寶馬發(fā)動機電子氣門控制系統(tǒng)

會計學1寶馬發(fā)動機電子氣門控制系統(tǒng)介紹寶馬N62發(fā)動機電子氣門控制系統(tǒng)在寶馬E65的745及735i上開始裝配新型N62發(fā)動機,N62發(fā)動機是寶馬公司的高技術(shù)的結(jié)晶。其中一項被評為2002最先進技術(shù),它就是電子氣門控制第1頁/共29頁系統(tǒng)。2023-11-182此系統(tǒng)能夠明顯的降低耗油量且沒有直接噴射在廢氣特性的缺點。電子氣門控制系統(tǒng)是雙可調(diào)式凸輪軸控制系統(tǒng)

(VANOS)和一個氣門升程調(diào)節(jié)系統(tǒng)的總稱。它以這種組合方式控制進氣門的開啟時刻和關(guān)閉時刻以及開啟行程。第2頁/共29頁2023-11-1832023-11-184電子氣門控制系統(tǒng)的組成 它由電子氣門控制單元；電子氣門控制電機；電子氣門控制的控制單元和偏心軸傳感器等部件組成,而電子氣門控制單元又由帶偏心軸的軸承支坐；帶止動彈簧的中間杠桿；搖臂和進氣凸輪軸組成。在進氣門打開情況下第進3頁/氣共29頁量是通過調(diào)節(jié)氣門行程來完成,這樣就能確2023-11-185一、雙可調(diào)式凸輪軸控制系統(tǒng)（VANOS）N62發(fā)動機的進氣、排氣凸輪軸裝備有新型無級葉片式VANOS。凸輪軸的調(diào)節(jié)在300ms內(nèi)最大可達60度曲軸轉(zhuǎn)角。為了避免混淆,這兩個VANOS單元上有“Ein/Aus（進氣/排氣）”標記,用于汽缸1-4排氣凸輪的VANOS的單元帶有第一4頁/個共29頁用于真空本泵驅(qū)動裝置的拖架。圖1

VANOS單元2023-11-186第5頁/共29頁1

VANOS的工作原理調(diào)節(jié)過程以控制排氣凸輪軸的VANOS單元為例,通過油壓分布說明調(diào)節(jié)過程。油壓分布用粉色箭頭走向表示。回流管路（無壓區(qū)域）用蘭色箭頭表示。機油經(jīng)電磁閥流回到一個機油箱內(nèi)。這里所謂的機油箱是指汽缸蓋中的機油通道。如圖2所示。2023-11-187第6頁/共29頁圖3排氣側(cè)逆向調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖在逆向調(diào)節(jié)時電磁閥換向,凸輪軸中和VANOS單元中的其他孔和通道打開,在圖3中用一個粉色箭頭表示壓力分布。機油回流用蘭色虛線箭頭表示。第7頁/共29頁2023-11-188VANOS單元的剖面圖第8頁/共29頁2023-11-189如果我們觀察在調(diào)節(jié)單元內(nèi)的調(diào)節(jié)過程（VANOS單元的剖面圖如圖4所示）,就會發(fā)現(xiàn)下列功能關(guān)系。轉(zhuǎn)子（7）與凸輪軸用螺栓緊固在一起。正時鏈條將曲軸與VANOS單元（1）的殼體連接起來。轉(zhuǎn)子（7）上裝有彈簧（10）彈簧把葉片（9）壓在殼體上。轉(zhuǎn)子（7）有一個凹口,鎖止銷（6）以無壓力方式嵌入次凹口中。如果發(fā)現(xiàn)在電磁閥把機油壓力連通到VANOS單元,則鎖止銷（6）將壓回并釋放VANOS以進行調(diào)節(jié)。壓力通道A（11）中存在的發(fā)動機機油壓力此刻壓向葉片（9）并因此將轉(zhuǎn)子（7）壓到另一個位置。因為凸輪軸是用螺栓固定在轉(zhuǎn)子上的,這樣就可以調(diào)節(jié)了控制配氣相位。2023-11-1810第9頁/共29頁如果VANOS電磁閥換向,則轉(zhuǎn)子（7）通過壓力通道B（12）中存在的機油壓力調(diào)節(jié)回初始狀態(tài)。扭簧（3）反作用與凸輪軸扭矩。為向VANOS單元準確無誤的供油,在凸輪軸的末端各安裝有兩個密封環(huán)。必須保證密封環(huán)安裝正確。2023-11-1811第10頁/共29頁2.配氣相位表通過上述進氣凸輪軸和排氣凸輪軸的調(diào)節(jié)過程,可得第11頁/共29頁2023-11-1812出下二、氣門升程調(diào)節(jié)組件1. 偏心軸調(diào)節(jié)電動電機 氣門升程的調(diào)節(jié)通過兩個電動電機實現(xiàn)，一個獨立的控制單元從DME接受控制命令并對兩個電動電機進行控制。 偏心軸由一個渦桿傳動裝置帶動旋轉(zhuǎn)，每個汽缸蓋都借助一個軸承支座（凸輪軸支座）來定位偏心軸。 兩個電子氣門控制電機向內(nèi)朝發(fā)動機V型區(qū)域安裝，電子氣門控制電機如圖6所示。2023-11-1813第12頁/共29頁圖6

