家用轎車發動機新技術之一VVT--Variable Valve Timing

現在汽車發動機都包含有各種各樣的新技術,以實現節能減排的目的。今天我們來了解一下新技術之一發動機可變氣門正時技術(VVT,Variable Valve Timing) ,是通過控制進氣門開啟角度提前和延遲來調節進氣量,以達到低轉速進氣,減少油耗,高轉速進氣大,增加動力的最終目的。由於低排、省油、高功,近些年來,VVT 技術被廣泛應用於現代車上。在國外,VVT 技術已成為較成熟的新興技術。

家用轎車發動機新技術之一VVT--Variable Valve Timing

不同的發動機工況(轉速、負荷、溫度等),要求不同的配氣相位。因為當發動機工況(如轉速)改變時,由於進氣流速和強制排氣時期的廢氣流速也隨之改變,因此在氣門晚關期間利用氣流慣性增加進氣和促進排氣的效果將會不同。

VVT系統會隨發動機工況不同而調整其特性以滿足發動機不同性能需求。例如:

停機、起動怠速工況:配氣相位最小,起動性好,怠速穩定燃油經濟性好。

低負荷工況:配氣相位略提前,保證發動機運轉平穩。

中等負荷工況:配氣相位比較大,提高燃油經濟性,控制排放。

中低轉速、高負荷工況:配氣相位最大,增大扭矩。

高速、高負荷工況:配氣相位略提前,增大功率及扭矩。

低溫環境工況:配氣相位最小,高怠速穩定,燃油經濟性好。

帶VVT發動機燃油經濟性效果十分顯著。一般情況下低速扭矩提高5~10%,高速功率提高5~8%,HC 排放降低25%MAX,燃油經濟性提高1~3%。

家用轎車發動機新技術之一VVT--Variable Valve Timing

VVT控制控制策略圖

家用轎車發動機新技術之一VVT--Variable Valve Timing

ECU 解算出發動機各工況下所需氣門正時,與同凸輪位置傳感器傳回的凸輪位置比較,向OCV 閥發出作動信號,通過油路VVT 改變凸輪軸的相對角度,以滿足氣門正時目標值的要求根據各傳感器的信號反饋,ECU 計算出最優化的目標配氣相位,對OCV 發出指令,調節凸輪相位。目標配氣相位減去實際配氣相位得到控制誤差,通過一定的算法對系統閉環控制,工作原理如下圖:

家用轎車發動機新技術之一VVT--Variable Valve Timing

佔空比為0%/斷電狀態OCV的栓閥處於最右端位置,後退油路供油,前進油路洩油–VCP處於回位狀態。

家用轎車發動機新技術之一VVT--Variable Valve Timing

佔空比為100%-OCV的栓閥處於最左端位置,前進油路供油,後退油路洩油,VCP處於前進狀態。

家用轎車發動機新技術之一VVT--Variable Valve Timing

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