大众发动机可变气门正时结构与功能自学手册

群众发动机可变气门正时结构与功能自学手册Service自学手册246可变气门正时带叶片调节器结构和功能人们对燃烧式发动机的需求不断增加。一方面,在本自学手册中我们将向你介绍新型的带叶片调客户要求更高的功率和扭矩;另一方面又不能对节器的凸轮轴调节装置的结构和功能。群众汽车燃油经济型和日益严格的排放法规视而不见。就公司首先在2.8升V6和2.3升V5发动机上安装气门正时而言,它意味着根据发动机的转速和负本系统。以后在其他发动机上,例如W8和载对进气凸轮轴和排气凸轮轴进行调整是必不可W12发动机,也将安装此类可变气门正时系统。少的。因此,调整系统的技术结构以及调整方式正在被不断地改良。246_148新技术注意说明自学手册描述了新开发的结构和功能。其内容不再昀新的检测,调整和维修说明,请参考相关的售后效劳维修手册。更新。2目录引言4结构6功能8进气凸轮轴的提前.10进气凸轮轴的滞后11进气凸轮轴调节.12排气凸轮轴.13排气凸轮轴,根底设定.14排气凸轮轴,怠速.15机油循环系统.16发动机管理17系统一览.17功能图25自诊断26小测验.273引言可变气门正时的任务可变气门正时的任务是:在发动机的怠速、昀大输出功率和扭矩以及废气再循环操作模式时提供昀优化的气门正时设置。上止点怠速Ec在怠速工况时,对凸轮轴进行设置使得进气凸轮轴较晚翻开,并且较晚关闭。排气凸轮轴被设置Io成在上止点之前完全关闭。由于只有昀少量的残余气体被燃烧,所以就使得怠速很稳定。IcEo下止点246_001输出功率上止点Ec要在很高的发动机转速时获得较高的输出功率,必须使得排气门较晚翻开。只有这样,被燃烧气体的膨胀力才能较长时间地作用在活塞上。进气门在上止点后翻开并且在下止点后完全关闭。这样进气的动态自增压效应被用来增加输出功率。IoIcEo下止点246_002Io:进气门翻开进气压缩Ic:进气门关闭功率输出Eo:排气门翻开:排气Ec:排气门关闭4上止点扭矩Ec要获得昀高的输出扭矩,气缸必须具有很高的容积效率。这需要进气门较早翻开。因为较早打开,所以关闭也较早;这样就防止了将新鲜空气压出去。Io排气凸轮轴在上止点之前关闭。IcEo下止点246_003废气再循环上止点Ec通过调节进气和排气凸轮轴可是实现内部废气再循环。在此过程中,当气门交错(进气门和排气门都翻开)时废气就从废气口流入进气口。交错的程度决定了再循环的废气量。进气凸轮轴被设置成在上止点之前完全翻开并且排气凸轮轴在上Io止点之前才关闭。结果,两个气门都翻开并且废气被再循环。与外部废气再循环相比拟,内部废气再循环的优点是Ic系统的反响更快并且再循环的废气分布更加均匀。Eo246_004下止点图示的气门正时仅用于说明根本原理和可变凸轮轴正时的作用。当然,每一种发动机都有与它的机械系统和发动机管理系统相匹配的气门正时。5可变气门正时可变气门正时的结构可变气门正时系统包括以下部件●两个叶片调节器调节进气凸轮轴的叶片调节器被直接安装在进气凸轮轴上。它根据发动机控制单元的信号调节进气凸轮轴。调节排气凸轮轴的叶片调节器被直接安装在排气凸轮轴上。它根据发动机控制单元的信号调节排气凸轮轴。两个叶片调节器都是由液压操控的并且通过控制外壳与发动机的机油系统连接。图示说明的是V5和V6发动机上可变气门正时的布置。至凸轮轴中环形通道的机油通道进气凸轮轴叶片调节器控制外壳N205排气凸轮轴叶片调节器N318246_1466●控制外壳控制外壳被安装在缸盖上。