项目三 任务一 可变气门正时控制系统之VVT电磁阀共25页
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vvt电磁阀工作原理
VVT电磁阀(可变气门正时电磁阀)是一种用于控制发动机
进气和排气气门开闭时机的电磁阀。
它是由电磁阀芯、电磁线圈、弹簧和阀体组成。
其工作原理如下:
1. 电磁线圈:当系统供电后,电磁线圈会被电流激活,产生磁力。
2. 弹簧:电磁阀芯上方有一弹簧,它的作用是保持电磁阀关闭状态,在没有电流激活时,弹簧会将电磁阀芯向下推动,使控制腔(供压腔)与缓冲腔(排气腔)之间的通路关闭。
3. 电磁阀芯:电磁阀芯位于电磁线圈和弹簧之间,具有可动的特点。
当电磁线圈被激活时,磁力会克服弹簧力,将电磁阀芯向上推动。
4. 阀体:阀体中有供压腔和排气腔两个房间。
当电磁阀关闭时,供压腔与排气腔之间没有通路,进气和排气气门开闭时机不受控制。
当电磁阀打开时,控制腔与排气腔之间连接,进气和排气气门可以在适当的时机打开和关闭。
通过控制电磁阀的开闭,可以调整发动机气门的开启时机和持续时间,从而实现发动机的可变气门正时(Variable Valve Timing,简称VVT)调节。
这可以提高发动机的燃烧效率,
增加动力输出,降低排放和燃油消耗。
授课主要内容或板书设计教学过程主要教学内容及步骤知识回顾新课引入活动探讨反馈新课讲授多媒体介绍学生思考学生思考并查找实物➢知识回顾➢1、节气门基本设置的目的?不进行基本设置的后果?➢2、何为充气效率?➢3、为何气门重叠角?➢新课引入发动机低速和高速时的进气量一样吗?如果需求不一样,如何来解决?活动1:对照教材、实物、维修手册,分组探讨进气管绝对压力传感器的作用、指出其实车安装位置及常用类型。
一、可变气门正时系统作用VVT系统是一种电控液压运行装置,它通过控制发动机机油所产生的液力来驱动执行器,改变凸轮轴相对于曲轴的角度,即根据发动机工况需求适时控制进排气门打开和关闭时刻。
该系统的主要作用有:1.降低尾气排放;2.增大输出扭矩;3.提高燃油经济性;4.提高怠速稳定性。
二、可变气门正时系统类型1.按照可变气门正时系统调整范围来分:单VVT和DVVT。
思考:两者的区别是什么?单VVT一般安装在进气凸轮轴上,只对进气门的正时进行调整,不调整排气门正时。
而DVVT在进、排气凸轮轴上都安装了气门正时调整系统,分别调整进、排气门的正时。
2.按照对气门正时调整的方式不同来分:可分为非连续可变和连续可变两种。
思考:两者的区别是什么?非连续VVT对门正时的调整是阶梯型调整,并不是连续可变的,不能适时满足发动机在高、低速时对进气量的要求,发动机性能因此收到限制。
连续型可变气门正时系统对气门正时的调整是连续线性的调整,可以满足发动机在不同工况时进气量的要求,目前也是使用最广泛的。
活动2:自学教材,结合维修手册与实物,探讨DVVT的组成及工作原理,能指出其安装位置,各组派代表反馈。
四、DVVT的组成教学过程主要教学内容及步骤介绍引导思考介绍学生反馈,教师总结参照维修手册认识电路1.VVT执行器3.VVT电磁阀四、工作原理1.VVT控制策略ECM通过各种输入信息来计算凸轮轴位置的可变角度,发出合适的PWM占空比信号来控制电磁阀柱塞到达相应位置,切换机油油道,用机油驱动VVT执行器,再由VVT执行器带动凸轮轴到达最佳的目标位置,从而实现最佳的气门正时控制。
3.可变气门正时(VVT技术)由于发动机工作时的转速很高,四冲程发动机的一个工作行程仅需千分之几秒,这么短促的时间往往会引起发动机进气不足,排气不净,造成功率下降。
因此,就需要利用气流的进气惯性,气门要早开晚关,以满足满足进气充足,排气干净的要求。
这种情况下,必然会出现一个进气门和排气门同时开启的时刻,配气相位上称为“重叠阶段”。
重叠持续的相对时程可以用此间活塞运行配气相位的相对角度来衡量,这样就可以抛开转速,把它作为系统的固有特性来看待了。
这种重叠的角度通常都很小,可是对发动机性能的影响却相当大。
