问服电动机布置在凸轮轴上方,如图3-76所示。伺服电动机用于调节偏心轴。伺服电动机的蜗杆嵌入安装在偏心轴上的蜗轮内。进行调节后无须特别锁止偏心轴,因为蜗杆传动机构具有足够的自锁能力偏心轴扭转可使固定架上的中间推杆朝进气凸轮轴方向移动。但由于中间推杆也靠在进气凸轮轴上,因此滚子式气门压杆相对中间推杆的位置会发生变化。中间推杆的斜台朝排气凸轮轴方向移动。
凸轮轴旋转和凸轮向中间推杆移动使中间推杆上的斜台发挥作用。斜台推动滚子式气门压杆,从而使进气门继续向下移动。进气门因此继续开启。
中间推杆改变凸轮轴与滚子式气门压杆之间的传动比。在满负荷位置时,气门行程和持续开启时间达到最大值。在怠速位置时,气门行程和持续开启时间达到最小值。
由于息速时的最小气门行程非常小,因此必须确保气缸充气均匀分布,所有气门的开启程度必须相同。
因此滚子式气门压杆和相关中间推杆分为不同等级,通过标记出的参数可区分不同等级的部件。
在同一个气缸上始终安装相同等级的部件。通过在出厂前分配滚子式气门压杆和中间推杆,可确保在最小气门行程时气门也能均匀进气。
为了对部件进行分级,必须精确测量部件。根据测量结果为部件分级并将等级参数标记在部件上。这样可使一个发动机所有中间推杆的运行曲线公差保持在7μm以内。
就是说。处于安装状态时气门机构部件的所有公差之和保持在0.2μm以内。
对于滚子式气门压杆来说,要测量HVA元件支点与滚子中心之间的距离;对于中间推杆来说要测量斜台。
发动机的进气和排气侧各设有一个紧凑型无级叶片式 VANOS单元,如图3-77所示VANOS单元易于拆卸和安装,该单元作为链条传动机构的集成式组件用一个中央螺栓固定在相应凸轮轴上。
两个 VANOS单元的调节范围均为70°曲轴转角或35°凸轮轴转角。凸轮轴转角调节范围标注在 VANOS单元上,结构如图3-78所示
摆动马达的主要优点是正时时间调节方式非常简单。调节正时时间的方式与不带NOS的发动机相似。
可通过 VANOS单元中的一个锁止销进行调节,如图3-79所示。当 VANOS处于无压力状态并通过扭转弹簧压入锁止位置内时,锁止销就会卡止;需使 VANOS移出静止位置时,就会通过机油通道将机油输送至提前调节压力室。在机油压力的作用下,锁止销克服锁止弹簧作用力向下压。这样可从带齿圈的壳体上释放摆动转子,从而使其能够在机油压力的作用下扭转。来自提前调节压力室的机油通过机油通道经凸轮轴和电磁阀进入气缸盖的气门室内。
机油输送至气门室内是因为机油通道位于 VANOS机油通道的最高点,因此 VANOS机油通道不会排空机油。
2.宝马可变气门升程调节系统组成元件。
可变气门升程控制系统如图3-80所示,通过1个伺服电动机、1个偏心轴、1个中间推杆回位弹簧、进气凸轮轴和滚子式气门摇臂实现。
伺服电动机安装在凸轮轴上方的气缸盖内,用于调节偏心轴,偏心轴调节进气侧的气门行程。在满负荷位置处时,气门行程为9.9mm,开启时间达到最大值,如图3-81所示。在怠速位置处时,气门行程为0.18mm,开启时间达到最小值,如图3-82所示。滚子式气门摇臂和相关中间推杆分为4个等级。部件上冲压有相关参数,每对的等级都相同。通常生产厂家会对滚子式气门摇臂和中间推杆进行分类,可确保即使在最小行程为0.18mm时气缸也能均匀进气。
(1)气门升程传感器(图3-83)气门升程传感器轴将位置信号发送回发动机控制单元,该传感器按照磁阻效应原理工作,当附近磁场更改位置时,铁磁导体就会改变自己的电阻。为此,在偏心轴上装有一个带有水久磁铁的磁轮偏心轴旋转时,该磁铁的磁力线就会穿过传感器内的导磁材料。由此产生的电阻变化值用作发动机控制单元信号的调节参数。必须用一个非磁性螺栓将磁轮固定在偏心轴上,否则传感器无法正常工作。
(2)调节位置极限挡块(图3-84和图3-85)为了识别出机械挡块,可在挡块之间执行挡块识别程序。为此,将偏心轴由零行程调节到满行程。只有当发动机控制单元在发动机启动时识别到不可信数值,才会执行挡块识别程序。挡块识别程序也可以由诊断系统触发。
(3) VALVETRONIC电动机 VALVETRONIC电动机是一个12V直流电动机,如图3-86所示,以15.6kHz频率进行驱动。DME通过改变控制极以改变转动方向。VAL-VETRONIC电动机通过两根导线与DME相连,最大耗电量可达40A。
3.宝马可变配气机构工作原理。
为减小耗油量,宝马车的可调式气门机构导入发动机的空气量不是通过节气门而是通过进气门的可调式升程调整的。通过电动可调偏心轴,由中间杠杆改变凸轮轴对滚子式气门压杆的作用,由此产生进气门的可调式升程。节气门只在启动时和应急运行时使用,在所有其他的运行状态下节气门均全开,几乎无节流作用。电子气门技术通过实现对气门行程的无级调节,达到在发动机不同转速状态下,功率转矩输出的最佳均衡。
电子气门利用 VANOS和全可变气门机构对进气门的行程和关闭时刻一起进行调节从而使“进气门关闭”时燃烧室内到达理想的混合气质量。如图3-87所示,采用电子气门后,换气损失大大减小,进气门关闭始终是在进气行程中实现的,这一点与普通电喷发动机是不同的。普通电喷发动机的进气门都是压缩行程初期才关闭,也就是进气门迟闭,目的是为了充分利用进气流的惯性增加进气。而电子气门由于进气道无节流,与大气直接相通,因此无须迟闭。随着进气门升程的增大,其关闭的时刻也靠近下止点,关闭时刻相对越来越晚,进气量也越来越多,正好与发动机负荷匹配。进气门关闭后在封闭气缸内的进一步膨胀和接下来的压缩过程几乎都不会产生能量损耗,因此进气损失减少,但是此换气优势随着负荷的增大而不断减弱。满负荷时换气优势为零,因为普通电喷发动机此时节气门也全开。
当负荷较小时进气门开启时间必须非常短,只有通过大幅度减小气门行程才能实现。这样会使气门开启横截面减小,出现明显的节流作用,但是气门间隙处的进气速度由50m/s提高至300m/s以上,而且气流围绕整个气门均匀流动,因此使油滴尺寸减小,实现最佳的混合气形成过程,燃烧充分并减小功率输出波动以及HC和NO,的排放,据实验测得怠速时可减少燃油消耗达20%。负荷增大,节油潜力降低,但即便发动机以理想空燃比运行时,仍可节油10%。
通过气门间隙进气如图3-88所示。
