《智能化凸轮轴相位调节系统》
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排气 进气 排气 进气
5 ・提高进气充填效率
BDC
TDC
BDC
BDC 高
TDC
BDC
基准Timing（启动时） BDC后马上关闭阀门，可防止 气体的回流 → 提高充填效率和扭矩
负 荷
低 低
利用进气的惯性效果使阀门关闭 晚于BDC → 提高充填效率和输出功率 ②内部EGR
发动机转速
・怠速時；内部ＥＧＲ低減
9 ③相位控制时 ⇒ 解除维持
转子进角转动后，锁销 STOPPER不能嵌合，相位可以自 如控制
STOPPER 锁销
HOUSING ROTER
BUSH
SPRING
泄压孔与大气连接
泄压孔与大气连接
泄压孔被堵，会难以受到油压脉动 的影响
4-7．进气CVVT和排气CVVT的差异点
转动 方向
10 在最迟角位置锁销嵌合
进角辅助弹簧
排气CVVT
6.DENSO的OCV种类及特征
滤清器分体型
阀体部 螺线管部
12
特征
结构紧凑
・ 提高电磁效率⇒螺线管小型化
耐用性好
油路
与发动机 的接合面
接头 支架
・高耐热性 ・高耐异物性
低磁滞性
滤清器一体型
滤清器(3处)
・ 电磁回路的最优化设计 ⇒ 防止侧向阻力的增加
油路
阀体部
・对于滤清器分体式OCV来说，需要在OCV与油泵 间的油路中设置滤清器。 ・对于滤清器一体式OCV来说，不需要在油路中设 置滤清器。但与分体式相比，有以下缺点： ①阀体部分较长 ②OCV单体的价格较高
②
材质
Aluminum Resin Steel Aluminum Steel Steel Steel Steel Sinter st eel Steel Sinter st eel Steel
机能
通过油压保持/变换相位 Oil sealing 发挥CHIP SEAL压紧力 通过油压保持/变换相位 成为锁销的颤动面 给与锁销嵌合力 BUSH嵌合启动时，保持相位 锁销嵌合启动时，保持相位 传递Timing chain的驱动力 和Camshaft嵌合 与CVVT紧固连接 为Center bolt的座面/与HOUSING嵌合 组装时决定CVVT的相位
Phase, degCA
W/O check valve (Conventional)
逆止阀
time Phasing wave at operation （Image）
2017-09-06
10．CVVT的零件构成 10-1．DENSO制CVVT的零件构成（GAMMA-MPI别体型）
别体型CVVT （DMNS生产） 别体型OCV （DMNS生产）
3
ALPHA, BETA, GAMMA, KAPPA, THETA, TAU
2000
1500 1000 500 0
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
至今为止，在众多的铝制CVVT的量产实绩中，面向HMC的CVVT的品质投诉件数一 直保持为“0”。
进 气
CVVT
排气CVVT 进气CVVT
阀门 升程 进角 迟角
转动 方向
在最进角位置锁销嵌合
排 气
CVVT
排气
吸气
进角辅助弹簧
进气CVVT 启动・怠速时 排气CVVT
曲轴角
气门重叠角产生（EGR导入）发动机的 起动性以及怠速安定性会恶化
在最迟角位置锁销嵌合 在最进角位置锁销嵌合 进角速度 进角速度 迟角速度 （进角辅助 弹簧）
4
④
⑤
CVVT系统的控制对象 连续控制吸气或排气阀门的开闭时间
气 开 门 传 动 闭
駆動 回路
①CVVT
正时链条
P
凸轮轴链轮 ⑤控制发动 机的ECU 曲轴链轮
排气
进气
可变连续相位 点火
机油泵
油路
BDC TDC BDC TDC
④曲轴位置传感器
4-2．进排气CVVT系统的使用方法和效果
・提高进气充填效率 提高扭矩・出力
Monterrey, Mexico Operation starts mid ‘03
DENSO的海外据点将提供现代汽车支持。
３．DENSO 油圧CVVT量产实绩
DENSO CVVT量产实绩
HMC使用DENSO油压式CVVT的发动机： (万台) 4000 3500 3000 2500
