近年生產(chǎn)的豐田轎車(chē),大都裝配了標注有“VVT-i”字樣的發(fā)動(dòng)機,經(jīng)過(guò)商業(yè)宣傳,很多人已經(jīng)知道VVT-i這一新名詞,但它的具體內容卻鮮為人知。VVT是英文縮寫(xiě),全稱(chēng)是“Variable Valve Timing”,中文意思是“可變氣門(mén)正時(shí)”,由于采用電子控制單元(ECU)控制,因此豐田起了一個(gè)好聽(tīng)的中文名稱(chēng)叫“智慧型可變氣門(mén)正時(shí)系統”。該系統主要控制進(jìn)氣門(mén)凸輪軸,又多了一個(gè)小尾巴“i”,就是英文“Intake”(進(jìn)氣)的代號。這些就是“VVT-i”的字面含義了。
VVT-i是一種控制進(jìn)氣凸輪軸氣門(mén)正時(shí)的裝置,它通過(guò)調整凸輪軸轉角配氣正時(shí)進(jìn)行優(yōu)化,從而提高發(fā)動(dòng)機在所有轉速范圍內的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟性,降低尾氣的排放。
VVT-i系統由傳感器、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(mén)正時(shí)參數值,曲軸位置傳感器、進(jìn)氣歧管空氣壓力傳感器、節氣門(mén)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(jìn)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(shí)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。VVT-i系統視控制器的安裝部位不同而分成兩種,一種是安裝在排氣凸輪軸上的,稱(chēng)為葉片式VVT-i,豐田PREVIA(大霸王)安裝此款。另一種是安裝在進(jìn)氣凸輪軸上的,稱(chēng)為螺旋槽式VVT-i,豐田凌志400、430等高級轎車(chē)安裝此款。兩者構造有些不一樣,但作用是相同的。
葉片式VVT-i控制器由驅動(dòng)進(jìn)氣凸輪軸的管殼和與排氣凸輪軸相耦合的葉輪組成,來(lái)自提前或滯后側油道的油壓傳遞到排氣凸輪軸上,導致VVT-i控制器管殼旋轉以帶動(dòng)進(jìn)氣凸輪軸,連續改變進(jìn)氣正時(shí)。當油壓施加在提前側油腔轉動(dòng)殼體時(shí),沿提前方向轉動(dòng)進(jìn)氣凸輪軸;當油壓施加在滯后側油腔轉動(dòng)殼體時(shí),沿滯后方向轉動(dòng)進(jìn)氣凸輪軸;當發(fā)動(dòng)機停止時(shí),凸輪軸液壓控制閥則處于最大的滯后狀態(tài)。螺旋槽式VVT-i控制器包括正時(shí)皮帶驅動(dòng)的齒輪、與進(jìn)氣凸輪軸剛性連接的內齒輪,以及一個(gè)位于內齒輪與外齒輪之間的可移動(dòng)活塞,活塞表面有螺旋形花鍵,活塞沿軸向移動(dòng),會(huì )改變內、外齒輪的相位,從而產(chǎn)生氣門(mén)配氣相位的連續改變。當機油壓力施加在活塞的左側,迫使活塞右移,由于活塞上的螺旋形花鍵的作用,進(jìn)氣凸輪軸會(huì )相對于凸輪軸正時(shí)皮帶輪提前某個(gè)角度。當機油壓力施加在活塞的石側,迫使活塞左移,就會(huì )使進(jìn)氣凸輪軸延遲某個(gè)角度。當得到理想的配氣正時(shí),凸輪軸正時(shí)液壓控制閥就會(huì )關(guān)閉油道使活塞兩側壓力平衡,活塞停止移動(dòng)。現在,先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機都有“發(fā)動(dòng)機控制模塊”(ECM),統管點(diǎn)火、燃油噴射、排放控制、故障檢測等。豐田VVT-i發(fā)動(dòng)機的ECM在各種行駛工況下自動(dòng)搜尋一個(gè)對應發(fā)動(dòng)機轉速、進(jìn)氣量、節氣門(mén)位置和冷卻水溫度的最佳氣門(mén)正時(shí),并控制凸輪軸正時(shí)液壓控制閥,并通過(guò)各個(gè)傳感器的信號來(lái)感知實(shí)際氣門(mén)正時(shí),然后再執行反饋控制,補償系統誤差,達到最佳氣門(mén)正時(shí)的位置,從而能有效地提高汽車(chē)的功率與性能,盡量減少耗油量和廢氣排放