通向两个叶片调节器的机油通道都位于控制外壳内。●两个电磁阀控制外壳内安装有两个电磁阀。它们根据发动机控制单元的信号将机油压力传导至叶片调节器。进气凸轮轴正时调节阀-1-(N205)控制进气凸轮轴;排气凸轮轴正时调节阀-1-(N318)控制排气凸轮轴。图示说明的是W8和W12发动机上一个缸盖的可变气门正时系统的布置。至凸轮轴中至环形通道的机油通道控制外壳进气凸轮轴叶N205N318片调节器排气凸轮轴叶片调节器246_025图示发动机的结构和功能是相同的。区别仅在于某些部件的布置和形状不同。7可变气门正时可变气门正时的功能对可变正时气门的控制是通过发动机控制单元随之,它们翻开控制外壳中的机油通道。这样发实现的。要调节凸轮轴,需要具有发动机转动机机油就流经控制外壳和凸轮轴,然后流入叶速、发动机负载和发动机温度以及曲轴和凸轮片调节器。叶片调节器旋转并且根据发动机控制轴位置的信息。单元的要求调节凸轮轴。要调节凸轮轴,发动机控制单元驱动电磁阀N205和N318。霍尔传感器1G40进气凸轮轴霍尔传感器1G163排气凸轮轴N205N318发动机控制单元机油泵发动机转速空气质量和空气温度发动机负载冷却液温度246_0128本局部将更详细地讲解凸轮轴的调节。以下几页的主题是:零件、结构和功能。进气凸轮轴叶片调节器的结构进气凸轮轴的调节调节机械装置包含以下部件:在整个发动机转速范围内,进气凸轮轴都由发动机控制单元调节。昀大调节值为52°曲轴转角。调节取决于存储在发动机控制单元中的调节曲线●带外转子的外壳图。直接与正时链条连接●内转子直接与凸轮轴连接叶片调节器外转子内转子机油通道246_1559可变气门正时进气凸轮轴调节凸轮轴提前的工作原理就废气再循环和增加扭矩而言,进气凸轮轴被设之后,机油就经凸轮轴外表的5个钻孔流入叶片置成“进气门在上止点之前翻开〞的位置上。要调节器的5个提前储油室中。在那里,机油推动改变位置,发动机控制单元驱动进气凸轮轴正时内转子的叶片。内转子作相对于外转子(和曲调节阀1N205。轴)的旋转,并与凸轮轴一起旋转。结果,凸轮当气门被驱动时,它就使得控制活塞运动。轴沿着曲轴旋转的方向继续旋转并且使得进气门在控制外壳中,正时提前的机油通道根据调节的较早翻开。程度被翻开。结果,处于压力状态下的发动机机油就流经控制外壳流入凸轮轴的环形通道中。如果可变气门正时的功能发生故障,机油压力会将叶片调节器压至上止点之后的25°这一根本位置。控制外壳环形通道正面的钻孔提前的机油通道回油控制活塞回油246_150发动机机油压力10调节凸轮轴滞后的工作原理当发动机怠速时或需要发动机具有很大输出功率正时滞后储油室中。机油沿着凸轮轴旋转方向推时,进气凸轮轴就旋转从而使得进气门较迟地打动内转子和凸轮轴,从而使得气门较迟翻开。开,即在上止点后翻开。要使得进气凸轮轴滞同时,正时滞后的机油通道翻开,控制活塞翻开后,发动机控制单元驱动进气凸轮轴正时调节阀正时提前通道的回油通道并释放其中的压力。沿1N205。着滞前方向的旋转对正时提前储油室施加压力并电磁阀通过运动控制活塞的方式翻开正时滞后的将正时提前储油室中的机油压出去。通道。机油流经控制外壳并流入凸轮轴的环形通道中。机油通过凸轮轴中的钻孔流入凸轮轴调节器固定螺栓的袋式钻孔中。从那儿,机油流经凸轮轴调节器的5个钻孔后流入内转子叶片背后的控制外壳环形通道内叶片正面的钻孔固定螺栓的袋式钻孔正时滞后机油通道回油控制活塞回油246_151发动机机油压力11可变气门正时调节的工作原理调节使得进气凸轮轴在提前和滞后之间连续不断于凸轮轴调节器上,然后将凸轮轴压向“提前〞地变化,其中调节的昀大值为曲轴角度的52°。