现代 全世界(不含现代)
4-3．CVVT控制机能
发动机转动方向 转子的相对 转动方向
6
进角作动 对于发动机的转动方向 转子在同一方向转动 （开闭时机提前） 开
迟角作动 对于发动机的转动方向 转子在逆方向上转动（开闭时机延迟）
wk.baidu.com
排气 气 门
气门重叠角 闭 BDC TDC
进气
BDC
4-4．CVVT控制的油压作动
进角作动
发动机转动方向 进角油路 SPOOL阀门 进角油压室 遅角油路 OCV
Filter Valve
Al integrated CVVT Conventional CVVT
■改善应答性 ・ 通过追加单向阀来抑制机油逆流、防止相位变换时的位置回位。 ■在CVVT紧固螺栓中追加油阀机能 ・对CVVT紧固到凸轮轴上的螺栓，追加油阀(切换油路)机 能。 ■在油阀内部，通过单向阀追加防止逆流的机能 ・Oil逆流時，由于单向阀关闭，追加了防止逆流的机 能。 40 35 30 W/ check valve 25 20 15 10 5 0 给油
10-2．DENSO制CVVT的零件构成（KAPPA-TGDI一体型）
一体型CVVT （DNKA生产） 一体型OCV （DNJP生产）
17
① ② ③ ⑫ ⑪
零件名
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 HOUSING, VANE CHIP, VANE SEAL SPRING, VANE SEAL ROTOR, VANE SLEEVE, 锁销 GUIDE SPRING, STOPPER 锁销, STOPPER BUSH, STOPPER SPROCKET BOLT, HEX LOBULAR WASHER 锁销, POSITION
DIKR
DNKA
Changwon, Korea Operation since ‘04
DENSO HQ DIIN DNHA DICH DENSO Daian DNMX
DIAM
Székésfehérvár, Hungary Operation starts mid ‘02
Haryana, India CVVT: Start mass production in ’12Daian, Japan Operation since ‘97 Operation since ‘97
7. DENSO制CVVT
roadmap
13
性能
次世代 E-CVVT 小型电动CVVT （E-CVVT）
机能
/
电动CVVT （E-CVVT）
高应答CVVT OCV 一体型CVVT 小型轻量CVVT
LPT-CVVT
油压叶片式 进排气 CVVT 油压叶片式 进气CVVT 铝合金叶片式 CVVT
普通型 超低成本/ 超轻重量
Qr OCV
Spool阀
Qa
CVVT作动速度
Qa
油泵 Qr
进角速度 中間保持控制 高油压 低油压 速度０
Ｐ
通过ECU电流来控制OCV spool阀行程来控制从OCV流向 CVVT的流量、以此来控制CVVT的进角・迟角速度。 CVVT作动速度变成0的地方为中间保持位置。
迟角速度
根据发动机运转条件（油温，油压，转速） 变化 中间保持控制点也会（保持電流）変化
中间锁制结构
执行器的功能强化
发动机的高压缩比
发动机起动前 的相位控制 高响应、高精度 相位控制 发动机起动时 的相位控制
E-CVVT
低油耗
HCCI 稀薄燃烧/均质燃烧 怠速起停技术 混动和轻混
电气化
一体式VCT提供了更高的相位控制范围和使用温度范围。电动式VCT提供了更高的控制灵活 性。
9．一体型CVVT控制阀的构造特征
ECU電流 Ａ
4-6．发动机启动时的相位锁止机能
①发动机启动时（启动后） ⇒ 保证相位锁止 ②相位变换开始时⇒ 顺畅的解除
1.怠速时，油压加压在迟角油压室 2.相位变换时、油压加压在进角油压室 进角油压室 (油压＝０) 迟角油压室 (油压＝０) 3.通过进角室的油压解除锁销 STOPPER ⇒ 开始变换相位
１．DENSO CVVT 的全球事业情况
在CVVT方面、DENSO是全球20多家汽车厂的供应商. Europe Asia America
1
２．DENSO CVVT 海外据点
2
DSUK DNDE
DSFR
