宝马发动机电子气门控制系统概述

1、宝马发动机电子气门控制系统通用站：徐国佳8/8/20221介绍宝马N62发动机电子气门控制系统 在宝马E65的745及735i上开始装配新型N62发动机，N62发动机是宝马公司的高技术的结晶。其中一项被评为2002最先进技术，它就是 电子气门控制系统。 8/8/20222此系统能够明显的降低耗油量且没有直接喷射在废气特性的缺点。电子气门控制系统是双可调式凸轮轴控制系统(VANOS)和一个气门升程调节系统的总称。它以这种组合方式控制进气门的开启时刻和关闭时刻以及开启行程。 8/8/20223电子气门控制系统的组成 它由电子气门控制单元；电子气门控制电机；电子气门控制的控制单元和偏心轴传感器等部件

2、组成，而电子气门控制单元又由带偏心轴的轴承支坐；带止动弹簧的中间杠杆；摇臂和进气凸轮轴组成。在进气门翻开情况下进气量是通过调节气门行程来完成，这样就能确定最正确的气缸进气量。下面我们分别介绍双可调凸轮轴。8/8/20224一、双可调式凸轮轴控制系统VANOS N62发动机的进气、排气凸轮轴装备有新型无级叶片式VANOS。凸轮轴的调节在300ms内最大可达60度曲轴转角。为了防止混淆，这两个VANOS单元上有“Ein/Aus进气/排气标记，用于汽缸1-4排气凸轮的VANOS的单元带有一个用于真空本泵驱动装置的拖架。如图1所示。8/8/20225图1 VANOS单元 8/8/202261 VANO

3、S的工作原理 调节过程 以控制排气凸轮轴的VANOS单元为例，通过油压分布说明调节过程。油压分布用粉色箭头走向表示。回流管路无压区域用兰色箭头表示。机油经电磁阀流回到一个机油箱内。这里所谓的机油箱是指汽缸盖中的机油通道。如图2所示 。8/8/20227图3排气侧逆向调节系统示意图在逆向调节时电磁阀换向，凸轮轴中和VANOS单元中的其他孔和通道翻开，在图3中用一个粉色箭头表示压力分布。机油回流用兰色虚线箭头表示。8/8/20228VANOS单元的剖面图 8/8/20229如果我们观察在调节单元内的调节过程VANOS单元的剖面图如图4所示，就会发现以下功能关系。转子7与凸轮轴用螺栓紧固在一起。正时

4、链条将曲轴与VANOS单元1的壳体连接起来。转子7上装有弹簧10弹簧把叶片9压在壳体上。转子7有一个凹口，锁止销6以无压力方式嵌入次凹口中。如果发现在电磁阀把机油压力连通到VANOS单元，那么锁止销6将压回并释放VANOS以进行调节。压力通道A11中存在的发动机机油压力此刻压向叶片9并因此将转子7压到另一个位置。因为凸轮轴是用螺栓固定在转子上的，这样就可以调节了控制配气相位。 8/8/202210如果VANOS电磁阀换向，那么转子7通过压力通道B12中存在的机油压力调节回初始状态。扭簧3反作用与凸轮轴扭矩。为向VANOS单元准确无误的供油，在凸轮轴的末端各安装有两个密封环。必须保证密封环安装正

5、确。8/8/2022112、配气相位表 通过上述进气凸轮轴和排气凸轮轴的调节过程，可得出以下配气相位表，如图5所示；。8/8/202212二、气门升程调节组件 1、 偏心轴调节电动电机气门升程的调节通过两个电动电机实现，一个独立的控制单元从DME接受控制命令并对两个电动电机进行控制。偏心轴由一个涡杆传动装置带动旋转，每个汽缸盖都借助一个轴承支座凸轮轴支座来定位偏心轴。两个电子气门控制电机向内朝发动机V型区域安装，电子气门控制电机如图6所示。8/8/202213图6 电子气门控制电机 8/8/2022142偏心轴传感器 偏心轴传感器在两个汽缸盖中都是安装在偏心轴的磁轮上方，偏心轴上的磁轮如图7所

