B38發(fā)動機的可變氣門相位調(diào)節(jié)（VANOS）系統(tǒng)原理簡介

在B38發(fā)動機上配備了VANOS系統(tǒng)，它可在較低和中等發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實現(xiàn)發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩，在較高發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)實現(xiàn)發(fā)動機的最大功率。VANOS系統(tǒng)的另外一個優(yōu)點是可實現(xiàn)內(nèi)部廢氣再循環(huán)，這樣可在部分負(fù)荷范圍內(nèi)減少有害的氮氧化物的排放。繼而能夠更快地加熱三元催化轉(zhuǎn)化器，減少冷起動時的污染物排放，降低燃油消耗量。

如圖11所示，VANOS調(diào)節(jié)裝置實行閉環(huán)控制，DME根據(jù)曲軸位置傳感器、加速踏板位置傳感器及其他模塊的轉(zhuǎn)矩請求信號計算進(jìn)、排氣VANOS調(diào)節(jié)裝置的目標(biāo)控制角度，然后以占空比信號控制VANOS電磁閥執(zhí)行器動作，進(jìn)而對VANOS調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行提前或延遲調(diào)節(jié)，兩個凸輪軸位置傳感器持續(xù)監(jiān)測進(jìn)、排氣凸輪軸位置，并將信息反饋給DME，以判斷進(jìn)、排氣VANOS調(diào)節(jié)裝置是否達(dá)到目標(biāo)控制角度。

如圖12所示，VANOS系統(tǒng)的核心部件包括VANOS電磁閥執(zhí)行器、VANOS中央閥、VANOS調(diào)節(jié)裝置。其中，VANOS中央閥將VANOS調(diào)節(jié)裝置與凸輪軸固定在一起，同時通過該VANOS中央閥還能控制流入VANOS調(diào)節(jié)裝置的機油。在此通過一個電磁執(zhí)行機構(gòu)（即VANOS電磁閥執(zhí)行器）將自身閥芯壓在VANOS中央閥的閥芯上并推移后者來實現(xiàn)控制功能。圖13所示為VANOS中央閥內(nèi)用于控制VANOS調(diào)節(jié)裝置的機油流，VANOS調(diào)節(jié)裝置在機油流的作用下實現(xiàn)對凸輪軸的提前或延遲調(diào)節(jié)。圖14所示為進(jìn)氣VANOS調(diào)節(jié)裝置內(nèi)的機油通道，通過淺黃色通道可使進(jìn)氣凸輪軸朝延遲方向調(diào)節(jié)，通過深灰色通道可使凸輪軸朝提前方向調(diào)節(jié)。排氣VANOS調(diào)節(jié)裝置的調(diào)節(jié)原理同理。

通過對VANOS調(diào)節(jié)裝置的控制實現(xiàn)可變氣門重疊（圖15），以滿足不同發(fā)動機轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)對氣門重疊的要求。圖中藍(lán)色實線為進(jìn)氣門的初始角度，在排氣上止點后122.5°曲軸轉(zhuǎn)角完全開啟。紅色實線為排氣門的初始角度，在排氣上止點前120°曲軸轉(zhuǎn)角完全開啟。在起動工況、熄火狀態(tài)和應(yīng)急工作狀態(tài)時進(jìn)、排氣VANOS調(diào)節(jié)裝置都處于該調(diào)節(jié)角度。隨著發(fā)動機轉(zhuǎn)速增加，氣門重疊角逐漸增加，直到進(jìn)、排氣門的開啟角度達(dá)到最大調(diào)節(jié)極限，最大重疊角約為130°曲軸轉(zhuǎn)角。圖15中藍(lán)色虛線為進(jìn)氣門的調(diào)節(jié)極限，在排氣上止點后52.5°曲軸轉(zhuǎn)角完全開啟，可調(diào)角度為70°曲軸轉(zhuǎn)角；紅色虛線為排氣門的調(diào)節(jié)極限，在排氣上止點前60°曲軸轉(zhuǎn)角完全開啟，可調(diào)角度為60°曲軸轉(zhuǎn)角。

圖11 VANOS閉環(huán)控制示意圖

圖12 VANOS系統(tǒng)的核心部件

圖13 VANOS中央閥內(nèi)的機油通道

圖14 進(jìn)氣VANOS調(diào)節(jié)裝置內(nèi)的機油通道

圖15 B38發(fā)動機的可變氣門正時曲線圖