DSIT DMHU
DMNS Guangzhou, China
Operation since ‘06
④
⑨ ⑤⑥ ⑦⑧
⑩ ⑧ ⑤ ⑥ ⑦ ④ ①
③
材质
Steel Stainless steel Steel Steel Steel Steel Steel Steel
高 ・内部ＥＧＲ
①排气气门延迟打开
排气 进气
提升燃油经济性 减少废气
BDC
排气
进气
BDC
TDC
BDC
因能减小怠速转 速，可提升燃油经 济性
TDC
BDC
没有气门重叠角， 就没有废气回流， 使燃烧安定。
①高膨胀比→提高输出功率 ②排气气门延迟关 ②让废气再吸入实现EGR效果 闭实现内部EGR 降低燃烧温度 → 减少NOx 未燃HC的再燃焼 → 减少HC ③进气阀延迟关 ③提升进气管压力 闭 减少泵气损失→提升燃油经济性
7
迟角油压室 转子的相对转动方向
Ｐ
油泵
油路
迟角作动
进角油压室
迟角油压室
Ｐ
4-5．CVVT的油压控制
CVVT
采用300Hz振荡電流 的PWM控制 （占空比控制）
8
OCV作动特性
SPOOL阀的 冲程量 300mA
800mA
ECU 控制电流 Ａ
迟角室 进角室
ECU电流 Ａ
流量特性 Qr Qa ECU电流 Ａ
2000
2005
2010
2015
Calendar Year
2020
2025
8. CVVT的新技术动向
发动机的需求 关键因素 实现的功能 CVVT的技术要求
14
DENSO-CVVT
低排放
低排放技术
减少低温时的HC的排放
在低温，低转速时 的相位控制 I-CVVT
阿特金森循环 减少泵气损失
大幅度的相位控制
零件名
SLEEVE, VALVE FILERR, OCV SPRING SPOOL O-ring YOKE SUB-ASSY
材质
Aluminum Stainless steel Steel Steel rubber -
机能
切换油路 防止异物混入 决定Spool位置的负荷特性 切换油路 Oil sealing 发生吸引力的螺线管
16
①② ③
④ ⑨ ⑧⑦ ⑥ ⑤
⑩
⑥
④
③
①
⑤
⑪
零件名
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 HOUSING, VANE CHIP, VANE SEAL SPRING, VANE SEAL ROTOR, VANE SLEEVE, 锁销 GUIDE SPRING, STOPPER 锁销, STOPPER BUSH, STOPPER SPROCKET BOLT, HEX LOBULAR BUSHING, VANE 锁销, POSITION
1. 构造 2.效果
■变换角扩大 ・ 采用3片叶片式来扩大变换角 随着容积减小，相位的波动由单向阀来实现减小。
Valve Lift
Exhaust Intake
15
CVVT
Solenoid Ball check valve
BDC
TDC
BDC
IVC
[ ABDC deg CA ] 0 20 40 60 80
→ 能够实现由韩国据点的直接技术支持，从而实现细致迅速的对应。
→ 从产品的试做到量产都实现DENSO独自开发，从而保证产品的高品质。
４．ＤＥＮＳＯ油压ＣVVＴ介绍
4-1．CVVＴ系统
・CVVT系统的构成部件
① ② ③ ③凸轮位置传感器 CVVT（Continue Variable Valve Timing) ⇒凸轮相位可变控制器 ＯＣＶ（Oil Flow Control Valve） ⇒调整供给CVVT油量的线性阀 凸轮位置传感器 ⇒检测凸轮轴的相位（Timing）的传感器 曲轴位置传感器 ⇒检测发动机转速和曲轴基准位置的传感器 控制发动机的ECU ⇒控制发动机的计算机 气门 排气凸轮轴 进气凸轮轴 ②ＯＣＶ
应答速度
∧
迟角速度
∨
5．DENSO制的进排气CVVT控制阀的构造特征
【构造（主要零件）】
11
进气CVVT
转子叶片 （铝合金） 变换角度
（凸轮轴）
密封条
锁销
衬套 壳体 （铝合金） （中心螺栓） 螺栓 链轮 （凸轮轴轴颈）
【特征】 • 单纯的叶片构造的低成本设计 • 低摩擦损失，实现高响应性 • 小型化和采用铝合金材料，达成轻量化 壳体是高刚性的杯状 • 锁销机构致使发动机启动时保证安静性 • 1997年开始就有市场实绩
