《汽車發(fā)動機電控技術》-15進氣控制系統(tǒng)的檢修

進氣控制系統(tǒng)的檢修1.廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的檢修廢氣渦輪增壓系統(tǒng)作用廢氣渦輪增壓系統(tǒng)利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。增壓器與發(fā)動機無任何機械聯系，實際上是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加進氣量。工作原理內燃機由于受結構尺寸的限制，燃燒氣體在氣缸內不能充分膨脹至大氣壓力。因此，排氣開始時氣缸內的燃氣壓力遠比大氣壓力高，這樣，排氣就具有一定能量。廢氣渦輪增壓系統(tǒng)將排氣能量有效地傳給渦輪機，使渦輪機獲得較高的效率，同時有利于內燃機氣缸的掃氣。當發(fā)動機轉速增快，廢氣排出速度與渦輪轉速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應增加燃料量就可以增加發(fā)動機的輸出功率。一般而言，加裝廢氣渦輪增壓器后的發(fā)動機功率及轉矩要增大20%~30%。組成廢氣渦輪增壓系統(tǒng)是由廢氣渦輪增壓器、內燃機進和排氣系統(tǒng)組成的增壓系統(tǒng)邁騰1.8T發(fā)動機采用的是單渦輪增壓系統(tǒng),其組成如圖所示。該系統(tǒng)主要有渦輪增壓器、膜片執(zhí)行器、中間冷卻器、排氣旁通閥和機械式換氣間等。系統(tǒng)的電控元件有發(fā)動機控制模塊J623、增壓壓力調節(jié)電磁閥N75、增壓空氣再循環(huán)電磁閥N249、空氣流量計G70、發(fā)動機轉速傳感器G28和增壓壓力傳感器G31等。組成廢氣渦輪增壓器廢氣渦輪增壓器主要由渦輪機和壓氣機等構成。將發(fā)動機排出的廢氣引入渦輪機，利用廢氣的能量推動渦輪機旋轉，由此驅動與渦輪同軸的壓氣機實現增壓。渦輪機進氣口與發(fā)動機排氣歧管相連，排氣口則接在排氣管上；壓氣機進氣口與空氣濾清器相連，排氣口則接在進氣歧管上。渦輪增壓器由渦輪、泵輪及中間體三部分組成，如圖所示。廢氣渦輪增壓器實際上是一種空氣壓縮機，通過壓縮空氣來增加進氣量。它是利用發(fā)動機排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內的渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進入氣缸。進入氣缸的空氣壓力和密度增大，可以燃燒更多的燃料，相應增加燃料量和調整發(fā)動機的轉速，就可以增加發(fā)動機的輸出功率了。廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的故障檢修流程進氣控制系統(tǒng)的檢修2.機械增壓系統(tǒng)的檢修機械增壓系統(tǒng)機械增壓器采用皮帶與發(fā)動機曲軸皮帶輪連接（新型的增壓器帶有電磁離合器，可控制增壓器是否啟動)。利用發(fā)動機轉速來帶動機械增壓器內部葉片，以產生增壓空氣送入發(fā)動機進氣歧管內，整體結構相當簡單，工作溫度界于70～100°℃，不同于渦輪增壓器靠引擎排放的廢氣驅動，必須接觸400～900R℃的高溫廢氣，因此機械增壓系統(tǒng)對于冷卻系統(tǒng)、潤滑油脂的要求與自然吸氣式發(fā)動機相同，機件保養(yǎng)程序大同小異。