摘要:本文通过以Audi汽车公司的BDX发动机为例,介绍了气门升程控制系统AVS的原理、结构及工作形式。对各个分系统进行了详细的剖析,描述了系统的工作过程,解释了电路结构,说明了系统自诊断功能和故障运行模式,总结了该系统的优缺点。
近二十年来,随着越来越严格的排放法规实施和动力需求的提高,车用发动机的机械结构(尤其是缸盖、配气机构)发生了很大的改变,传统的固定气门交叠角、气门升程的配气机构,已经无法满足车辆对发动机的性能需要。各大汽车公司在缸盖结构与配气机构方面的研发改进是发动机技术发展的主要形式之一,由此出现了多种机构形式。
在气门交叠角控制方面一般是以VVT方式为主流,虽然各家公司叫法不同,但最早成熟推向市场的是丰田公司开发的VVT技术。在气门升程控制方面,目前分为升程全可控和阶段可控两种,由于专利限制、研发困难且成本较高,所以投入市场应用的种类并不多。全可控技术比较有代表性的是宝马公司的Valvetronic技术,日产公司的VVEL可变气门升程技术。而阶段性可控最著名的就是本田公司的VTEC技术,本文所要介绍的Audi的气门升程控制也属于这一类。
Audi公司推出的气门升程阶段可控技术简称AVS,该系统通过进气凸轮轴上低速和高速两种凸轮实现升程的控制,达到低速时良好的经济性及平顺性,高速时拥有更好的动力性。该系统已经应用在多款大众与奥迪车型上,本文以奥迪的2.8 L排量FSI V6发动机BDX为例对该系统的原理功能进行阐述,并对系统的维修诊断进行介绍。
1 总体结构
如图1所示在进气凸轮轴前部是用于可变气门正时控制的凸轮轴相位调节器,与其他发动机的结构和功能类似,而气门升程控制依靠可在凸轮轴上滑动的凸轮块来实现。每个凸轮块上都有对应气门所需的大小凸轮,以实现对气门升程的控制。
传统型的凸轮与凸轮轴由于没有可调能力,凸轮与凸轮轴是过盈配合连接或是整体加工而成。为了要实现大小凸轮的切换,凸轮块必须能够移动,所以凸轮块与凸轮轴表面采用了花键连接,以使凸轮块在凸轮轴上滑动从而实现气门升程的切换。在该款发动机上凸轮块可移动约7.0 mm。后部三角形凸轮则是FSI发动机的高压油泵驱动凸轮。