VVT可變氣門正時系統(tǒng)的作用與工作原理圖解

1.VVT作用原理VVT是Variable Valve Timing的英文縮寫，中文含義是可變氣門正時。傳統(tǒng)發(fā)動機的凸輪軸凸輪位置是固定不變的，它與發(fā)動機曲軸的相位保持同步，即進氣門與排氣門之間的開啟和關閉角度(正時)是不變化的，因此，最佳的低轉速氣門正時難以同時獲得最佳的高轉速性能，也就是說，無法兼顧怠速穩(wěn)定性、低轉速扭矩輸出和高轉速輸出的需求。

為了解決發(fā)動機在高轉速和低轉速區(qū)間對于氣門正時的不同要求，采用一種可變氣門正時(VVT)系統(tǒng)，其液壓執(zhí)行機構(VVT相位器)安裝在凸輪軸前端，通過電控液壓方式來改變凸輪軸相對于曲軸的相位，使氣門正時提前或者延遲。VVT相位器與凸輪軸總成如下圖所示。目前，絕大多數汽油機都安裝了各種類型的VVT系統(tǒng)，特別對于排放標準較高的發(fā)動機，都配置雙VVT機構(進、排凸輪軸都帶VVT相位器)。

實際上，VVT系統(tǒng)是針對不同工況需求，通過改變氣門重疊角來達到相應技術指標的，總體來說，具有以下優(yōu)點：

(1)進、排氣凸輪軸相位可調，通過調控來增大氣門重疊角，增加發(fā)動機進氣量。

(2)減小殘余廢氣系數，提高充效率。

(3)提高發(fā)動機功率與扭矩，有效升燃油經濟性。

(4)明顯改善怠速穩(wěn)定性，從而獲得舒適性，降低排放。

2.VVT作用原理

VVT控制過程比較復雜，氣門重疊角的調整時機與角度必須與工況需求相對應，在控制過程中，還需要在運行穩(wěn)定性、動力性、經濟性、排放指標等方面進行調配和取舍。

一般來說，VVT控制目標及效果如下表所示。VVT系統(tǒng)工作時需要滿足一些基本的條件，如發(fā)動機系統(tǒng)無故障，包括正時機構、油路和電器元件等。當發(fā)動機控制模塊進行VVT控制時，需要滿足發(fā)動機啟動后運行時間、發(fā)動機轉速、水溫、油溫、蓄電池電壓等必要條件。

與VVT系統(tǒng)功能相關的部件及機構，如凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器故障、發(fā)動機正時機構、VVT執(zhí)行元件(機油控制閥、相位器)等，都必須是正常的。

按照VVT電磁閥(OCV)的布局形式，可以將VVT機構分為側置式和中置式兩大類。側置式是指VVT電磁閥安裝在氣缸蓋的側部，中置式是指VVT電磁閥安裝在VVT相位器(VCT)的軸心。

從功能的角度來看，這兩類VVT機構沒有顯示的區(qū)別，都能夠實現(xiàn)相應的VVT功能。但從結構和技術層級的角度來看，中置式VVT機構的工作效能更高。針對國六發(fā)動機而言，這兩類VVT都能夠應用，具體情況取決于品牌及供應商的設計方案。

3.中置式VVT機構

有數據表明，側置式VVT機構在工作過程中，機油的消耗量較大，約為中置式VVT機構的2倍，這就會導致機油泵負荷加大，消耗更多的燃油，排放也會有所增加。因此，從而這個角度來看，中置式VVT技術更為先進，可降低機油耗約1%，相應的油耗和排放也會有所改善。

(1)VVT相位器

兩個VVT相位器分別與各自的凸輪軸及正時鏈條相連接。VVT相位器殼體設有鏈齒，其內部的轉子與凸輪軸相連。因此，在液壓作用下，轉子能夠相對于VVT殼體轉動某個角度，從而實現(xiàn)氣門正時調節(jié)功能。VVT相位器不可互換，殼體有標識記號。

(2)VVT電磁閥

VVT電磁閥既是VVT機構的液壓滑閥，也是VVT相位器的安裝螺栓。通常來說，進、排氣的VVT電磁閥在外觀和結構方面沒有差別，可以互換使用，但要注意，反復拆裝有可能造成螺紋損傷。為了防止內部油道泄漏，VVT電磁閥拆裝若干次后應做更換處理。

(3)VVT電磁鐵

VVT電磁鐵安裝在進、排氣凸輪軸鏈輪側鏈輪室罩蓋上，它們接收發(fā)動機控制模塊的指令信號，對VVT電磁閥進行控制，從而實現(xiàn)氣門正時調控功能。