唯兮汽车电子————【应用于UM的Theta II2.4GDI发动机二】
- 唯兮
- 0浏览 · 2015-09-16 21:28
上篇简单的提到了改良型 Theta II2.4GDI发动机的一些改进，主要谈到了可变排量燃油泵以及发动机ECU模块里面的一些改进，接下来我们继续看看剩下的部分，最主要的电控CVVT以及VCM可变进气系统。
在介绍这个部件前，先简单的说说这个部件的作业，很早以前，各大汽车厂商都有自己的可变气门正时， 可变气门正时技术几乎已成为当今发动机的标准配置，早期的可变气门正时技术大多数是使用液压控制凸轮轴的相位改变。
图为2013款GDI发动机上的液压CVVT执行阀
在我上大学汽车理论的课件上面讲的最多的例子就是丰田的VVT-i,那时候这在发动机上面还是新技术，各大厂商也都有应用，只是名字叫法不同，申请的专利不同，其功能原理都是一样的，像本田的i-VTEC,三菱的MIVEC，全称为“Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control system”中文解释为三菱智能可变气门正时与升程管理系统，宝马的Valvetronic系统，翻译过来的意思都是智能可变气门系统，优酷上有段视频是讲解丰田双VVT-I 技术的，http://v.youku.com/v_show/id_XMjU3Mzg4MDg4.html，感兴趣的可以了解下，这个技术最终的目的可以简单理解为：低转速有高扭力，高转速有大功率。
在我上大学汽车理论的课件上面讲的最多的例子就是丰田的VVT-i,那时候这在发动机上面还是新技术，各大厂商也都有应用，只是名字叫法不同，申请的专利不同，其功能原理都是一样的，像本田的i-VTEC,三菱的MIVEC，全称为“Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control system”中文解释为三菱智能可变气门正时与升程管理系统，宝马的Valvetronic系统，翻译过来的意思都是智能可变气门系统，优酷上有段视频是讲解丰田双VVT-I 技术的，http://v.youku.com/v_show/id_XMjU3Mzg4MDg4.html，感兴趣的可以了解下，这个技术最终的目的可以简单理解为：低转速有高扭力，高转速有大功率。
当发动机处在高转速区间时，四冲程发动机的一个工作冲程仅需千分之几秒，这么短的时间往往会引起发动机进气不足和排气不净，影响发动机的效率。因此，就需要通过气门的早开和晚关，来弥补进气不足和排气不净的缺憾。这种情况下，必然会出现一个进气门和排气门同时开启的时刻，配气相位上称为“气门重叠角”。发动机的配气机构是凸轮轴带动的。
气门重叠的角度往往对发动机性能产生较大的影响，那么这个角度多大为宜呢？我们知道，发动机转速越高，每个气缸一个工作循环内留给吸气和排气的绝对时间也越短，因此要达到更高的充气效率，就需要延长发动机的吸气和排气时间。显然，当转速越高时，要求的气门重叠角度越大。但在低转速工况下，过大的气门重叠角则会使得废气过多的泻入进气端，吸气量反而会下降，气缸内气流也会紊乱，此时ECU也会难以对空燃比进行精确的控制，从而导致怠速不稳，低速扭矩偏低。
相反，如果配气机构只对低转速工况进行优化，那么发动机的就无法在高转速下达到较高的峰值功率。所以发动机的设计都会选择一个折衷的方案，不可能在两种截然不同的工况下都达到最优状态。
所以为了解决这个问题，就要求配气相位可以根据发动机转速和工况的不同进行调节，高低转速下都能获得理想的进、排气效率，这就是可变气门正时技术开发的初衷。
在早期的发动机上面，都是使用液压控制，用液压油来控制凸轮轴的相位改变，从而改变进排气门的角度。
了解了它的作业后，我们再看看电控Ecvvt的优点
在新索兰托上面，由液压和电磁阀驱动传统 CVVT更改为直流电机驱动E-CVVT。E-CVVT的工作角度是传统CVVT的两倍。这允许延迟进气气门开启正时，最大优点是减少泵送损失。总之，提高燃油效率2%。没有油压情况下，可由电机驱动E-CVVT; 这使得E-CVVT可在理想状态下减少冷起动时的废气排放。同时E-CVVT比CVVT更快(响应能力更佳)。E-CVVT内没有传感器。比较CKPS和CMPS(与液压类型一样)，计算气门正时。为执行精确控制，凸轮轴配置4侧翼式目标轮。