由于機械增壓器采用皮帶驅動的特性，因此增壓器內部葉片轉速與發(fā)動機轉速是完全同步的。機械增壓器本質上是一臺羅茨鼓風機，有兩個轉子或三個，每個轉子都扭轉一定的角度，以形成一個螺旋。這兩個或三個轉子都由發(fā)動機曲軸通過皮帶驅動，與廢氣系統(tǒng)不相干。奧迪車型V63.0TEVO機械增壓器故障檢修故障現象:v63.0t車輛在手動換擋模式,發(fā)動機轉速緩慢增加至3000r/min時發(fā)動機會發(fā)出金屬敲擊聲,同時有嗡嗡的噪,超過3000rpm噪音消失。故障診斷：根據噪聲部位,判斷來自機械增壓器,檢查機械增壓器工作正常；當急加油使發(fā)動機轉速提升至3000r/min,發(fā)動機運轉正常,無類似異響；增壓器的接通和關閉特性曲線紅色區(qū)域低扭矩狀態(tài)，離合器脫開。發(fā)動機轉速到3000rpm時離合器接合?；疑珔^(qū)域發(fā)動機全負荷狀態(tài)，離合器接合。在變速箱在短切換（發(fā)動機急加速，強制降檔時），和變速箱長切換（緩慢加速，超過轉速限制）的圖示。電磁離合器的電樞與轉子在發(fā)動機轉速約3000rpm時開始接觸，發(fā)動機控制單元中的電流傳感器便在此時開始進行電流調節(jié)（轉子的轉速作為輸入信號經傳感器傳至增壓器的同步齒輪上）。短切換時，發(fā)動機轉速提升快，相應的增壓器轉速提升快，離合器電流停留在調節(jié)區(qū)域時間短；長切換時，發(fā)動機轉速緩慢提升，增壓器轉速緩慢提升。當轉速在3000rpm時，電流調整，導致電磁離合器異響，該異響是正常的。超過3000rpm，離合器完全接合，異響消失。進氣控制系統(tǒng)的檢修3.寶馬氣門升程控制系統(tǒng)的檢修VALVETRONIC系統(tǒng)是第一個出現在市場上的可變氣門調節(jié)系統(tǒng)，2001年被首次批量使用在寶馬汽車上。VALVETRONIC系統(tǒng)的作用與直接噴射汽油機節(jié)省燃油的效果相似，但不存在直接噴射汽油機需要進行廢氣再處理的缺點?？勺儦忾T調節(jié)系統(tǒng)由可變氣門行程控制裝置和可變凸輪軸控制裝置（VANOS）構成，能夠任意調節(jié)進氣門關閉時刻。可變氣門行程控制裝置僅在進氣側控制氣門行程，而凸輪軸控制裝置則在進氣和排氣側進行控制?？勺儦忾T行程控制裝置組成1.伺服電動機伺服電動機安裝在氣缸蓋側面，它用于調節(jié)偏心軸。伺服電動機的蝸桿嵌入式安裝在偏心軸的蝸輪內。工作原理偏心軸扭轉可使固定架上的中間推桿朝進氣凸輪軸方向移動。中間推桿的斜臺朝伺服電動機方向移動。凸輪軸旋轉和凸輪向中間推桿移動，使中間推桿上的斜臺發(fā)揮作用。中間推桿可改變進氣凸輪軸與滾子式氣門壓桿之間的傳動比。在滿負荷位置時，氣門行程和持續(xù)開啟時間達到最大值。在怠速位置時，氣門行程和持續(xù)開啟時間達到最小值。2.氣缸蓋可變氣門行程控制裝置安裝在氣缸蓋上，其結構如下圖所示。3.擋塊蝸輪靠在擋塊上，由此通過機械方式限制最小氣門行程?？吭谧钚⌒谐虛鯄K處的偏心軸(1—最小擋塊；2—蝸輪)靠在最大行程擋塊處的偏心軸(1—最大擋塊；2—蝸輪)4.偏心軸傳感器偏心軸傳感器用于測量偏心軸轉角，其測量角度范圍為0°~180°。偏心軸傳感器和偏心軸上的磁輪(1—磁輪；2—固定螺栓；3—偏心軸傳感器)常規(guī)檢修方法可變氣門調節(jié)系統(tǒng)工作不良會導致發(fā)動機啟動困難，加速不良，發(fā)動機故障燈點亮，車輛難以行駛等故障。