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发动机新技术:VTC系统提升20%功率

时间:2023-10-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:VTC令气门重叠时间更加精确,保证进、排气门的最佳重叠时间,可将发动机功率提高20%。VTC系统的导入,使气门的配气相位能够“智能化地”适应发动机负荷的改变。VTC的作用是在发动机运转过程中配合VTEC系统的作用,主要运用在以下三个方面。在此区域内,VTC系统停止作用,此时气门重叠角最小,由于VTEC的作用,产生强大的涡流,从而使发动机怠速工作稳定。燃油蒸气被临时存储在EVAP活性炭罐内,直到从活性炭罐净化后输送至发动机进行燃烧。

发动机新技术:VTC系统提升20%功率

1.可变气门正时系统

可变气门正时系统主要包括VTEC和i-VTEC系统,具体如下。

(1)VTEC系统VTEC系统的全称是可变气门正时和升程电子控制系统,是本田的专有技术,它能随发动机转速、负荷、冷却液温度等运行参数的变化,而适当地调整配气正时和气门升程,使发动机在高速、低速下均能达到最高效率

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图1-1 低速工作模式

在VTEC系统中,其进气凸轮轴上分别有三个凸轮面,分别顶置摇臂轴上的三个摇臂,当发动机处于低转速或者低负荷时,三个摇臂之间无任何连接,进气主摇臂和进气辅摇臂分别顶动两个进气门,使两者具有不同的正时及升程,以形成低速工作模式(图1-1)。此时中间的高速摇臂不顶动气门,只是在摇臂轴上做无效的运动。当转速不断提高时,发动机的各传感器将监测到的负荷、转速、车速以及冷却液温度等参数送到ECM/PCM中,ECM/PCM对这些信息进行分析处理。当需要变换为高速工作模式时(图1-2),ECM/PCM就发出一个信号打开摇臂轴控制电磁阀(VTEC电磁阀),使压力机油进入摇臂轴内顶动VTEC切换活塞,使三只摇臂连接成一体,使两只气门都按高速模式工作。当发动机转速降低到气门正时需要再次变换时,ECM/PCM再次发出信号,打开VTEC电磁阀,使压力机油泄出,气门再次回到低速工作模式。

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图1-2 高速工作模式

(2)i-VTEC系统i-VTEC系统是在VTEC系统的基础上,增加了一个称为VTC(Variable Timing Control,可变正时控制)的装置——一组进气门凸轮轴正时可变控制机构,即i-VTEC=VTEC+VTC。此时,排气阀门的正时与开启的重叠时间是可变的,由VTC控制。

VTC系统由VTC作动器、VTC油压控制阀、各种传感器以及ECM/PCM组成,如图1-3所示。VTC作动器、VTC油压控制阀可根据ECM/PCM的信号产生动作,使进气凸轮轴的相位连续变化。VTC令气门重叠时间更加精确,保证进、排气门的最佳重叠时间,可将发动机功率提高20%。

VTC系统的导入,使气门的配气相位能够“智能化地”适应发动机负荷的改变。VTC的作用是在发动机运转过程中配合VTEC系统的作用,主要运用在以下三个方面。

1)最佳怠速/稀薄燃烧区域。在此区域内,VTC系统停止作用,此时气门重叠角最小,由于VTEC的作用,产生强大的涡流,从而使发动机怠速工作稳定。

2)最佳油耗、排气控制区域。在此区域内,VTEC发挥作用,产生强大的涡流,从而使可燃混合气混合更加均匀,同时VTC的作用使气门重叠角加大,将部分废气重新吸入气缸,起到了EGR的作用,以此达到最佳油耗和排气控制。

3)最佳转矩控制区域。在此区域内,通过VTC的控制,以最适当的气门重叠角,同时配合VTEC系统的作用,使得发动机的输出转矩最大限度地提高。

2.电子节气门控制系统

电子节气门控制系统由节气门电动机、节气门位置(TP)传感器A/B、加速踏板位置(APP)传感器A/B、电子节气门控制系统(ETCS)控制继电器及ECM/PCM组成,如图1-4所示。

电子节气门控制系统主要运用节气门位置传感器感知节气门的开度,并通过位于车辆内部的加速踏板位置(APP)传感器A/B信号协同操作,来调节吸入气缸中的空气量。

3.进气歧管调节控制系统

进气歧管调节控制系统主要用来调节发动机功率,它通过打开和关闭进气歧管调节(IMT)作动器来实现控制,如图1-5所示。

工作时,当IMT阀关闭时,发动机低速运转时转矩较高;当IMT阀打开时,发动机高速运转时的转矩较高。进气歧管调节阀作动器包括一个测试IMT阀位置,并将该信号发送至ECM/PCM的传感器。

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图1-3 i-VTEC系统结构与工作原理

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图1-4 电子节气门控制系统结构与工作原理

4.废气再循环控制系统

废气再循环控制系统采用电控EGR系统,它主要由EGR阀、EGR阀位置传感器、EGR管以及发动机控制单元(ECM/PCM)组成,如图1-6所示。

EGR阀工作时,ECM/PCM根据存储器内的不同条件下理想的EGR阀开度控制EGR阀,EGR阀位置传感器检测EGR阀的开度,并将信号送至发动机控制单元(ECM/PCM),ECM/PCM将此开度与根据输入信号计算出的理想开度进行比较,如有不同,将减小EGR阀的电流,减小施加到EGR阀的真空度,使EGR再循环的废气量改变。

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图1-5 进气歧管调节控制系统结构与工作原理

5.燃油蒸发排放控制系统

燃油蒸发排放控制系统采用电控EVAP系统,它主要由EVAP双通阀、EVAP活性炭罐、EVAP活性炭罐净化阀、EVAP管以及ECM/PCM组成,如图1-7所示。它的作用在于尽量减少排入大气的燃油蒸气。燃油蒸气被临时存储在EVAP活性炭罐内,直到从活性炭罐净化后输送至发动机进行燃烧。

6.曲轴箱强制通风系统

如图1-8所示,曲轴箱强制通风系统(PCV)主要由PCV软管、PCV阀组成。一般PCV软管一条接通空气滤清器至气门室盖,另一条接通PCV阀至进气歧管。

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图1-6 废气再循环控制系统结构与工作原理

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图1-7 燃油蒸发排放控制系统结构与工作原理

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图1-8 曲轴箱强制通风系统结构与工作原理

PCV阀由柱塞式阀门和弹簧构成,位于进气歧管的一侧,进气歧管的真空度决定了PCV阀的开闭及开启的程度,而PCV阀的开闭及开启的程度又决定了窜气混合气被重新吸入进气歧管参加燃烧的数量。

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