5 ・提高进气充填效率
BDC
TDC
BDC
BDC 高
TDC
BDC
基准Timing（启动时） BDC后马上关闭阀门，可防止 气体的回流 → 提高充填效率和扭矩
负 荷
低 低
利用进气的惯性效果使阀门关闭 晚于BDC → 提高充填效率和输出功率 ②内部EGR
发动机转速
・怠速時；内部ＥＧＲ低減
9 ③相位控制时 ⇒ 解除维持
转子进角转动后，锁销 STOPPER不能嵌合，相位可以自 如控制
STOPPER 锁销
HOUSING ROTER
BUSH
SPRING
泄压孔与大气连接
泄压孔与大气连接
泄压孔被堵，会难以受到油压脉动 的影响
4-7．进气CVVT和排气CVVT的差异点
转动 方向
10 在最迟角位置锁销嵌合
进角辅助弹簧
排气CVVT
6.DENSO的OCV种类及特征
滤清器分体型
阀体部 螺线管部
12
特征
结构紧凑
・ 提高电磁效率⇒螺线管小型化
耐用性好
油路
与发动机 的接合面
接头 支架
・高耐热性 ・高耐异物性
低磁滞性
滤清器一体型
滤清器(3处)
・ 电磁回路的最优化设计 ⇒ 防止侧向阻力的增加
油路
阀体部
・对于滤清器分体式OCV来说，需要在OCV与油泵 间的油路中设置滤清器。 ・对于滤清器一体式OCV来说，不需要在油路中设 置滤清器。但与分体式相比，有以下缺点： ①阀体部分较长 ②OCV单体的价格较高
②
材质
Aluminum Resin Steel Aluminum Steel Steel Steel Steel Sinter st eel Steel Sinter st eel Steel
机能
通过油压保持/变换相位 Oil sealing 发挥CHIP SEAL压紧力 通过油压保持/变换相位 成为锁销的颤动面 给与锁销嵌合力 BUSH嵌合启动时，保持相位 锁销嵌合启动时，保持相位 传递Timing chain的驱动力 和Camshaft嵌合 与CVVT紧固连接 为Center bolt的座面/与HOUSING嵌合 组装时决定CVVT的相位
Phase, degCA
W/O check valve (Conventional)
逆止阀
time Phasing wave at operation （Image）
2017-09-06
10．CVVT的零件构成 10-1．DENSO制CVVT的零件构成（GAMMA-MPI别体型）
别体型CVVT （DMNS生产） 别体型OCV （DMNS生产）
3
ALPHA, BETA, GAMMA, KAPPA, THETA, TAU
2000
1500 1000 500 0
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
至今为止，在众多的铝制CVVT的量产实绩中，面向HMC的CVVT的品质投诉件数一 直保持为“0”。
进 气
CVVT
排气CVVT 进气CVVT
阀门 升程 进角 迟角
转动 方向
在最进角位置锁销嵌合
排 气
CVVT
排气
吸气
进角辅助弹簧
进气CVVT 启动・怠速时 排气CVVT
曲轴角
气门重叠角产生（EGR导入）发动机的 起动性以及怠速安定性会恶化
在最迟角位置锁销嵌合 在最进角位置锁销嵌合 进角速度 进角速度 迟角速度 （进角辅助 弹簧）
4
④
⑤
CVVT系统的控制对象 连续控制吸气或排气阀门的开闭时间
气 开 门 传 动 闭
駆動 回路
①CVVT
正时链条
P
凸轮轴链轮 ⑤控制发动 机的ECU 曲轴链轮
排气
进气
可变连续相位 点火
机油泵
油路
BDC TDC BDC TDC
④曲轴位置传感器
4-2．进排气CVVT系统的使用方法和效果
・提高进气充填效率 提高扭矩・出力
Monterrey, Mexico Operation starts mid ‘03
DENSO的海外据点将提供现代汽车支持。
３．DENSO 油圧CVVT量产实绩
DENSO CVVT量产实绩
HMC使用DENSO油压式CVVT的发动机： (万台) 4000 3500 3000 2500
现代 全世界(不含现代)
4-3．CVVT控制机能
发动机转动方向 转子的相对 转动方向
