VVT系统介绍

高负荷、 中低转速 高负荷、 高转速
增大重叠角 1. 增加“稀释”效应 相位小幅提前 2. 减小泵气损失 1. 提高充气效率 增大重叠角 2. 提高中速段扭矩 相位提前 3. 废气“稀释”量调节到最大，改善排 放
相位滞后 1. 提高充气效率
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配气相位
在正时系统的作用下，气 门开启与关闭的时刻与曲
排气
TDC 0°
进气 叠开角
轴转角的对应关系
540° BDC
180° BDC
做功
360°TDC
压缩
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VVT 系统概述
VVT系统是正时系统或配气系统中的一个单元 调节配气相位
TDC
作功行程 3
发动机旋转方向
排气行程 4
进气行程 1
压缩行程2
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提前状态
滞后状态
重叠角
360°
540°
排气门开
720°,0°
进气门开
180°
360°
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VVT 系统概述
VVT系统的驱动形式分为液压驱动式和电磁驱动式 液压VVT系统的主要形式 正时系统驱动 链条驱动式、螺旋线式、叶片式等
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VVT 系统概述
配气机构驱动
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VVT 系统概述
电磁驱动VVT系统（开发中）
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工作原理
起始（基准）位置
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工作原理
工作位置
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工作原理
保持位置
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工作原理
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控制策略
信号的获取 凸轮轴位置传感器
获取配气相位 获取调节角度的信息
曲轴位置传感器
获取配气相位 获取发动机转速信息
节气门位置传感器
获取发动机的负荷信息
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控制策略
PWM驱动（脉宽控制）（常用）
相位器的动作最终使气门开启和关闭的时刻改变，即配 气相位发生变化
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VVT系统的优越性
1. 内部废气循环 2. 催化器加热 排气可调
排放
进气可调
燃油经济性 扭矩／功率
进排气独立调
舒适性
1. 怠速稳定性
进排气同时调
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工作原理
ECU通过传感器获取发动机转速信号、相位信号和节气 门开度信号，经过逻辑运算发出控制信号，电磁控制阀 根据控制信号驱动相位器工作
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Байду номын сангаасVT 系统概述
叶片式VVT系统零部件
主要包括相位器（左）和电磁控制阀（右） 相位器就本身而言就是正时齿轮，安装在凸轮轴上 电磁阀用来控制相位器内部执行机构的动作
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VVT 系统概述
叶片式VVT系统零部件
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VVT 系统概述
叶片式相位器的内部结构
定子
叶片
转子
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VVT 系统概述
系统工作电压通常为10～16V 占空比通常由128Hz的脉宽来调节 在闭环控制方式中，约15ms执行一次循环
PWM 信号
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电压
10 5 0 0 0.5
通路时间
循 环 周 期 = 1/f （ 频 率 ）
1
1.5
2
1 个循环
占 空 比 = 通 路 时 间 /循 环 周 期
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控制策略
电磁控制阀：断电状态
电磁控制阀：电压与占空比的关系
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流量 (LPM)
5 4 3 2 1 0 0 20 40 60 80 100 占空比 (%)
电压升高 电压降低
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控制策略
电磁控制阀：工作温度的影响
工作温度范围：-30～150℃ 影响因素：材料特性、流量特性
流量(LPM)
温度降低
温度升高
占空比(%)
B
A 泻油孔
供油方向
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控制策略
电磁控制阀：占空比最大状态
B
A
泻油孔
供油方向
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控制策略
电磁控制阀：中等占空比状态
B
A
泻油孔
供油孔阻塞
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控制策略
电磁控制阀：流量与占空比的关系
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流量 (LPM)
5 4 3 2 1 0 0 20 40 60 80 100 占空比 (%)
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控制策略
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控制策略
软件控制流程
PID调节
初始化
实际调节相位
发动机
工作条件
VVT相位器
是 误差 目标相位角 控制器 相位控制算法 （PWM） VVT电磁阀 发动机
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控制策略
VVT-I控制方案
工 况 凸轮轴相位 最小重叠角 相位滞后极限 目 标
冷起动 怠速 停机
中低负荷
1.
2.
改善燃烧稳定性从而改善怠速稳定性， 降低怠速转速 改善燃油经济性
VVT系统介绍
发动机项目 2006年11月9日
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VVT系统介绍
1. VVT系统概述
2. VVT系统的优越性 3. 工作原理 4. 控制策略
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VVT 系统概述
可变气门正时，英文单词为Varible Valve Timing 关于正时系统概念 正时系统的作用
确保曲柄连杆机构运动与配气机构运动间的关系，使气 门开启与关闭时刻与曲轴转角相对应