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豐田可變氣門正時VVT-iW技術(shù)解析

2021-10-09 20:00:16·  來源：汽車動力總成  
　
VVT是指對發(fā)動機進排氣門的控制。簡單來說，通過機械結(jié)構(gòu)或者電控來實現(xiàn)對汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)的控制，控制分為兩個部分，一是控制氣門的正時；二是控制氣門的升
VVT是指對發(fā)動機進排氣門的控制。簡單來說，通過機械結(jié)構(gòu)或者電控來實現(xiàn)對汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)的控制，控制分為兩個部分，一是控制氣門的正時；二是控制氣門的升程。所以配有VVT系統(tǒng)發(fā)動機的配氣機構(gòu)統(tǒng)稱為可變氣門系統(tǒng)。那么上述由VVT延伸出來的這些發(fā)動機技術(shù)有何"獨家秘笈"呢？

CVVT、DVVT、VVT-i、VVT-iW包括i-VTEC都是在VVT技術(shù)基礎(chǔ)上的延伸， VVT-iW是豐田公司在VVT-i基礎(chǔ)上，對智能可變氣門正時系統(tǒng)的升級，意義為超廣角氣門可變正時系統(tǒng)。也是豐田發(fā)動機實現(xiàn)奧托與阿特金森雙循環(huán)模式。VVT-iW是將原有的VVT-i的控制氣門正時的范圍變大，滿足發(fā)動機工況的更大跨度的需求。因此VVT-iW可以滿足更大排量發(fā)動機對氣門正時的控制，所以VVT-i在很多豐田的低排量自然吸氣發(fā)動機上比較常見，而VVT-iW則是在大家熟悉的D-4 ST 2.0T發(fā)動機的固有技術(shù)，目前豐田增大了VVT-iW雙循環(huán)發(fā)動機的使用范圍。

Type VVT-iW - 兩個凸輪軸均采用單鏈正時驅(qū)動，進氣和排氣凸輪軸鏈輪中帶有葉片轉(zhuǎn)子的可變氣門正時機構(gòu)，進氣調(diào)節(jié)范圍擴大。應(yīng)用于發(fā)動機：6AR-FSE、8AR-FTS、8NR-FTS、2GR-FKS



VVT-iW系統(tǒng)（可變氣門正時-智能寬）允許根據(jù)發(fā)動機工況平滑改變氣門正時。這是通過在 75-80°（曲軸旋轉(zhuǎn)角度）范圍內(nèi)相對于驅(qū)動鏈輪旋轉(zhuǎn)進氣凸輪軸來實現(xiàn)的。
與傳統(tǒng) VVT 相比，擴展范圍主要位于延遲側(cè)。在該方案的第二個凸輪軸上安裝了傳統(tǒng)的 VVT-i 驅(qū)動器。



VVT-i 系統(tǒng)（可變氣門正時 - 智能）允許根據(jù)發(fā)動機工作條件平穩(wěn)地改變氣門正時。這是通過在 50-55°（曲軸旋轉(zhuǎn)角度）范圍內(nèi)相對于驅(qū)動鏈輪旋轉(zhuǎn)排氣凸輪軸來實現(xiàn)的。
進氣 VVT-iW 和排氣 VVT-i的組合作用提供以下效果：
1. 開始（EX - 提前，IN - 中間）。為確保可靠啟動，兩個獨立的鎖銷用于將轉(zhuǎn)子保持在中間位置。
2. 部分負(fù)載（EX - 延遲，IN - 延遲）。允許發(fā)動機通過米勒/阿特金森循環(huán)運行，減少泵送損失并提高燃油效率。
3. 中到高負(fù)載（EX - 延遲，IN - 提前）。提供所謂的內(nèi)部廢氣再循環(huán)，并改善排氣。
VVT-iW 執(zhí)行器

帶有葉片轉(zhuǎn)子的 VVT-iW 執(zhí)行器安裝在進氣凸輪軸上。兩個鎖銷將轉(zhuǎn)子固定在中間位置。輔助彈簧扭矩施加在前進方向，使轉(zhuǎn)子返回到中間位置，以實現(xiàn)可靠的鎖定操作。它提供正常的發(fā)動機啟動，停止在延遲位置。


VVT-iW 執(zhí)行器。1 - 中央螺栓，2 - 輔助彈簧，3 - 前蓋，4 - 轉(zhuǎn)子，5 - 鎖銷，6 - 外殼（鏈輪），7- 后蓋，8 - 進氣凸輪軸。a - 鎖定槽。