6、示。他们借助一个数据电码向电子气门控制系统的控制单元传输偏心轴的准确位置数据。偏心轴5上的磁轮11有很强的磁性。在它们的帮助下，通过偏心轴传感器能确定出偏心轴5的精确位置。这些磁轮用无磁性的不锈钢螺栓固定在偏心轴上。在任何情况下都不允许使用磁性螺栓，否那么的话，偏心轴传感器会传递出错误的数值。 8/8/202215图7偏心轴5上的磁轮11 8/8/202216凸轮轴支座 轴承支座凸轮轴支座用于进气凸轮轴和偏心凸轮轴的定位，其结构如图8所示。另外，轴承支座还安装了用于气门升程调节的电动电机。轴承支座与汽缸盖配对使用且不允许单个更换。8/8/202217图9 气门升程调节装置图气门升程调节过程如图

7、9所示。在N62mmmm间进行调节。电子气门控制系统的机械功能与N42发动机控制系统一样。 8/8/202218电子气门控制系统的调节图表 1、 VANOS和气门升程调节的调节方式。电子气门控制系统的特点是，通过气门的关闭时刻和气门升程可以自由确定空气质量。8/8/202219电子气门控制系统的工作原理 电子气门控制系统的工作原理与人类在身体紧张时的状态类似。假设你去跑步，你身体所吸进的空气质量由肺来调节，你会不自主的深吸气并由此为肺提供较多的空气，以便在身体中进行能量交换。如果你现在由跑步换成一种缓慢的步伐，那么身体所需要的能量和空气相对减少，你的肺将以平缓呼吸的方式对次进行调节。在这种情况

8、下，你在嘴上堵上一块手帕，呼吸将非常费力。 8/8/202220在电子气门控制系统的新鲜空气进气装置中取消了节气门与手帕类似，气门升程肺根据空气需要量进行调节，发动机可以自由呼吸。8/8/202221功率损失图8/8/202222名为“增益的上部面积是燃油燃烧时获得的功率；名为“损失的下部面积是换气功。换气功是为了把已燃烧的废气从汽缸中排出并紧接着把新鲜空气吸入汽缸中必须消耗的能量。在发动机电子气门控制系统进气过程中，节气门几乎一直翻开一个适合的角度，以保证出现一个近似真空。负荷控制通过气门的关闭时刻实现。与通过节气门实现负荷控制的普通发动机相比，在进气系统中只产生了一个较小的真空，也就是说省

9、去了产生真空的能耗。通过进气过程中较小的功率损失获得较高的功率。在前面的示意图中左面是功率损失大一些的常规方法，在右面的示意图中可看到功率损失减小。8/8/202223与柴油发动机不同，在常规汽油发动机中进气量通过加速踏板和节气门进行调节。按化学计算比例=1喷射所需要的燃油量。在带电子气门控制系统的发动机上，所吸进的空气量由气门的开启升程和开启持续时间决定。通过精确控制供油量这里也能实现按=1进行。与次相反，带汽油直接喷射和浓度分区功能的发动机在较宽的负荷范围内以低燃油空气混合比工作。这样使昂贵且易受硫腐蚀的废气处理装置，例如直喷式汽油发动机上使用的，带有电子气门控制系统的发动机上因此就不需要

10、了。8/8/202224电子气门控制系统 可调式气门升程调节系统的电器结构由电子气门控制系统的控制单元、DME单元、DME主继电器、电子气门控制系统过载保护继电器两个偏心轴调整电机、两个偏心轴位置传感器和偏心轴上的两个磁轮等部件组成。电子气门控制系统电路图如图12所示。随着总线端的接通，DME主继电器吸合。这个继电器除了向DME供电外，还为车辆系统电压向电子气门控制系统的控制单元供电。在控制单元内，控制单元电子装置以5V电压工作 8/8/202225这个电子装置执行行驶前检查工作。在延时一段时间后100ms该电子装置通过过载保护继电器并借此保护伺服电机的负荷电路。此后，DME控制单元和电子气门控制系统的控制单元通过LOCAN总线进行通信；。DME根据驾驶员的负荷指令确定以多大的气门升程进行换气。电子气门控制系统的控制单元转发DME的命令，方法是它以16KHZ频率控制伺服电机，直到通过偏心轴位置传感器测得实际值与标准值一致。电子气门控制系统的控制单元通过LOCAN总线向DME控制单元传诵偏心轴位置的信息。8/8/202226图12电子气门控制系统电路图 8/8/202227、 本卷须知为了保证精