位置。将控制活塞压向“提前〞方向会自动翻开正以霍尔传感器信号为根底,发动机控制单元检测时滞前方向的机油回油通道当调节至到达的角度进气凸轮轴的瞬时位置。时,进气凸轮轴正时调节阀1N205就将控制活之后,就能够根据存储在发动机控制单元中的塞推至一个能使调节器的两个储油室压力保持恒曲线图来对凸轮轴进行调节。定的位置。如果要将正时向滞前方向调节,那么流当被发动机控制单元驱动时,例如需要正时提前程与之相反。时,进气凸轮轴正时调节阀1N205就将控制活塞沿正时提前方向推。机油压力经控制外壳作用N205N205246_150246_15212排气凸轮轴凸轮轴的调节你在前面几页中已经看到,进气凸轮轴是由控制排气凸轮轴叶片调节器的结构:单元调节的。与之相反,只能对排气凸轮轴进行排气凸轮轴的叶片调节器与进气凸轮轴的叶片控制。控制单元只能将调节器设置在根本位置或调节器在结构上是完全相同的。但是内转子的怠速位置上。调节的昀大角度为曲轴转角的宽度较大,因为昀大调节值为曲轴转角的22°。22°。外转子外转子更宽的叶片机油通道246_15613可变气门正时根本位置的工作原理根本位置当发动机被起动时和发动机的转速高于怠速时,在根本位置上,排气凸轮轴位置使得排气门恰好排气凸轮轴处在根本位置上。在上止点之前关闭。这时,发动机控制单元不驱动排气凸轮轴正时调节阀1(N318)。在此位置之后,排气凸轮轴正好在上止点之前关闭。在功上,正时滞后的机油通道处于翻开状态。机油压率输出、扭矩和废气再循环操作模式中,排气凸力通过机油油道抵达排气凸轮轴的环形通道。从轮轴处于此位置。排气凸轮轴正时调节阀1那儿,机油流经凸轮轴的正面钻孔后流入凸轮轴(N318)不动作。调节器的机油储油室中。在那里,机油推动内转子的叶片。叶片旋转至停止位,同时使凸轮轴与它一起旋转。只要电磁阀不动作,凸轮轴就保持在此位置。控制外壳环形通道叶片正面的钻孔内转子固定螺栓的袋式钻孔根本位置的机油通道外转子回油控制活塞回油246_157发动机机油压力14怠速怠速位置的工作原理在怠速和发动机转速约为1200转/分时,排气排气凸轮轴正时调节阀1(N318)由发动机控制凸轮轴被设置在“提前〞位置上。单元驱动。它推动控制活塞并且翻开控制外壳中的另一条机油通道。现在发动机机油流入凸轮轴中的另一个环形通道中并通过凸轮轴上的钻孔流入凸轮轴调节器中。在那里,机油推动内转子的叶片。叶片以及凸轮轴被沿着发动机的旋转方向按压,从而使得排气门较早地翻开和关闭。储油室中叶片前部的机油流经凸轮轴调节器的钻孔、固定螺栓的袋式钻孔和凸轮轴的环形通道后流回电磁阀。在电磁阀中,机油流经回油通道后流入控制盒的罩盖中。控制外壳环形通道内转子正面的钻孔固定螺栓的袋式钻孔外转子回油控制活塞回油246_156发动机机油压力15可变气门正时机油循环系统以下几页介绍机油循环系统。可变气门正时系统在机油压力为0.7bar及以上时开始工作。有压力时的机油回路无压力时的机油回路由机油泵产生的机油压力经气缸体流入气缸从凸轮轴调节器的储油室中无压力的机油流经盖,然后从气缸盖经机油滤清器流入凸轮轴调凸轮轴的环形通道后流回控制外壳中。节器的控制外壳中。机油压力通过机油通道后机油流经控制外壳后返回至电磁阀。到达凸轮轴的环形通道并且从那儿通过凸轮轴上的正面钻孔流入凸轮轴调节器中。