVT基本上是标配。 部分负荷油耗 排放 怠速稳定/油耗 功率/ 扭矩 对发动机性能的影响 相位调节示意图 VVT配置 进/排气VVT （相位连续调节） 进/排气VVT （等相位调节） 排气VVT 进气VVT VVT系统分类及特点 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。不同工况下对气门正时的要求如下： 配气相位 排气行程 排气门开 进气行程 进气门开 压缩和燃烧行程 排气门开 （EO) 排气门关 （EC) 进气门关 （IC) 活塞下死点 （BDC) 活塞上死点 （TDC) 进气门开 （IO) 气门重叠角 （OL) 出力性能 ?IC进角→体积效率提高 ?气门重叠角大→扫气改善 ?气门重叠角大→泵气损失减小 ?IC进角→高压缩比化 油耗 ?IC迟角→体积效率提高 出力性能 ?EO迟角→高膨胀比化 ?IC迟角→泵气损失减小 ?EC迟角→内部EGR增大 油耗 及 排放 ?IC迟角→低压缩比化 爆震抑制，点火提前角进角 油耗 ?气门重叠角小→内部EGR减小 ?无气门重叠角→起动燃油减少 燃烧稳定，油耗降低，冷态起动时排 放减少。 油耗 及 排放 VVT在发动机的作用 VVT系统的组成 VVT系统包括VVT（执行器）、OCV（控制器）。广义上来说，还包括 传感器和油路。 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: 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。 ◆通过控制转子（与凸轮相连）两侧的机油流量使其相对于定子（与定时链轮相连）发生相对旋转，进行相位调节 ◆通过液压控制使转子和定子锁死，保持中间位置 ◆机油由发动机的机油泵经OCV供应. ◆根据曲轴和凸轮轴位置传感器信号， 由控制软件决定转子和定子的相对 位置 VVT的工作原理 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 发动机装备进气VVT，其中VVT为叶片式，可以在一定范围内 连续调节进气相位;OCV为精密耦合件，可以实现精确控制；同时还有专 用的油道，避免了其他部件的干扰；正时轮为皮带传动轮。 OCV技术规格 PWM控制 （Pulse Width Modulation） 250 Hz/最小分解能：16μs 控制方式 800 kPa以下 (低温起动时） 80~600 kPa (通常运行时） 作动油压范围 -30~120℃ （通常运行时） 使用环境温度 150℃ (瞬时) -30~120℃ （通常运行时） 作动油温度 API SJ级 SAE15W—40 作动油 12mH（1kHZ） 电感 7.2Ω（20℃） 线圈电阻 DC 16 V (瞬时) DC 10 ~14.5 V（通常运行时） 使用范围 DC 12 V 额定 OCV端子 间电压 滑阀水平或电磁阀朝上20度范围内 安装位置 内容 项目 OCV控制 供油 进角油腔充油 迟角油腔回油 泄油 供油 进角油腔回油 迟角油腔充油 泄油 VVT稳定在某一角度时 供油孔被堵塞 *