I en motor er det svært altid at opnå optimal volumetrisk effektivitet i alle positioner fra lave omdrejninger til høje omdrejninger. Hvis timingventilens timing ikke er variabel, når den volumetriske effektivitet i lav tomgangsposition øges, vil rotationseffektiviteten i høj tomgangsposition blive reduceret.
Volumeeffektiviteten er stærkt påvirket af ventiltiming, både af procentdelen af åbning og løft af indsugningsventilen, såvel som af længden, indvendig diameter og formen af indsugningsmanifolden. Korrekt timing er påkrævet for at indløbsventilen kan lukke. VVT (Variable Timing Valve)-systemet forbedrer denne volumetriske effektivitet.
VVT-systemet ændrer løbende timingen af indsugningsventilerne for at opnå optimering for motorens driftsforhold.
Ændringer i indsugningsknasttimingen justeres via indsugningsknasttandsættet (VVT-aktuator), som er monteret foran på indsugningsknastakslen.
Rotoren inde i denne enhed er det, der driver motorolietrykket, som varierer med faserne af indsugningsknastakslen og med indsugningsknasttandhjulet, der er forbundet til rotoren ved hjælp af en skrue.
Oliekontrolventilen styres med servicekontrol af ECM. Ventilen ændrer motorolietrykket, som sendes til fremføringskammeret og retardkammeret i indsugningskammens timing gearsæt.
ECM'en bestemmer timingventiloptimeringen (procentfremrykning) for forskellige driftsforhold baseret på motorens omdrejningstal, gasspjældets åbningsprocent, indsugningsmanifoldens tryk og kølevæsketemperaturen. Derefter styrer den OCV'en efter behov. ECM registrerer også CMP-sensorens aktuelle lead-procent og styrer udbyttefeedbacken for at opnå en værdi, der er tæt på lead open procent-målet.
Figur 1 viser hovedkomponenterne i systemet.
Figur 2 viser det skematiske diagram af systemet og dets hovedkomponenter.
Figuren 3 viser praktisk t alt den maksimale fremføring og forsinkelse af indsugnings- og udstødningsventilerne som følge af systemets aktivering.
VVT-systemmål
• Forbedret drejningsmoment ved lavt til midt-rpm
I situationen med høj belastning, ved lav til middel rotation, med lavt til medium drejningsmoment, er den tidlige lukning af indsugningsventilen (avanceret) mere effektiv for at øge den volumetriske effektivitet.
Figur 4 viser sammenligningen mellem det konventionelle system og det system, der bruger VVT.
• Forbedret brændstoføkonomi
I mellembelastningsområdet øges crossover (avanceret), så den interne EGR-effekt (når nogle af udstødningsgasserne fra slutningen af udstødningsslaget recirkuleres til indsugningsmanifolden ved det negative tryk) mindsker undertryk i indsugningsmanifolden. Dette reducerer pumpetab (motorfriktion, når stemplet bevæger sig ned) og forbedrer brændstoføkonomien.
Yderligere reduceres crossover (maksimal forsinkelse) under kørsel for at eliminere tilbagestrømning på indløbssiden og stabilisere forbrændingen. Dette reducerer mængden af luft og forbedrer brændstoføkonomien.
• Forbedret emissionskontrol
I mellembelastningspositionen øges ventilkrydset (avanceret), og den interne effekt på EGR'en bruges til at reducere forbrændingstemperaturen og NOx-genereringen. HC'er reduceres også igen ved at brænde den uforbrændte gas. Figur 5 viser den interne EGR-effekt.
magnetventilfunktion
Oliereguleringsventilen er installeret på oliepumpehuset (tandkædedæksel). Den styrer olietrykket, der påføres den hydrauliske aktuator, som er monteret i indsugningsknastens timing gear for kontinuerlige ændringer i indsugningsventilens timing. ECM'en bruger arbejdssignalet til at styre spoleventilen, som ændrer olietrykskanalen.
Figur 6 viser detaljer om konstruktionen af magnetventilen.
Betjeningsgear og fasevariator
Den hydrauliske aktuator, der styrer rotordriftsvinklen, er monteret på knastakseltandhjulet. Rotoren og knastaksel er forbundet. Ændringer i motorens rotationsvinkel ændrer timingen af indsugningsventilerne.
Låsestiften er placeret over rotoren. Når motorolietrykket er lavt, når motoren startes, sidder låsestiften inde i huset til den maksimale retardposition gennem fjederen. Dette minimerer faseskift i indløbsknastaksel og indløbsknasttidsgear.
Når motorolietrykket er indstillet til at fremføre kammersiden efter motorstart, udløser det låsestiften.
Figur 7 viser hovedkomponenterne i fasevariatoren.
Funktionelle detaljer
• Forsinkelse
Når forsinkelsessignalet (forsinkelse) sendes af ECM, bevæger OCV spoleventilen sig til højre. Olietrykket sendes til retardkammeret, afløbet åbnes på fremføringskammerets side.
Dette får rotoren til at rotere til forsinkelsessiden.
Figur 8 viser detaljer om denne fase af systemets funktion.
• Vedligeholdelse
Når et ECM-signal om at holde en position (50 % belastning) påføres for at stoppe OCV-spoleventilen i midterpositionen, er der ingen ændring i olietrykindstillingen for retardkammeret eller for fremføringskameraet.
På denne måde er rotorens placering fast.
Figur 9 viser detaljer om denne fase.
• Advance
Når fremrykningssignalet (høj belastning) sendes fra ECM, bevæger OCV spoleventilen sig til venstre. Olietrykket justeres til fremføringskammeret, og afløbet på retardsiden åbner. Dette får rotoren til at rotere til den forreste side.
Figur 10 viser, hvordan komponenterne opfører sig i denne fase.
Case Study
SYMPTOM: Ejer af et andet værksted medbragte Hyundai HB20-køretøjet, figur 11, som allerede var kørt igennem andre værksteder, hvor de allerede havde adskilt motoren 2 gange, ejeren rapporterer, at bilen ikke har styrke til at genoptage farten.
DIAGNOSE: Vi besluttede at udføre analysen med motoranalysatoren i oscilloskopfunktionen, som vist i figur 12, med CKP-, CMP- og VVT-aktuatorsignalet.
Fra optagelsen vidste vi, at motorens ECU sendte et PWM-signal til solenoiden, men for at bevise, at VVT-aktuatoren udførte kommandopositionsvariationen, var vi nødt til at udføre MTPRO-analysatorens fasescript.
Og uden at spilde tid anvender vi scriptet.
Vi bruger fasescriptet, som vist på figuren.
Da vi udførte scriptet, identificerede vi, at der under de første 2 aktiveringer af solenoiden var en variation i kommandoens position, men i den tredje og fjerde aktivering, som vist med pilen, var der ingen variation i kommandoen, hvilket indikerede en fejl i fasevariatoren.
LØSNING: Da vi udskiftede fasevariatoren, fungerede køretøjet perfekt igen.
Vi ses næste gang!!!