機油控制閥集成在中央螺栓中。其中控制油道具有最小長度以在低溫下提供最大響應(yīng)速度和正常響應(yīng)?？刂崎y由VVT-iW電磁柱塞驅(qū)動。


a - 重置，b - 提前室，c - 延遲室，d - 機油，e - 鎖定銷

閥門設(shè)計允許分別獨立控制提前和延遲電路的兩個鎖銷。它允許將轉(zhuǎn)子固定在 VVT-iW 控制的中間位置。
VVT-iW 電磁閥安裝在正時鏈蓋上并直接連接到可變氣門正時執(zhí)行器。



ECM 將電磁閥切換到提前位置并移動控制閥的滑閥。發(fā)動機油在壓力下供應(yīng)到提前室的轉(zhuǎn)子，與凸輪軸一起沿提前方向轉(zhuǎn)動。


1 - 轉(zhuǎn)子，2 - 來自 ECM，3 - VVT-iW 電磁閥。a- 旋轉(zhuǎn)方向，b - 延遲室，c - 提前室，d - 到提前室，e - 來自延遲室，f- 排放，g - 油壓。

ECM 將電磁閥切換到延遲位置并移動控制閥的滑閥。處于壓力下的發(fā)動機油被供應(yīng)到延遲室中的轉(zhuǎn)子，使其與凸輪軸一起沿延遲方向轉(zhuǎn)動。


1 - 轉(zhuǎn)子，2 - 來自 ECM，3 - VVT-iW 電磁閥。a- 旋轉(zhuǎn)方向，b - 延遲室，c - 提前室，d - 到提前室，e - 來自延遲室，f- 排放，g - 油壓。

ECM 根據(jù)行駛條件計算目標(biāo)角度，達到設(shè)定位置后將控制閥切換到空檔，直到下一次外部條件發(fā)生變化。
VVT-i 執(zhí)行器

帶有葉片轉(zhuǎn)子的 VVT-i 執(zhí)行器安裝在排氣凸輪軸上（傳統(tǒng)或新型 - 油控制閥集成在中央螺栓中）。當(dāng)發(fā)動機停止時，鎖銷將轉(zhuǎn)子保持在正常啟動的最大提前位置。
輔助彈簧扭矩施加在提前方向上，以在關(guān)閉發(fā)動機后返回轉(zhuǎn)子和鎖的可靠操作。


VVT-i 執(zhí)行器 (AR)。1 - 輔助彈簧，2 - 外殼，3 - 轉(zhuǎn)子，4 - 鎖銷，5 - 鏈輪，6 - 凸輪軸。a - 停止，b - 操作。


VVT-i 執(zhí)行器 (GR)。1 - 中央螺栓，2 - 前蓋，3 - 外殼，4 - 轉(zhuǎn)子，5 - 后蓋，6 - 排氣凸輪軸。

ECM 根據(jù)凸輪軸位置傳感器的信號，通過電磁閥控制油流以提前和延遲油室。當(dāng)發(fā)動機停止時，閥芯由彈簧移動以確保最大提前角。


VVT 閥 (AR)。1 - 電磁閥。a - 彈簧，b - 套筒，c - 閥芯，d - 到執(zhí)行器（推進室），e - 到執(zhí)行器（延遲室），f - 排放，g - 油壓。


VVT 閥 (GR)。1 - 電磁閥。a - 排放，b - 到執(zhí)行器（推進室），c - 到執(zhí)行器（延遲室），d - 油壓。

ECM 將電磁閥切換到提前位置并移動控制閥的滑閥。發(fā)動機油在壓力下供應(yīng)到提前室的轉(zhuǎn)子，與凸輪軸一起沿提前方向轉(zhuǎn)動。


1 - 轉(zhuǎn)子，2 -VVT-i 電磁閥，3 - 來自 ECM。a - 旋轉(zhuǎn)方向，b - 油壓，c - 排放。

ECM 將電磁閥切換到延遲位置并移動控制閥的滑閥。處于壓力下的發(fā)動機油被供應(yīng)到延遲室中的轉(zhuǎn)子，使其與凸輪軸一起沿延遲方向轉(zhuǎn)動。



ECM 根據(jù)行駛條件計算目標(biāo)角度，達到設(shè)定位置后將控制閥切換到空檔，直到下一次外部條件發(fā)生變化。
注：文章引用數(shù)據(jù)與圖片來源toyota-club.net
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