常見原因包括電子氣門控制模塊損壞或通信不良、伺服電動機損壞、氣門調節(jié)機構未完成自適應匹配等，檢修要點如下。①對于與發(fā)動機控制模塊分體安裝的電子氣門控制模塊，其診斷菜單中有單獨的選項。對于與發(fā)動機控制模塊集成一體的電子氣門控制模塊，則通過發(fā)動機診斷菜單進行診斷。②伺服電動機安裝在氣缸蓋上如果檢測到與伺服電動機相關的故障碼，那么對該電動機及線路進行檢查?？梢岳靡粋€試燈來代替該電動機，確定故障原因。③系統(tǒng)電源斷開后有可能導致自適應值丟失?？梢允褂迷\斷儀來完成自適應匹配工作。案例分析---寶馬320i發(fā)動機故障警告燈點亮加速無力故障現象：該車配置N46發(fā)動機，故障現象是啟動發(fā)動機之后，儀表板的發(fā)動機故障燈一直點亮，車輛加速無力。診斷與檢修：連接診斷儀進行自診斷，發(fā)動機系統(tǒng)有兩個故障碼：2A67：電子氣門控制系統(tǒng)內部故障，對負極短路，故障當前存在2A6B：伺服電動機功率受到限制，偏心軸角度達不到最大升程要求，故障當前不存在拔下伺服電動機的線束插頭，測量電阻，為0.1Ω。由于沒有標準阻值，不知該電阻是否正常。拔下發(fā)動機控制模塊的線束插頭，檢查與伺服電動機之間的線路連接情況，正常。清除故障碼，試車，故障碼2A67再次出現。將伺服電機的線束插頭拔下來，進行自診斷，故障碼的內容2A67有所變化，變成了“發(fā)動機導線短路”，說明故障與發(fā)動機控制模塊及其線路無關。接上一個功率基本相同的試燈，試燈閃爍，故障碼2A67性質變?yōu)楫斍安淮嬖冢收洗a2A6B則再次出現，由此說明伺服電動機性能不良。更換伺服電動機，故障徹底排除。檢修工作的要點在于理解故障碼2A67的含義，而故障碼2A6B屬于連帶故障碼，只要解決故障碼2A67的相關問題，故障碼2A6B的問題就迎刃而解了。寶馬318i啟動困難故障現象：該車配置N46發(fā)動機，故障現象為長時間停放車輛后，起動機需要啟動2次以上，發(fā)動機才能運轉起來。診斷與檢修：使用診斷儀進行自診斷，發(fā)動機系統(tǒng)沒有故障碼。檢查氣缸壓力、燃油壓力、點火強度和進氣歧管的密封性，均正常。查看發(fā)動機的工作數據，進氣門升程為9.58mm，已接近控制量的最大值。此時進氣歧管壓力為53kPa，明顯低于100kPa的大氣壓力，說明電子節(jié)氣門已進行節(jié)流控制，發(fā)動機系統(tǒng)啟用應急模式。是什么原因導致發(fā)動機系統(tǒng)啟用應急模式呢?啟動發(fā)動機，查看發(fā)動機的工作數據，進氣門升程由原來的1.48mm迅速降至0.30mm，發(fā)動機劇烈抖動，直至熄火。這種問題有可能是進氣門背部積炭過多，導致進氣門升程受阻。用除炭劑對進氣系統(tǒng)進行清洗，完成后進行初始化設定，試車，故障徹底排除。進氣控制系統(tǒng)的檢修4.加速踏板位置傳感器的檢修加速踏板作用1、加速踏板位置傳感器產生相應的電壓信號輸入節(jié)氣門控制單元，控制單元首先對輸入的信號進行濾波，以消除環(huán)境噪聲的影響，然后根據當前的工作模式、踏板移動量和變化率解析駕駛員意圖，計算出對發(fā)動機扭矩的基本需求，得到相應的節(jié)氣門轉角的基本期望值；2、然后再經過CAN總線和整車控制單元進行通訊，獲取其他工況信息以及各種傳感器信號如發(fā)動機轉速、擋位、節(jié)氣門位置、空調能耗等等；3、由此計算出整車所需求的全部扭矩，通過對節(jié)氣門轉角期望值進行補償，得到節(jié)氣門的最佳開度，并把相應的電壓信號發(fā)送到驅動電路模塊，驅動控制電機使節(jié)氣門達到最佳的開度位置。