某汽油機VVT系統的優化設計

朱鳳華，覃 韜

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

某汽油機VVT系統的優化設計

朱鳳華，覃 韜

（上汽通用五菱汽車股份有限公司，廣西 柳州 545007）

發動機可變氣門正時技術(VVT，Variable Valve Timing)至今已經有30余年的歷史，由于其省油、功升比大等優點，近年來得到了廣泛的運用。針對在汽油發動機臺架試驗運行過程中，某汽油機VVT工作異常進行闡述，對該故障進行分析。通過對VVT系統的優化設計及相關的試驗驗證，從而有效地解決了故障問題。

汽油機；VVT；優化設計

某汽油發動機在試驗過程中（轉速5 300 rpm，全負荷）工況下扭矩下降20 N·m，經過連接ECU排查發現VVT工作異常。本文通過對該發動機VVT系統組成部件的排查，找到故障的根本原因，提出解決方案，并進行了相關驗證。

1 故障根本原因的排查及確認

1.1 故障根本原因的排查

為了排查本故障的根本原因，試驗人員更換了VVT系統的組成件OCV閥，啟動發動機后VVT工作正常，扭矩也恢復正常，說明該故障是由OCV閥引起。通過對故障OCV拆解分析，發現OCV導向套磨損嚴重，磨損量達0.087mm，且最大磨損位置出現臺階狀，導致OCV磁芯落入導向套磨損嚴重，引起OCV卡死，從而導致VVT信號異常。如圖1所示。

圖1 故障示意圖

1.2 故障根本原因的確認

經過同軸度檢測，發現閥套與磁芯總成同軸度超差。對OCV閥進行詳細檢查，發現造成OCV導向套磨損嚴重的根本原因為OCV線圈外殼收口位置為三個缺口，收口后閥套向一側偏移，導致閥套與磁芯總成同軸度超差。所以故障的根本原因確認為OCV線圈外殼收口方式不當，導致收口后閥套與磁芯總成同軸度超差，使得閥套異常磨損以致OCV卡死。

2 VVT系統結構的改進

2.1 原VVT系統結構

原VVT的收口方式及受力如圖2所示，從圖中可看出，由于OCV線圈外殼三個缺口的收口方式不當，使得收口后閥套與磁芯總成的受力不均，最終導致其同軸度超差。

圖2 原OCV閥收口及受力狀態示意圖

2.2 VVT系統的改進

居于以上分析，決定將磁芯總成的收口方式進行更改，如圖3所示。

圖3 更改后OCV閥收口及受力狀態示意圖

3 試驗驗證[2]

3.1 試驗條件要求

更換新的OCV閥后重新進行發動機試驗，所有條件與原OCV閥的試驗保持一致。

3.2 試驗結果

（1）更改磁芯總成收口方式后，通過跳動檢測，得出數值最大0.25（本處同軸度要求≤0.3），故閥芯與磁芯總成的同軸度有明顯改善，滿足要求。如表1所示。

表1 測量數據對比

（2）更換新設計狀態零件后，直至試驗完成，對比更換OCV閥前后數據，發動機在同一轉速下的扭矩均在123～125N·m，達到設計要求，如圖4所示。

圖4 更改OCV閥前后的扭力數據示意圖

（3）對試驗后零件進行性能測試，同時與實驗前性能數據進行對比，各個零件測量所得結果均在所要求的范圍內，對比數據如表2所示。

表2 零件性能測量數據對比

（4）對試驗后進氣OCV閥進行流量特性測量，同時與實驗前流量特性進行對比，對比的數據如圖5所示，從圖中可看出試驗前后流量曲線光滑，無卡滯，滿足設計要求，故該項測試合格。

圖5 更改OCV閥后進氣流量特性示意圖

（5）對試驗后排氣OCV閥進行流量特性測量，同時與實驗前流量特性進行對比，對比的數據如圖6所示。從圖中可看出試驗前后流量曲線光滑，無卡滯，滿足設計要求，故該項測試合格。

圖6 更改OCV閥后排氣流量特性示意圖

（6）對試驗后的OCV閥進行拆解，檢查零件的內部磨損情況，發現磨損評級為A/B級，故零件內部磨損狀態在可接受范圍內，如圖7所示。

圖7 試驗后OCV閥拆解示意圖

從以上驗證可以看出，更改設計后的OCV閥經過試驗后，發動機扭矩并未發現異常，同時試驗后零件拆解后內部磨損在可接受的范圍內，新設計已解決該VVT系統所出現的問題。

4 結束語

本文通過對VVT系統組件進行了優化設計與試驗研究，有效解決了該汽油機VVT系統出現的問題，從而使VVT可靠的發揮其功效，從某種程度上提高了發動機的動力性、經濟性及可靠性。

[1]王 冰，艾曦峰，李德才.VTEC發動機與VVT-I發動機工作原理對比研究[J].黑龍江交通科技，2007(08)：90.

[2]GM.Standards.GMW16413 Vent System Oil Consumption Evaluation[S].GeneralMotors Company：2011.

Optim ization Design of VVT System in a Gasoline Engine

ZHU Feng-hua，QIN Tao
(SAIC-GM-Wuling Automobile Co，Ltd，Liuzhou Guangxi545007，China)

The variable valve timing technology of engine that have history beyond 30 years so for.Because of their advantage what is low fuel consumption and high power than the displacement liter in recent years has been widely used.In this paper the gasoline engine bench test is running,a gasoline engine VVT anomaly is expounded,the fault analysis.The optimaldesign for the VVT system and related test,so as to effectively solve the problem of.

gasoline engine；VVT；optimization design

U464

B

1672-545X（2014）04-0089-02

2014-01-06

朱鳳華（1985—），女，貴州興義人，助理工程師，學士學位，研究方向：交通工程（汽車運用方向）。