在新索兰托上面，由液压和电磁阀驱动传统 CVVT更改为直流电机驱动E-CVVT。E-CVVT的工作角度是传统CVVT的两倍。这允许延迟进气气门开启正时，最大优点是减少泵送损失。总之，提高燃油效率2%。没有油压情况下，可由电机驱动E-CVVT; 这使得E-CVVT可在理想状态下减少冷起动时的废气排放。同时E-CVVT比CVVT更快(响应能力更佳)。E-CVVT内没有传感器。比较CKPS和CMPS(与液压类型一样)，计算气门正时。为执行精确控制，凸轮轴配置4侧翼式目标轮。
电脑可以精确控制凸轮轴的数值设置，分析各种状态，执行目标凸轮控制数值设置(与液压CVVT要分析的状态相同)
20种以上的状态, 包括分析转速、进气、APS信号、外部温度、冷却水温、油温和电机保护等，目标值设置补偿了精确控制范围，比液压控制有了更精确的响应速度
20种以上的状态, 包括分析转速、进气、APS信号、外部温度、冷却水温、油温和电机保护等，目标值设置补偿了精确控制范围，比液压控制有了更精确的响应速度
VCM，可变进气系统
它的功能和作用是通过装配在进气歧管上的控制阀来加速低速时的进气流。更具体的说, 增加低速时的滚流。当滚流增加时，一般会提高燃烧速度。这会减少废气排放并提高燃油效率。
它的功能和作用是通过装配在进气歧管上的控制阀来加速低速时的进气流。更具体的说, 增加低速时的滚流。当滚流增加时，一般会提高燃烧速度。这会减少废气排放并提高燃油效率。
2013款上面的VIS可变进气系统是通过真空阀控制的
控制机构，VCM分为阀门开启、阀门关闭和阀门保持3个阶段
接收来自ECU的命令执行阀门位置电机控制操作,VCM上的位置传感器，根据确定的电机占空比数值，检测当前的阀门位置 (电机执行反馈控制)。
接收来自ECU的命令执行阀门位置电机控制操作,VCM上的位置传感器，根据确定的电机占空比数值，检测当前的阀门位置 (电机执行反馈控制)。
新索上面的VIS实物图
以2800 RPM为参考，VCM阀门低速时闭合并在高速时开启，VCM阀门低速时闭合以形成滚流，VCM阀门为常闭式，当高速需要大量进气时开启阀门。
高能点火线圈
图为2013款的点火线圈图片
点火线圈，即将蓄电池低电压转换为所需的高电压，以在火花塞内形成电火花，点燃燃油
图为2013款的点火线圈图片
点火线圈，即将蓄电池低电压转换为所需的高电压，以在火花塞内形成电火花，点燃燃油
从上图我们可以看到，次级电压的增加: 提高冷起动和点火性能→ 燃油效率提高，内部和外部电路改变: 传统点火线圈结构简单。但是Theta II 改良发动机的线圈包括放大电路/线圈和防止冲击电压的电容器。由2个端子(电源、ECU-触点控制) 变为 3个端子(电源、触点、ECU控制电路)
图为点火线圈内部结构电路
交流发电机管理系统
通过控制交流发电机发电电压并检测车辆工作状态(加速/减速)，车辆电气负荷和蓄电池充电状态，发电控制系统提高了燃油效率并保持最佳蓄电池充电状态。
通过控制交流发电机发电电压并检测车辆工作状态(加速/减速)，车辆电气负荷和蓄电池充电状态，发电控制系统提高了燃油效率并保持最佳蓄电池充电状态。
根据蓄电池充电状态和车辆工作状态，执行充电或放电
从蓄电池传感器接收数值，如果SOC高，发电电压下降，反之亦然。
蓄电池传感器不直接测量电流或电压值，而是使用映射值间接测量。
从蓄电池传感器接收数值，如果SOC高，发电电压下降，反之亦然。
蓄电池传感器不直接测量电流或电压值，而是使用映射值间接测量。
说道蓄电池传感器，它安装在蓄电池负极导线的末端。作用：蓄电池传感器它使用内部半导体(硅二极管和分流电阻)并用映射值检测蓄电池液温度和电压。然后经由LIN通信电路将数据传送至发动机ECU。
关于新索兰托2.4发动机的新技术主要就这些了，还有一些细节的东西后续提到再介绍，感谢版主以及各位大索车友的支持，让我们坛子和谐发展。![]()
关于新索兰托2.4发动机的新技术主要就这些了，还有一些细节的东西后续提到再介绍，感谢版主以及各位大索车友的支持，让我们坛子和谐发展。
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