結構組成豐田車系所采用的非接觸式加速踏板位置傳感器是一種霍爾效應（芯片）式旋轉位置傳感器，其主要由磁鐵和霍爾IC芯片組成1—加速踏板位置傳感器；2—霍爾元件；3—磁鐵；4—加速踏板霍爾IC芯片安裝在加速踏板的芯軸上固定不動，兩個磁鐵安裝在加速踏板的旋轉部件上，可隨加速踏板一起動作。為保證信號的可靠，在加速踏板芯軸上安裝了兩個霍爾IC芯片，相當于兩個加速踏板位置傳感器，在工作時，可同時向發(fā)動機控制單元輸送兩個加速踏板位置信號。工作時，與加速踏板聯動的永久磁鐵隨加速踏板的動作而一起旋轉，改變磁鐵與霍爾元件之間的相對位置，從而改變了磁力線射入霍爾元件的角度，也就改變了霍爾元件輸出的電壓值?；魻栐敵龅碾妷褐蹬c加速踏板內的磁鐵位置有一一對應的線性關系，霍爾元件的輸出電壓就可以反映加速踏板所處的位置。從兩個系統(tǒng)之一來的信號為VPA信號，能在加速踏板踩下全程范圍內，呈線性關系地輸出電壓；另一個為VPA2信號，能輸出偏離VPA信號的偏置電壓?？勺冸娮栊图铀偬ぐ逦恢脗鞲衅鞯目刂齐娐泛洼敵鎏匦匀缦聢D所示。一旦發(fā)現兩信號電壓的差值(或兩電壓之和)與標準不符，即判定該傳感器有故障，立即啟動失效保護模式，按“未踩踏板”來進行控制。為保證其信號的可靠性，兩個電位器的控制電路完全獨立，即采用各自獨立的電源、搭鐵和信號端子，因此加速踏板位置傳感器通常有6個接線端子。霍爾型加速踏板位置傳感器的控制電路和輸出特性如下：VCPA和VCPA2是兩個霍爾效應式旋轉位置傳感器的電源線，由發(fā)動機控制單元提供5V電源電壓，EPA和EPA2是兩個傳感器的搭鐵線，VPA和VPA2是兩個傳感器的信號線，兩個霍爾效應式旋轉位置傳感器根據加速踏板位置產生的信號電壓由這兩根線傳送給發(fā)動機控制單元。為了信號的可靠性和功能自測試的需要，EPA2的信號電壓比EPA的信號電壓始終高0.8V，在加速踏板完全放松的時候，EPA的電壓約為0.8V，EPA2的電壓約為1.6V；當加速踏板完全踩下的時候，EPA的電壓約為3.188V，EPA2的電壓約為3.988V。實訓拆卸加速踏板固定螺栓斷開加速踏板連接線束取出加速踏板·檢查加速踏板傳感器查看維修資料·連接萬用表和加速踏板插接器測量1號端子和3號端子之間的電壓，測量值5V·聯測4號端子和6號端子之間的電壓，測量值5V安裝加速踏板進氣控制系統(tǒng)的檢修5.可變進氣正時系統(tǒng)的檢修VVT(VariableValveTiming)可變氣門正時系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過配備的控制及執(zhí)行系統(tǒng)，對發(fā)動機凸輪的相位進行調節(jié)，從而使得氣門開啟、關閉的時間隨發(fā)動機轉速的變化而變化，以提高充氣效率，增加發(fā)動機功率。一般調相器分葉片式轉子和塊狀轉子兩種，區(qū)別是葉片式轉子上插著葉片來分隔油腔，而塊狀轉子即為其轉子本身的連接塊來分隔油腔，上圖即是一種塊狀轉子。下是一個葉片式轉子的爆炸圖：鎖銷：鎖銷的作用在于發(fā)動機熄火后，調相器回到初始位置，鎖銷在彈簧的作用下落鎖，固定調相器初始相位。待發(fā)動機點火恢復機油壓力后，脫鎖使調相器能夠自由調相。