那么这个角度多大为宜呢?我们知道,发动机转速越高,每个汽缸一个周期内留给吸气和排气的绝对时间也越短,因此想要达到较好的充气效率,这时发动机需要尽可能长的吸气和排气时间。
显然,当转速越高时,要求的重叠角度越大。
也就是说,如果配气机构的设计是对高转速工况优化的,发动机容易在较高的转速下,获得较大的峰值功率。
但在低转速工况下,过大的重叠角则会使得废气过多的泻入进气岐管,吸气量反而会下降,气缸内气流也会紊乱,此时ECU也会难以对空燃比进行精确的控制,从而导致怠速不稳,低速扭矩偏低。
相反,如果配气机构只对低转速工况优化,发动机的就无法在高转速下达到较高的峰值功率。
所以传统的发动机都是一个折衷方案,不可能在两种截然不同的工况下都达到最优状态。
所以为了解决这个问题,就要求配气相位角大小可以根据转速和负载的不同进行调节,高低转速下都可以获得理想的进气量从而提升发动机燃烧效率,这就是可变气门正时技术开发的初衷。
在低速和怠速工况下,系统缩小进排气时间使得配气相位的重叠角减小,从而改善低速下的扭矩表现,而高速下则适当增加配气相位重叠角以提高提升马力。
发动机可变气门正时技术(VVT, Variable Valve Timing)是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术中的一种,发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充量,使充量系数增加,发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。
可变气门正时技术(VVT)是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术中的一种,发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充量,使充量系数增加,发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。
现代的cvvt也是源自VVT的发动机控制技术。
发动机的气门正时是指气门打开的时间,也就是气门应该在活塞运行到哪个位置的时候打开。
一般我们会感觉,进气门应该在活塞从上止点开始向下运动,进行进气行程的时候打开,在活塞到达下止点完成进气行程的时候关闭;相应的排气门应该是活塞从下止点开始向上运动开始排气行程的时候打开,活塞运行到上止点完成排气行程的时候关闭。
但是,因为空气是有惯性的,它需要一定的反应时间,为了更多的进气和排气,进气门会在活塞向下运动之前打开,并且到达下止点之后才关闭;排气门也是一样,会在活塞向上运动之前打开,到达上止点之后才关闭。
那么我们会发现在活塞到达上止点完成排气行程的时候,也就是进气行程开始之前,会出现进气门和排气门同时打开的现象。
这就是所谓的气门叠加,这个叠加时曲轴转过的角度就气门叠加角。
发动机在其不同的转速范围段,对气门叠加角的需求是不同的,低转速需要较小的气门叠加角,高转速的时候反之,需要较大的气门叠加角。
普遍不带气门正时可变的发动机,是无法同时满足这两个需求的,一般只能采用一个折衷值,那么发动机在高速或者低速的时候运转都不会很舒服。
传统的发动机气门工作状态如下:当发动机处于低转速时,凸轮轴的运转速度较慢,进气速度也相对较慢,气门则保持相对较长的开启时间和较小的开度。
而当车辆在高速路上以120km/h的速度行驶时,发动机的转速则会维持在3000~4000rpm,甚至更高。
这一状态下,气门开闭频率加快,进气速度也加快,虽然进气量大,但气门的开启时间短,使进氧量较少,造成燃烧不完全。
如果在这一传统的发动机配气机构上引入电子控制系统——气门正时控制,那么发动机的工作效率将得到大幅改善。
通过对凸轮轴的改造以及对传感器信号的收集,在低转速时,正时系统可控制凸轮轴使进气门提前开启或延时关闭,以保证气缸在低转速下的进气通畅;高转速时,还可对气门的开度实现适时调整,确保气缸内的燃烧更充分。