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5. 可变气门正时系统(VVT)
可变气门正时系统(图5-9)的作用是通过调整凸轮轴的位置,提前打开进气门或推迟打开排气门,以提供适合发动机运转工况的最佳气门正时。该系统可提高发动机燃油经济性并减少废气排放。
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图5-9 丰田VVT-i可变气门正时系统
如图5-10所示,正时调节器由正时链条驱动的外壳和与进气或排气凸轮轴相连的叶片组成。凸轮轴通过两个叶片式调节器来调整。两个凸轮轴在气门的“提前打开”和“滞后打开”方向都可以进行连续调节。
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图5-10 正时调节器的结构
丰田VVT-i系统的工作原理如图5-11所示,系统根据发动机工况控制进气凸轮轴。机油控制阀利用来自发动机电控模块(ECM)的占空比信号来控制滑阀,这可使液压施加到正时调节器的提前侧或延迟侧。达到目标正时后,机油控制阀将保持在中间位置以保持气门正时。来自进气和排气凸轮轴提前或延迟侧油道的机油压力使VVT-i控制器的叶片沿圆周方向旋转,以持续改变进气门和排气门正时。发动机停机时,锁销将进气凸轮轴锁止至最大延迟端,排气凸轮轴锁止至最大提前端,以确保发动机正常起动。
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图5-11 丰田VVT-i系统的工作原理
大众1.8L TFSI发动机的凸轮轴调节机构如图5-12所示。该调节机构的调节阀(机油控制阀)安装在调节器前端的发动机壳体上。通过调节进气凸轮,可将其调整到相对曲轴30°~60°的角度。
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图5-12 大众1.8L TFSI发动机的凸轮轴调节机构
发动机控制单元(ECU)根据空气流量传感器和发动机转速传感器的信号来计算所需调整的主信号。除此之外,还将冷却液温度传感器信号作为修正信号进行评价,霍尔传感器信号用来检测进气凸轮的实际位置。
调节器的位置由用于调节凸轮轴的电磁阀来确定,并由ECU通过一个脉冲宽度的调制信号来控制。
停车后,调节器就锁定在延后位置上,该功能是通过一个弹簧锁销实现的。该系统在机油压力达0.5bar(50kPa)时解锁。
在发动机转速超过1800r/min和有负荷要求的情况下,ECU会改变进气凸轮轴的位置,并提前开启气门,以优化喷油正时。