由于鎖銷和鎖銷孔配合精度很高，并且VVT調節(jié)有一定速度要求，故我們必須先固定一個VVT的轉子位置，才可能進行落鎖脫鎖動作，否則轉子在自由狀態(tài)，鎖銷很難插入鎖銷孔。由上圖右側實物圖所示，可以看到，一般轉子需要靠在定子油腔的一側，轉子和定子的相對位置固定了，其鎖銷才能落鎖脫鎖，而轉子靠在定子油腔一側，勢必氣門正時必然處在最大提前或者最大滯后位置，這也是VVT的初始相位。所以一般來說，調相器只能從初始位置向最大提前方向調節(jié)，或者向最大滯后方向調節(jié)，即只能從初始相位向一個方向調節(jié)。這就限制了VVT的策略應用，并且初始相位只能折中的放在可以盡可能大的覆蓋這臺發(fā)動機所需相位的位置，但此位置一般不是最優(yōu)的起動/冷起動相位，這些都需要標定這塊進行策略優(yōu)化。當然，中間鎖止調相器可以解決這個問題，我們下次再說中間鎖止調相器。VVT中文意思是“可變氣門正時”，由于采用電子控制單元(ECU)控制，因此豐田起了一個好聽的中文名稱叫“智慧型可變氣門正時系統(tǒng)”。該系統(tǒng)主要控制進氣門凸輪軸，又多了一個小尾巴“i”，就是英文“Intake”(進氣)的代號。這些就是“VVT-i”的字面含義了。VVT—i.系統(tǒng)是豐田公司的智能可變氣門正時系統(tǒng)的英文縮寫，最新款的豐田轎車的發(fā)動機已普遍安裝了VVT—i系統(tǒng)。豐田的VVT—i系統(tǒng)可連續(xù)調節(jié)氣門正時，但不能調節(jié)氣門升程。它的工作原理是：當發(fā)動機由低速向高速轉換時，電子計算機就自動地將機油壓向進氣凸輪軸驅動齒輪內的小渦輪，這樣，在壓力的作用下，小渦輪就相對于齒輪殼旋轉一定的角度，從而使凸輪軸在60度的范圍內向前或向后旋轉，從而改變進氣門開啟的時刻，達到連續(xù)調節(jié)氣門正時的目的。發(fā)動機可變氣門正時系統(tǒng)發(fā)動機可變氣門正時系統(tǒng)，是通過微機控制可變氣門調節(jié)器上升和下降獲得齒形皮帶輪與進氣凸輪（進氣門）的相對位置變化，這種結構屬于凸輪軸配氣相位可變結構，一般可調整20?！?0。曲軸轉角。由于這種機構的凸輪軸、凸輪形線及進氣持續(xù)角均不變，雖然高速時可以加大進氣遲閉角，但是氣門疊開角卻減小，這是它的缺點。VVT-i是一種控制進氣凸輪軸氣門正時的裝置，它通過調整凸輪軸轉角配氣正時進行優(yōu)化，從而提高發(fā)動機在所有轉速范圍內的動力性、燃油經濟性，降低尾氣的排放。可變氣門調節(jié)系統(tǒng)由可變氣門行程控制裝置和可變凸輪軸控制裝置（VANOS）構成，能夠任意調節(jié)進氣門關閉時刻。可變氣門行程控制裝置僅在進氣側控制氣門行程，而凸輪軸控制裝置則在進氣和排氣側進行控制。VVT-i系統(tǒng)由傳感器、ECU和凸輪軸液壓控制閥、控制器等部分組成。ECU儲存了最佳氣門正時參數值，曲軸位置傳感器、進氣歧管空氣壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、水溫傳感器和凸輪軸位置傳感器等反饋信息匯集到ECU并與預定參數值進行對比計算，計算出修正參數并發(fā)出指令到控制凸輪軸正時液壓控制閥，控制閥根據ECU指令控制機油槽閥的位置，也就是改變液壓流量，把提前、滯后、保持不變等信號指令選擇輸送至VVT-i控制器的不同油道上。1.拆除附件2.拔下可變進氣電磁閥3.上電、測量供電以及信號4.啟動車輛，再次測量供電以及信號是否有變化整理工位進氣控制系統(tǒng)的檢修6.