三、I ZR-FE发动机可变正时系统结构与原理
1ZR-FE发动机VVT-i系统由电子控制子系统、凸轮轴正时机油控制阀总成（OCV ）、凸轮轴正时齿轮总成等组成。
1．电子控制子系统
VVT-i系统的控制原理框图如图1所示，该系统的组成元件及位置如图2所示。
发动机
ECU依据
曲轴位置传感器、空气流量计和节气门位置传感器信号计算出最优配气正时即目标配气正时，通过控制凸轮轴正时机油控制电磁阀的占空比，对凸轮轴正时进行调节。
凸轮轴位置传感器的作用是检测凸轮轴的实际位置，并把信号反馈给发动机
ECU、
ECU通过该信号与目标配气正时的比较，计算控制误差，实现闭环控制，使对凸轮轴正时的控制更加精确。
发动机冷却液温度传感器和车速传感器信号是监测发动机工作状态实时对目标配气正时进行调整的修正信号。
2.凸轮轴正时机油控制阀（OCV）
凸轮轴正时机油控制阀的结构如图3所示，它由一个电磁阀和一个4通滑阀组成。发动机
ECU通过控制电磁阀通电占空比来控制滑阀阀芯的位置。当阀芯处于中间位置时，提前开启角室和延迟开启角室均和外油路切断，OCV处于保持状态。在电磁阀控制下，阀芯向右端移动时，延迟开启角室和机油压力油路连通，同时提前开启角室内和排出泄油口连通，机油压力施加到凸轮轴正时齿轮总成壳体内的延迟开启角室，OCV处于延迟驱动状态；反之，阀芯向左端移动时，机油压力施加到凸轮轴正时齿轮总成壳体内的提前开启角室，OCV处于提前驱动状态。
3．凸轮轴正时齿轮总成
VVT-i系统凸轮轴正时齿轮总成主要由一个由正时链条驱动的壳体和固定在凸轮轴上的叶片及使壳体和叶片保持在中立位置的液压锁销组成（如图4c所示）。在没有机油压力时，安装在壳体上的锁销可以固定叶片。壳体与叶片之间形成2个液压室，即延迟开启角室和提前开启角室。凸轮轴前端第一道轴颈上有2个油道，这2个油道受凸轮轴正时机油控制阀控制，并通过凸轮轴和叶片上的油道分别和提前开启角室和延迟开启角室连通。
4.VVT-i系统油路
VVT-i系统的所有工作均需通过机油完成，为保证VVT-i及时、准确的工作，必须保证油压在工作范围内，为此，发动机VVT-i均有单独的油路，如图5所示。油泵从油底壳泵出的机油，经过VVT-i过滤器后分别通入排气OCV和进气OCV、OCV按照
ECU的指令，通过控制滑阀的轴向位置来调节机油的流向，使叶片相对壳体顺时针或逆时针转动，从而实现对配气相位的调节及控制。
VVT-i系统主要通过以下方式完成对发动机配气正时的调整：
（1 ）
ECU根据曲轴和
凸轮轴位置传感器信号，计算出凸轮轴正时齿轮总成中叶片和壳体的相对位置；
（2）通过机油控制阀（ocv）控制机油驱动正时齿轮总成工作；
（3）通过液压锁销控制使转子和定子锁死，保持中立位置；
（引通过控制凸轮轴正时齿轮总成叶片（与凸轮轴相连）2侧提前开启角室和延迟开启角室的机油流量使其相对于壳体（与正时链轮相连）发生相对旋转，从而实现相位调节。
6.VVT-i系统工作过程
VVT-i系统工作过程主要分3步完成：初始状态、解锁及进／迟角驱动。
（1 ）VVT-i系统初始状态
在发动机停止及启动状态，正时齿轮总成处于锁销锁止状态，进气凸轮轴正时齿轮总成在最迟开启位置，排气凸轮轴正时齿轮总成在最早开启位置。
发动机停止及启动时，进气OCV断电，在回位弹簧作用下，OCV处于延迟驱动状态，叶片与壳体之间的摩擦力有助于VVT回位至最迟开启位置，进气凸轮轴正时齿轮总成处于最迟角位置，锁销处于锁止状态。
发动机停止及启动时，排气OCV断电，在回位弹簧作用下，OCV处于提前驱动状态，叶轮转子与定子之间的摩擦力有助于推动正时齿轮总成回位至最迟开启位置的趋势，为促进正时齿轮总成回位至最早开启位置，在排气凸轮轴正时齿轮总成VVT总成上设定了回位弹簧，排气VVT总成处于最早开启位置。
（2 ）VVT-i系统解锁状态
发动机启动后，VVT处于初始状态。由于VVT系统油路的设计，决定了进气OCV处于延迟驱动油路状态，排气OCV处于提前驱动油路状态。进气VVT，机油通过油路进入延迟开启角室，并进入锁销油道；排气VVT，机油进入提前开启角室。当迟角油路（进气）或进角油路（排气）的油压达到设定值（HM规格为20～40kPa）时，VVT解锁。
（3 ）VVT进角／迟角驱动
ECU发出进／迟角作动脉冲，OCV处于进／迟角油路状态。主油道机油经OCV→缸盖进／迟角油道→凸轮轴进／迟角油路→VVT进／迟角油道→VVT进／迟角油室→推动VVT进／迟角作动。
同时回油油路，VVT迟／进角油室机油→VVT迟／进角油道→凸轮轴迟／进角油路→缸盖迟／进角油道→OCV迟／进角油路→缸盖迟／进角回油道一缸盖油池或缸体油底壳。
发动机停转时，在弹簧作用下，锁销固定壳体和叶片，进气凸轮轴正时齿轮总成在最迟开启位置，排气凸轮轴正时齿轮总成在最早开启位置，从而有利于发动机启动。发动机启动但机油压力尚未传到凸轮轴正时机油控制阀时，锁销仍锁定壳体和叶片以防撞击产生噪声（如图4a所示）。发动机启动后，锁销在机油压力作用下而松开（如图4b所示）。
当凸轮轴正时机油控制阀使机油压力施加到提前开启角室时，叶片相对于壳体顺时针旋转一定的角度，气门正时提前（如图6a所示）。
当凸轮轴正时机油控制阀使机油压力施加到延迟开启角室时，叶片相对于壳体逆时针旋转一定的角度，气门正时延迟（如图6c所示）。
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