電子氣門控制電機第13頁/共29頁2023-11-18142偏心軸傳感器 偏心軸傳感器在兩個汽缸蓋中都是安裝在偏心軸的磁輪上方,偏心軸上的磁輪如圖7所示。他們借助一個數(shù)據(jù)電碼向電子氣門控制系統(tǒng)的控制單元傳輸偏心軸的準確位置數(shù)據(jù)。 偏心軸（5）上的磁輪（11）有很強的磁性。在它們的幫助下,通過偏心軸傳感器能確定出偏心軸（5）的精確位置。這些磁輪用無磁性的不銹鋼螺栓固定在偏心軸上。在任何情況下都不允許使用磁性螺栓,否則的話,偏心軸傳感器會傳遞出錯誤的數(shù)值。2023-11-1815第14頁/共29頁圖7偏心軸（5）上的磁輪（11）第15頁/共29頁2023-11-18162023-11-1817凸輪軸支座軸承支座（凸輪軸支座）用于進氣凸輪軸和偏心凸輪軸的定位,其結(jié)構(gòu)如圖8所示。另外,軸承支座還安裝了用于氣門升第16頁/共29頁圖9

氣門升程調(diào)節(jié)裝置圖n氣門升程調(diào)節(jié)過程如圖9所示。在N62mmmm間進行調(diào)節(jié)。電子氣門控制系統(tǒng)的機械功能與N42發(fā)動機控制系統(tǒng)一樣。第17頁/共29頁2023-11-1818電子氣門控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)圖表 1.VANOS和氣門升程調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)方式。電子氣門控制系統(tǒng)的特點是，通過氣門的關(guān)閉時刻和氣門升程可以自由確定空氣質(zhì)量。第18頁/共29頁2023-11-1819電子氣門控制系統(tǒng)的工作原理 電子氣門控制系統(tǒng)的工作原理與人類在身體緊張時的狀態(tài)類似。假設(shè)你去跑步,你身體所吸進的空氣質(zhì)量由肺來調(diào)節(jié),你會不自主的深吸氣并由此為肺提供較多的空氣,以便在身體中進行能量交換。如果你現(xiàn)在由跑步換成一種緩慢的步伐,則身體所需要的能量和空氣相對減少,你的肺將以平緩呼吸的方式對次進行調(diào)節(jié)。在這種情況下,你在嘴上堵上一塊手帕,呼吸將非常費力。2023-11-1820第19頁/共29頁 在電子氣門控制系統(tǒng)的新鮮空氣進氣裝置中取消了節(jié)氣門（與手帕類似）,氣門升程（肺）根據(jù)空氣需要量進行調(diào)節(jié),發(fā)動機可以自由呼吸。2023-11-1821第20頁/共29頁功率損失圖第21頁/共29頁2023-11-1822 名為“增益”的上部面積是燃油燃燒時獲得的功率；名為“損失”的下部面積是換氣功。換氣功是為了把已燃燒的廢氣從汽缸中排出并緊接著把新鮮空氣吸入汽缸中必須消耗的能量。 