奧迪AVS可變氣門升程控制系統(tǒng)的檢修在氣門交疊角控制方面一般是以VVT方式為主流，雖然各家公司叫法不同，但最早成熟推向市場的是豐田公司開發(fā)的VVT技術。在氣門升程控制方面，目前分為升程全可控和階段可控兩種，由于專利限制、研發(fā)困難且成本較高，所以投入市場應用的種類并不多。全可控技術比較有代表性的是寶馬公司的Valvetronic技術，日產公司的VVEL可變氣門升程技術。而階段性可控最著名的就是本田公司的VTEC技術，Audi的氣門升程控制也屬于這一類。Audi公司推出的氣門升程階段可控技術簡稱AVS，該系統(tǒng)通過進氣凸輪軸上低速和高速兩種凸輪實現升程的控制，達到低速時良好的經濟性及平順性，高速時擁有更好的動力性。該系統(tǒng)已經應用在多款大眾與奧迪車型上。結構在進氣凸輪軸前部是用于可變氣門正時控制的凸輪軸相位調節(jié)器，與其他發(fā)動機的結構和功能類似，而氣門升程控制依靠可在凸輪軸上滑動的凸輪塊來實現。每個凸輪塊上都有對應氣門所需的大小凸輪，以實現對氣門升程的控制。傳統(tǒng)型的凸輪與凸輪軸由于沒有可調能力，凸輪與凸輪軸是過盈配合連接或是整體加工而成。為了要實現大小凸輪的切換，凸輪塊必須能夠移動，所以凸輪塊與凸輪軸表面采用了花鍵連接，以使凸輪塊在凸輪軸上滑動從而實現氣門升程的切換。在該款發(fā)動機上凸輪塊可移動約7.0mm。后部三角形凸輪則是FSI發(fā)動機的高壓油泵驅動凸輪。凸輪塊結構和大小凸輪凸輪塊的移動是依靠兩個金屬導銷來實現的，這兩個金屬導銷布置在氣門室蓋上，導銷的伸出是由電磁閥來控制的，導銷與電磁閥一體構成完整的電動控制器。對應兩個金屬導銷，凸輪塊上有兩條螺旋形滑槽，在某一時刻只有一個導銷能夠對準滑槽起始端，電磁閥不通電時兩個導銷均在縮回狀態(tài)，凸輪塊保持一個穩(wěn)定運行狀態(tài)。工作原理當需要切換大小凸輪時，初始狀態(tài)為左側導銷對準滑槽（左側滑槽起始端圖上不可見，右側導銷對準的是滑槽后半段，所以圖示是大凸輪工作狀態(tài)），發(fā)動機ECU控制左側電磁閥通電，左側導銷彈出，插入到螺旋形滑槽中。由于導銷是固定的，而凸輪軸在旋轉，導銷對螺旋滑槽產生推力，從而迫使凸輪塊向左側移動，螺旋滑槽在接近末端時是逐漸變淺直至消失的，最終與滑槽外沿直徑相同。旋轉至滑槽末端時將導銷推回原位（此時電磁閥已斷電），從而完成了一次凸輪塊移動，此時右側導銷對準了右側滑槽，為下一次向右移動做好了準備，而左側導銷則無法對準滑槽。通過兩個導銷和凸輪塊上的滑槽的配合，從而實現凸輪塊的左右移動，完成大小凸輪的切換。從導銷插入到被推回，只有在非工作狀態(tài)時才能完成凸輪切換，所以AVS系統(tǒng)需要精確的轉角控制，否則會導致金屬銷撞擊凸輪塊，干擾正常的氣門工作，或導致移位時機械撞擊甚至鎖死，損壞調節(jié)機構。凸輪塊鎖定與凸輪塊在凸輪軸內有一個彈簧加載的鋼球，配合凸輪塊內側的凹洞來鎖定凸輪塊，在凸輪塊左右移動時，壓迫鋼球下沉，移動到位后鋼球頂起實現鎖定。凸輪塊上的軸向軸承同時也有限位作用。每個氣門分別對應兩個凸輪，如圖4所示一個凸輪塊上有兩對凸輪，分別對應一個缸的兩個氣門，通過切換，能夠在中低負荷時使用小升程凸輪實現平穩(wěn)性和經濟性，大負荷時使用大升程凸輪實現大功率。兩組凸輪的型線也分別是針對兩種工況設計的，以滿足不同工況的需求。這款發(fā)動機有一個特點，在小升程時兩個氣門的開啟是不對稱的，兩個氣門升程分別是5.7mm和2.0mm，同時兩個氣門的開啟時間也不相同，兩個小凸輪的工作角度也存在不同，而較小升程的凸輪與較大升程凸輪的開啟時刻是一致的，但關閉時刻較大行程的晚一些，所以兩者型線也不同。