在电磁阀中,机油流经正时链条盖罩后返回至油底壳。进气凸轮轴排气凸轮轴凸轮轴调整装置凸轮轴调整装置气缸盖带电磁阀的气缸体控制外壳供油机油泵回油机油油底壳246_013至排气凸轮轴的机油回路与进气凸轮轴的机油回路完全相同。16发动机管理V5和V6发动机系统概述发动机控制单元霍尔传感器1G40霍尔传感器2G163进气凸轮轴正时调节阀N205发动机转速传感器G28空气质量计G70排气凸轮轴正时调节阀1N318冷却液温度传感器诊断接口G62246_02917发动机管理发动机控制单元以下几页将介绍发动机控制单元、向发动机控制单元提供信息的传感器和由控制单元驱动的执行元件。本自学手册中介绍的执行元件和传感器仅适用于安装了一根排气凸轮轴和一根进气凸轮轴的发动机。当然,如果发动机中安装一根以上的排气凸轮轴和一根以上的进气凸轮轴,那么在每一根凸轮轴上都需要有一个霍尔传感器和一个凸轮轴调节的气门。发动机控制单元的新功能结构是将发动机扭矩作发动机控制单元负责控制凸轮轴调节。为此,发为根本数据的并且控制单元对它进行计算后执行动机控制单元存储着进气凸轮轴和排气凸轮轴调所有其他的发动机管理措施。节的特性曲线图。不同的发动机操作模式分别有扭矩这一根本数据是直接在发动机控制单元内相应的调节凸轮轴的特性曲线图。进行计算的。例如:这些操作模式是:控制单元使用来自空气质量计和发动机转速传感器的信号计算扭矩。●发动机预热阶段●或处于工作温度时的发动机246_01718系统的学习能力整个可变气门正时系统是可匹配的。此可匹配在怠速匹配过程中,发动机控制单元使用发动机性能补偿部件的和装配的误差以及发动机使用转速传感器和霍尔传感器的产生的信号来检查进过程中发生的磨损。气凸轮轴和排气凸轮轴的怠速设置。如果实际值偏离存储在控制单元中的额定值,那么在下一次当发动机处于怠速状态和冷却液温度高于60°凸轮轴调整时,系统会根据额定值对凸轮轴进行时,发动机控制单元会自动执行匹配程序。相应的调整。额定值匹配值TDC实际值246_009BDC19发动机管理空气质量计G70空气质量计G70位于发动机的进气管道中。发动机控制单元使用空气质量计的信号来计算容积效率。以容积效率、氧传感器数值O2和点火正时的数据为根底,发动机控制单元计算出扭矩数值。246_148信号的使用在可变气门正时系统中,信号被用来根据负载状况对凸轮轴进行调节。如果空气质量计发生故障,发动机控制单元制造信号失灵产生的影响一个替代信号。凸轮轴按照给出的操作条件继续进行工作。20发动机转速传感器G28发动机转速传感器G28位于曲轴箱内。它以电磁的方式探测曲轴上传感器转子的齿60减2。发动机控制单元利用此信号来探测发动机的转速和曲轴上止点的位置。但是要调节凸轮轴,发动机控制单元必须知道曲轴的准确位置。要准确地探测出曲轴的位置,发动机控制单元使用来自传感器转子上每一个齿的信号。传感器转子上的缺口起着判断零点上止点的作用并且传感器转子上每一个齿代表6°曲轴转角。246_149例子:1个齿6°曲轴转角x60个齿360°曲轴转角;相当于曲轴旋转一圈。两个齿探测上止点的缺口相当于12°曲轴转角。在可变气门正时系统中,信号被用来根据发动机信号的使用转速对凸轮轴进行调节。信号失灵产生的影响如果信号发生故障,发动机停止运转并且不能再次起动。21发动机管理霍尔传感器G40和霍尔传感器2G163两个霍尔传感器都位于正时链条罩盖中。它们的任务是将进气凸轮轴和排气凸轮轴的位置信息传递给发动机控制单元。它们是通过读取位于相应凸轮轴上快速传感器转子的信号传递信息的。