K4M 引擎凸輪軸相位調節器 — 結構與工作原理

為改善各工況下汽缸的混合氣充氣量,1.6 L 引擎配備了進氣門凸輪軸相位調節器。

進氣門關閉時刻的偏移可依曲軸轉速最佳化汽缸的混合氣充氣量。因此,中等負荷工況下的扭矩與高曲軸轉速下的功率均得以提升。

相位調節器機構
圖 1. 相位調節器機構

在高曲軸轉速下,進氣門較晚關閉可藉由混合氣的高流速導入額外的混合氣。相反,在較低轉速下,混合氣的慣性較小。因此宜較早關閉排氣門,以避免汽缸充氣不足以及部分新鮮混合氣被排出而造成扭矩損失。曲軸轉速越高,進氣門關閉應越晚。

相位調節器電磁閥
圖 2. 相位調節器電磁閥

供給相位調節器的機油量由安裝於汽缸蓋上的電磁閥決定(見圖 2)。電磁閥以循環開啟程度的交流信號供電(振幅 12 V、頻率 250 Hz)。這使得機油得以進入相位調節器機構,從而改變相位偏移角。

相位調節器的工作
圖 3. 相位調節器的工作:1 — 相位調節器轉子;2 — 相位調節器齒輪;3 — 進氣門凸輪軸;4 — 相位調節器電磁閥

凸輪軸相位調節器持續改變氣門正時相位。電子控制單元向電磁閥發送循環開啟程度的交流信號,其大小與所需相位偏移成正比。相位依曲軸轉角在 0° 至 43° 之間持續變化。

當曲軸轉速在 1500–4300 min-1 範圍內時,ECU 向電磁閥供電。當超過 4300 min-1 時,電磁閥斷電。此時相位調節器機構的位置有助於高曲軸轉速下的汽缸充氣。在此位置,鎖止柱塞會鎖住機構。

當轉速低於 1500 min-1 時,電磁閥不供電。機構由柱塞鎖住。自曲軸轉速超過 1500 min-1 且電磁閥通電起,鎖止柱塞在機油壓力作用下退回並釋放機構。

凸輪軸相位調節器電磁閥的控制在以下條件下進行:

  • 曲軸轉速感知器正常;
  • 凸輪軸位置感知器正常;
  • 噴射系統正常;
  • 引擎起動後;
  • 引擎在踩下油門踏板時不在怠速運轉;
  • 已達到依負荷與曲軸轉速設定的噴射曲線門檻值;
  • 冷卻液溫度在 10–120 °C 範圍內;
  • 引擎機油溫度升高。

備援模式:

  • 相位調節器回到初始位置;
  • 相位偏移為零。

注意。 當電磁閥卡在開啟位置時,引擎怠速運轉不穩,進氣管內壓力升高。此時引擎運轉噪音較大。

相位調節器電磁閥的主要故障

  • 斷路;
  • 對地或對 +12 V 短路;
  • 程式設定值偏移或不一致;
  • 相位調節器位置判定錯誤;
  • 調節量超出容許範圍。