大众/奥迪可变气门升程技术主要通过排气凸轮轴上的电子气门上的气门升程切换以及进、排气门凸轮轴上的可变正时实现对每个气缸气体交换的优化控制,发动机电子控制单元根据当前发动机负荷情况决定使用哪个凸轮。较小的凸轮仅用于低转速。 可变气门升程有以下好处:优化气体交换;防止废气回流到之前的180°排气缸进气门打开的时间更早,气体填充程度更充分;通过燃烧室内的较少高压余气提升响应性;在较低转速和较高增压压力下达到更高的转矩大众/奥迪可变气门升程如图1-1-16所示。
①凸轮轴构造为了在排气凸轮轴上两个不同的气门升程之间相互切换,凸轴上安装有4个可移动凸轮件(带有内花键)。每个凸轮件上都装有两对凸轮,其凸轮升程是不同的。通过执行器对两种升程进行切换。执行器接合每个凸轮件上的滑动槽,并移动凸轮轴上的凸轮件。每个凸轮件有两个执行器用于在两种升程之间来回切换。
凸轮轴中的弹簧加载式球体将凸轮件锁定在其各自的端部位置。凸轮轴的滑动槽和轴向推力轴承会限制凸轮件的移动,如图1-1-17所示。
②执行器在两个电执行器(电磁阀)[气缸1~4的排气凸轮轴执行器(电磁阀)A/B]的辅助下,排气凸轮轴上的每个凸轮件在两个切换位置之间被来回推动。每个气缸的一个执行器切换到更大的气门升程,另一个执行器切换到更小的气门升程。
每个执行器由发动机控制单元的接地信号启动,通过主继电器提供电压。执行器的电流消耗约为3A,执行器的位置、结构与原理如图1-1-18所示。
当电流通过执行器电磁线圈时,金属销在18~22ms内被移动。伸展的金属销接合到排气凸轮轴上凸轮件的相关滑动槽中,并通过凸轮轴旋转推动滑动槽到相应的切换位置。销通过机械方式在滑动槽(相当于一个复位斜面)的作用下缩进去。
凸轮件的两个执行器被启动时,总是只有一个执行器上的金属销移动。
③发动机转速低时的凸轮轴位置及切换如图1-1-19所示。
为了使这个负载范围内的气体交换性能更佳,发动机管理系统通过凸轮轴调节器将进气凸轮轴提前,将排气凸轮轴延迟。气门升程切换至更小的排气凸轮轮廓,而且右执行器移动金属销。它接合滑动槽,并将凸轮件移至小凸轮轮廓。
气门现在沿着较小的气门轮廓上下移动。两个小凸轮的位置在某种程度上是交错的,确保气缸两个排气门的开启时间是错开的。这两项措施会使在废气被从活塞中排到涡轮增压器中时,废气气流的脉动减小,从而可在低转速范围内达到较高的增压压力。
④发动机在部分负荷和全负荷下的凸轮轴位置及切换如图1-1-20所示。
驾驶员踩加速踏板,并从部分负荷改变为全负荷。气缸内的气体交换必须适应更高的性能需求。发动机管理系统通过凸轮轴调节器将进气凸轮轴提前,将排气凸轮轴延迟。为达到最佳的气缸填充性能,排气门需要最大的气门升程。为达到此目的,左执行器被启动,由左执行器移动其金属销。
金属销通过滑动槽将凸轮件移向大凸轮。排气门现在以最大的升程打开和关闭。凸轮件也通过凸轮轴中的弹簧加载式球体被固定在此位置。