发动机控制单元通过霍尔传感器1G40检测进气凸轮轴的位置;发动机控制单元通过霍尔传感器2G163检测排气凸轮轴的位置。霍尔传感器1G40霍尔传感器2G163246_036信号的使用发动机控制单元利用发动机转速传感器的信号来探测曲轴的位置。与来自凸轮轴的信号配合,发动机控制单元计算出凸轮轴相对于曲轴的位置。控制单元需要使用这些位置来对凸轮轴进行精确的调节和快速地起动发动机。信号失灵产生的影响如果仅一个霍尔传感器发生故障,就不能对凸轮轴进行调节。但是,发动机仍能继续运转并且在熄火后仍能重新起动。如果两个霍尔传感器发生故障,发动机仍能继续运转直至发动机熄火。发动机熄火后,不能重新起动。当然,如果安装了一根以上的排气凸轮轴和进气凸轮轴,那么在每一根凸轮轴上都需要有一个霍尔传感器。22冷却液温度传感器G62冷却液温度传感器G62位于节温器壳体内。它向发动机控制单元传送当前发动机温度的信息。246_028信号的使用此传感器信号被用来根据温度状况起动对凸轮轴的调节。信号失灵产生的影响如果信号发生故障,控制单元用存储的温度作为替代值。23发动机管理进气凸轮轴正时调节阀N205和排气凸轮轴正时调节阀N318两个调节阀都集成在凸轮轴调节控制外壳内。它们的任务是:根据来自控制单元的额定值将机油压力按照调节的方向和距离导向凸轮轴调节器。要调节凸轮轴,控制单元通过一个可变的占空比(接通-断开率)驱动气门。进气凸轮轴正时调节阀N205调节进气凸轮轴;排气凸轮轴正时调节阀N318调节排气凸轮轴。N205N318246_143信号失灵产生的影响如果至凸轮轴正时调节器的导线发生故障或一个凸轮轴正时调节器发生故障,可变正时调节功能失效。当然,如果发动机中安装了一根以上的排气凸轮轴和一根以上的进气凸轮轴,那么在每一根凸轮轴上都需要有一个正时调节气门。24V5和V6发动机的功能图87a87a1515SN205N318J220G28G40G163G62G70246_026G28发动机转速传感器N318排气凸轮轴正时调节阀1G40霍尔传感器1输出信号G62冷却液温度传感器输入信号G163霍尔传感器2正极J220发动机控制单元接地N205进气凸轮轴正时调节阀187a燃油泵继电器J17背后的正极25发动机管理自诊断可以通过自诊断对可变气门正时的部件进行检测。要对可变气门正时部件进行诊断,请使用昀新的维修手册和车辆诊断测试仪VAS5051。246_023可以用自诊断和引导性故障查询对用颜色标识的传感器和执行元件进行检测。发动机控制单元霍尔传感器1G40霍尔传感器2G163进气凸轮轴正时调节阀1N205发动机转速传感器G28空气质量计G70冷却液温度传感器G62排气凸轮轴正时调节阀1N318246_030诊断接口26小测验1.下面哪一种说法是正确的?a.使用可调节的凸轮轴能够更好地将气门正时与发动机的各种操作模式进行匹配。b.气门正时对操作模式没有任何影响.2.凸轮轴是在怎样的操作模式下被调节的a.扭矩b.怠速c.废气再循环d.功率输出3.凸轮轴是用何种方式被调节的a.气动b.液压c.机械4.请写出以下部件的名称1._____________________________12._________________________323._________________________464._________________________55._____________________________