6
进角作动 对于发动机的转动方向 转子在同一方向转动 （开闭时机提前） 开
迟角作动 对于发动机的转动方向 转子在逆方向上转动（开闭时机延迟）
wk.baidu.com
排气 气 门
气门重叠角 闭 BDC TDC
进气
BDC
4-4．CVVT控制的油压作动
进角作动
发动机转动方向 进角油路 SPOOL阀门 进角油压室 遅角油路 OCV
Filter Valve
Al integrated CVVT Conventional CVVT
■改善应答性 ・ 通过追加单向阀来抑制机油逆流、防止相位变换时的位置回位。 ■在CVVT紧固螺栓中追加油阀机能 ・对CVVT紧固到凸轮轴上的螺栓，追加油阀(切换油路)机 能。 ■在油阀内部，通过单向阀追加防止逆流的机能 ・Oil逆流時，由于单向阀关闭，追加了防止逆流的机 能。 40 35 30 W/ check valve 25 20 15 10 5 0 给油
10-2．DENSO制CVVT的零件构成（KAPPA-TGDI一体型）
一体型CVVT （DNKA生产） 一体型OCV （DNJP生产）
17
① ② ③ ⑫ ⑪
零件名
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 HOUSING, VANE CHIP, VANE SEAL SPRING, VANE SEAL ROTOR, VANE SLEEVE, 锁销 GUIDE SPRING, STOPPER 锁销, STOPPER BUSH, STOPPER SPROCKET BOLT, HEX LOBULAR WASHER 锁销, POSITION
DIKR
DNKA
Changwon, Korea Operation since ‘04
DENSO HQ DIIN DNHA DICH DENSO Daian DNMX
DIAM
Székésfehérvár, Hungary Operation starts mid ‘02
Haryana, India CVVT: Start mass production in ’12Daian, Japan Operation since ‘97 Operation since ‘97
7. DENSO制CVVT
roadmap
13
性能
次世代 E-CVVT 小型电动CVVT （E-CVVT）
机能
/
电动CVVT （E-CVVT）
高应答CVVT OCV 一体型CVVT 小型轻量CVVT
LPT-CVVT
油压叶片式 进排气 CVVT 油压叶片式 进气CVVT 铝合金叶片式 CVVT
普通型 超低成本/ 超轻重量
Qr OCV
Spool阀
Qa
CVVT作动速度
Qa
油泵 Qr
进角速度 中間保持控制 高油压 低油压 速度０
Ｐ
通过ECU电流来控制OCV spool阀行程来控制从OCV流向 CVVT的流量、以此来控制CVVT的进角・迟角速度。 CVVT作动速度变成0的地方为中间保持位置。
迟角速度
根据发动机运转条件（油温，油压，转速） 变化 中间保持控制点也会（保持電流）変化
中间锁制结构
执行器的功能强化
发动机的高压缩比
发动机起动前 的相位控制 高响应、高精度 相位控制 发动机起动时 的相位控制
E-CVVT
低油耗
HCCI 稀薄燃烧/均质燃烧 怠速起停技术 混动和轻混
电气化
一体式VCT提供了更高的相位控制范围和使用温度范围。电动式VCT提供了更高的控制灵活 性。
9．一体型CVVT控制阀的构造特征
ECU電流 Ａ
4-6．发动机启动时的相位锁止机能
①发动机启动时（启动后） ⇒ 保证相位锁止 ②相位变换开始时⇒ 顺畅的解除
1.怠速时，油压加压在迟角油压室 2.相位变换时、油压加压在进角油压室 进角油压室 (油压＝０) 迟角油压室 (油压＝０) 3.通过进角室的油压解除锁销 STOPPER ⇒ 开始变换相位
１．DENSO CVVT 的全球事业情况
在CVVT方面、DENSO是全球20多家汽车厂的供应商. Europe Asia America
1
２．DENSO CVVT 海外据点
2
DSUK DNDE
DSFR
DSIT DMHU
DMNS Guangzhou, China