在發(fā)動機電子氣門控制系統(tǒng)進氣過程中,節(jié)氣門幾乎一直打開一個適合的角度,以保證出現(xiàn)一個近似真空。負荷控制通過氣門的關(guān)閉時刻實現(xiàn)。與通過節(jié)氣門實現(xiàn)負荷控制的普通發(fā)動機相比,在進氣系統(tǒng)中只產(chǎn)生了一個較小的真空,也就是說省去了產(chǎn)生真空的能耗。 通過進氣過程中較小的功率損失獲得較高的功率。 在前面的示意圖中左面是功率損失大一些的常規(guī)方法,在右面的示意圖中可看到功率損失減小。2023-11-1823第22頁/共29頁 與柴油發(fā)動機不同,在常規(guī)汽油發(fā)動機中進氣量通過加速踏板和節(jié)氣門進行調(diào)節(jié)。按化學計算比例λ=1噴射所需要的燃油量。 在帶電子氣門控制系統(tǒng)的發(fā)動機上,所吸進的空氣量由氣門的開啟升程和開啟持續(xù)時間決定。通過精確控制供油量這里也能實現(xiàn)按λ=1進行。 與次相反,帶汽油直接噴射和濃度分區(qū)功能的發(fā)動機在較寬的負荷范圍內(nèi)以低燃油空氣混合比工作。這樣使昂貴且易受硫腐蝕的廢氣處理裝置,例如直噴式汽油發(fā)動機上使用的,帶有電子氣門控制系統(tǒng)的發(fā)動機上因此就不需要了。2023-11-1824第23頁/共29頁電子氣門控制系統(tǒng) 可調(diào)式氣門升程調(diào)節(jié)系統(tǒng)的電器結(jié)構(gòu)由電子氣門控制系統(tǒng)的控制單元、DME單元、DME主繼電器、電子氣門控制系統(tǒng)過載保護繼電器兩個偏心軸調(diào)整電機、兩個偏心軸位置傳感器和偏心軸上的兩個磁輪等部件組成。電子氣門控制系統(tǒng)電路圖如圖12所示。 隨著總線端的接通,DME主繼電器吸合。這個繼電器除了向DME供電外,還為車輛系統(tǒng)電壓向電子氣門控制系統(tǒng)的控制單元供電。在控制單元內(nèi),控制單元電子裝置以5V電壓工作2023-11-1825第24頁/共29頁 這個電子裝置執(zhí)行行駛前檢查工作。在延時一段時間后（100ms）該電子裝置通過過載保護繼電器并借此保護伺服電機的負荷電路。 此后,DME控制單元和電子氣門控制系統(tǒng)的控制單元通過LOCAN總線進行通信；。DME根據(jù)駕駛員的負荷指令確定以多大的氣門升程進行換氣。 電子氣門控制系統(tǒng)的控制單元轉(zhuǎn)發(fā)DME的命令,辦法是它以16KHZ頻率控制伺服電機,直到通過偏心軸位置傳感器測得實際值與標準值一致。 電子氣門控制系統(tǒng)的控制單元通過LOCAN總線向DME控制單元傳誦偏心軸位置的信息。2023-11-1826第25頁/共29頁圖12電子氣門控制系統(tǒng)電路圖第26頁/共29頁2023-11-1827 為了、保證精確注定量意等事值項分配空氣,汽