小凸輪之所以要這樣設計，是可以在中低負荷時使吸入燃燒室的氣體呈高流速和旋轉運動狀態(tài)，通過與FSI活塞頂面的特殊形狀配合，可以形成圓筒狀運動（滾流進氣），使噴出的燃油獲得更好的混合效果。這款發(fā)動機通過這種設計，取消了進氣歧管翻板，簡化了進氣歧管結構。從大小凸輪型線也可以看出，大小凸輪的切換只是改變了氣門升程而沒有改變氣門交疊角，氣門交疊角的改變是依靠凸輪軸頂端的相位調整器來實現的，這也是該系統(tǒng)與本田VTEC系統(tǒng)在功能上的區(qū)別。通過不同的凸輪設計，可以使AVS在不同場合發(fā)揮不同的功能。比如在渦輪增壓發(fā)動機上，AVS被首先使用在排氣側，通過大小凸輪轉換可以提高低轉速時的排氣速度，使渦輪增壓器能夠有更好的低轉速響應性。在大排量發(fā)動機上，可以使用AVS系統(tǒng)的切換來實現閉缸技術，從而減少排放、提高經濟性。由于采用了凸輪塊滑動切換凸輪，總行程只有7.0mm左右，造成凸輪的寬度變小，所以相應的搖臂滾子寬度也變小，但氣門驅動負荷并沒有變。所以必須對搖臂滾子進行加強，增大滾針軸承直徑和滾針直徑，加厚軸承外圈的厚度，以應對增加的負荷。凸輪塊的調節(jié)機構凸輪塊在凸輪軸上的滑動是依靠導銷插入凸輪塊上的螺旋滑槽來實現的，導銷作為主要作動元件是依靠電磁閥來推動的，導銷的插入是有時序和位置要求的，要求導銷進入滑槽的速度足夠快，因此對這個電磁閥也提出了特別的要求，這就使AVS電磁閥與普通電磁閥有不同之處。AVS電磁閥沒有使用傳統(tǒng)結構，其移動機構使用了帶有永磁鐵的電樞片，其質量比傳統(tǒng)銜鐵減輕不少，取消了回位彈簧，同時使用了低電阻電磁線圈，激發(fā)時產生的電磁場更強大，能夠實現導銷更快的運動速度。在電磁線圈激發(fā)時，導銷的加速度可達到100g，伸出時間為18～22ms。為了保護電樞片撞擊底座時不把磁鐵震碎，在電樞片和永磁鐵之間有一個軟質阻尼環(huán)實現緩沖。工作原理在AVS電磁閥通電時，產生的磁場與永磁鐵的磁場是相反的，與電樞片上的感應磁場也是相反的，這樣能夠加快金屬銷的推出速度。當金屬銷推出以后，發(fā)動機ECU就斷開了電磁閥的通電，金屬銷的位置依靠永磁鐵吸附在電磁閥的底座上。隨著凸輪塊的旋轉，導槽的后段利用機械力將金屬銷頂回，電磁閥實現回位，永磁鐵與電磁閥芯部吸引，保證導銷不會滑落。在這個過程中由于永磁鐵在線圈中的移動從而在電磁線圈中產生電壓，該電壓被發(fā)動機ECU檢測到，用來判斷凸輪塊的移動是否已經完成。電路控制部分蓄電池電壓通過Montronic繼電器J271給AVS電磁閥供電，如圖7所示可以看出，電源經主繼電器后通過116和118兩個共接點分到左右缸線束供給各缸電磁閥，各電磁閥通過發(fā)動機控制單元J623控制接地。該電磁閥為低阻型，觸發(fā)電流可達3A。各氣缸氣門升程切換按照點火順序逐個觸發(fā)，所以總電流并不大。自診斷AVS系統(tǒng)具有自診斷功能，可對系統(tǒng)的狀態(tài)與運行做出自診斷，并做出相應的控制。系統(tǒng)可產生故障存儲器內的故障記錄，無法進行執(zhí)行元器件的診斷（無法單獨觸動元器件），可進行基本設定（測量數據塊155如表1所示），更換或維修后無需編碼，有可被觀測的測量數據塊（測量數據塊155）。通過測量數據塊155的操作，可以按點火順序進氣凸輪升程切換