Operation since ‘06
④
⑨ ⑤⑥ ⑦⑧
⑩ ⑧ ⑤ ⑥ ⑦ ④ ①
③
材质
Steel Stainless steel Steel Steel Steel Steel Steel Steel
高 ・内部ＥＧＲ
①排气气门延迟打开
排气 进气
提升燃油经济性 减少废气
BDC
排气
进气
BDC
TDC
BDC
因能减小怠速转 速，可提升燃油经 济性
TDC
BDC
没有气门重叠角， 就没有废气回流， 使燃烧安定。
①高膨胀比→提高输出功率 ②排气气门延迟关 ②让废气再吸入实现EGR效果 闭实现内部EGR 降低燃烧温度 → 减少NOx 未燃HC的再燃焼 → 减少HC ③进气阀延迟关 ③提升进气管压力 闭 减少泵气损失→提升燃油经济性
7
迟角油压室 转子的相对转动方向
Ｐ
油泵
油路
迟角作动
进角油压室
迟角油压室
Ｐ
4-5．CVVT的油压控制
CVVT
采用300Hz振荡電流 的PWM控制 （占空比控制）
8
OCV作动特性
SPOOL阀的 冲程量 300mA
800mA
ECU 控制电流 Ａ
迟角室 进角室
ECU电流 Ａ
流量特性 Qr Qa ECU电流 Ａ
2000
2005
2010
2015
Calendar Year
2020
2025
8. CVVT的新技术动向
发动机的需求 关键因素 实现的功能 CVVT的技术要求
14
DENSO-CVVT
低排放
低排放技术
减少低温时的HC的排放
在低温，低转速时 的相位控制 I-CVVT
阿特金森循环 减少泵气损失
大幅度的相位控制
零件名
SLEEVE, VALVE FILERR, OCV SPRING SPOOL O-ring YOKE SUB-ASSY
材质
Aluminum Stainless steel Steel Steel rubber -
机能
切换油路 防止异物混入 决定Spool位置的负荷特性 切换油路 Oil sealing 发生吸引力的螺线管
16
①② ③
④ ⑨ ⑧⑦ ⑥ ⑤
⑩
⑥
④
③
①
⑤
⑪
零件名
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 HOUSING, VANE CHIP, VANE SEAL SPRING, VANE SEAL ROTOR, VANE SLEEVE, 锁销 GUIDE SPRING, STOPPER 锁销, STOPPER BUSH, STOPPER SPROCKET BOLT, HEX LOBULAR BUSHING, VANE 锁销, POSITION
1. 构造 2.效果
■变换角扩大 ・ 采用3片叶片式来扩大变换角 随着容积减小，相位的波动由单向阀来实现减小。
Valve Lift
Exhaust Intake
15
CVVT
Solenoid Ball check valve
BDC
TDC
BDC
IVC
[ ABDC deg CA ] 0 20 40 60 80
→ 能够实现由韩国据点的直接技术支持，从而实现细致迅速的对应。
→ 从产品的试做到量产都实现DENSO独自开发，从而保证产品的高品质。
４．ＤＥＮＳＯ油压ＣVVＴ介绍
4-1．CVVＴ系统
・CVVT系统的构成部件
① ② ③ ③凸轮位置传感器 CVVT（Continue Variable Valve Timing) ⇒凸轮相位可变控制器 ＯＣＶ（Oil Flow Control Valve） ⇒调整供给CVVT油量的线性阀 凸轮位置传感器 ⇒检测凸轮轴的相位（Timing）的传感器 曲轴位置传感器 ⇒检测发动机转速和曲轴基准位置的传感器 控制发动机的ECU ⇒控制发动机的计算机 气门 排气凸轮轴 进气凸轮轴 ②ＯＣＶ
应答速度
∧
迟角速度
∨
5．DENSO制的进排气CVVT控制阀的构造特征
【构造（主要零件）】
11
进气CVVT
转子叶片 （铝合金） 变换角度
（凸轮轴）
密封条
锁销
衬套 壳体 （铝合金） （中心螺栓） 螺栓 链轮 （凸轮轴轴颈）
【特征】 • 单纯的叶片构造的低成本设计 • 低摩擦损失，实现高响应性 • 小型化和采用铝合金材料，达成轻量化 壳体是高刚性的杯状 • 锁销机构致使发动机启动时保证安静性 • 1997年开始就有市场实绩