沃尔沃B4204T11发动机结构与工作原理（二）

2018-05-11王卓

汽车维修技师 2018年11期

关键词：凸轮轴油泵电磁阀

王卓

（1）阀门

阀门材质为优质钢，与用于五缸涡轮增压发动机之材料类似。排气门有钠冷却阀杆，如图25所示。阀导管是由包含所谓固体润滑剂之材料所制成。如此可使阀导管更耐磨损，如图26所示。

┃图25

┃图26

（2）阀座

阀座亦由较先前发动机款式所使用的材质更为优质所制成。其原因是，直接喷射的燃油直接喷射到汽缸中的活塞上，这表示进气阀门底座取得的润滑较少，如图27所示。

┃图27

（3）阀门密封件

为了尽可能降低通过阀杆及阀导管之间燃烧气体的风险，阀门密封件具有双重密封唇充当止回阀。除了封锁来自燃烧室的气体之外，密封件必须允许机油通过润滑阀杆。排气门较进气阀需要更多润滑，因此阀门密封件提供两种款式。进气阀之密封件为棕色，而排气门则为绿色，如图28所示。

┃图28

（4）阀门压板

汽油发动机的固定挺杆与五缸汽油发动机上的尺寸相同。在阀门调节时，这些发动机可使用相同范围的挺杆，如图29所示。这些挺杆具有DLC作为防滑涂层。阀门间隙：

◆进气：0.2mm

┃图29

◆排气：0.52mm

5.凸轮轴

在VEA系列中的汽油发动机方面采用铸造凸轮轴。为了尽可能减少摩擦力量及发动机宽度，第一轴承位置采用的是滚子轴承，如图30所示。

┃图30

（1）VVT密封件

VVT环是通过一个宽松的铝制套筒进行密封，而非如先前直接在汽缸头中，如图31所示。

┃图31

两个导管凸耳利用朝上的孔正确定位套，如图32所示。

┃图32

（2）排气凸轮轴

在凸轮轴后端有一个凸轮可驱动高压燃油泵。远端有一个压花凹槽。该凹槽不仅是用来利用工具重置凸轮轴，其亦用于驱动真空泵，如图33所示。该凹槽经过硬化，因而非常重要的是在进行VVT装置扭力旋紧时切勿使用重置工具作为反向支撑。进行旋紧时务必另行使用反向支撑工具999 7497，如图34所示。

┃图33

┃图34

（3）VVT装置（可变气门正时）（如图35所示）

┃图35

进气及排气凸轮轴皆可利用液压控制VVT装置拥有可调整开口次数。功能与结构类似于来自五缸汽油发动机B5254T12的VVT装置。进气凸轮轴VVT可在曲轴约50°、排气凸轮轴约30°之范围内进行调整。在没有机油压力的情况下，VVT装置为锁定。锁定位置的间隙约为1.5°曲轴角度。在1mm阀门开启时形成的开启角度，BTDC为上止点前, ATDC为上止点后。

VVT装置与凸轮轴之间有一个包覆钻石镀膜的摩擦垫圈，如图36所示。

┃图36

（4）VVT（可变气门正时）电磁阀

通过电磁阀ECM可用液压方式控制凸轮轴位置，调节通过12V的PWM信号，如图37所示。

┃图37

6.正时皮带

凸轮轴正时皮带习惯上位于发动机前缘，曲轴通过连接到两个凸轮轴的齿轮驱动器驱动皮带（宽度23mm）。皮带是用机械皮带张紧器张紧，如图38所示。

┃图38

（1）齿轮传动

曲轴上的齿轮传动略微椭圆形，其部分必须抵销正时皮带内所产生脉冲频率。椭圆度为约1mm，如图39所示。

┃图39

（2）正时皮带张紧

由于皮带张紧器以相对较短的齿形皮带形成窄弹簧运动（防止跳齿），最重要的是在发动机处于室温（20～25℃）时检查/调整皮带张紧，如图40所示。若未能完成这点，张紧器极有可能在发动机处于运作温度时朝末端位置运作，导致张紧器故障。万一发动机在调整期间温度过低，皮带有可能会过度张紧且皮带会朝上端位置运作。万一发动机在调整期间温度过高，皮带有可能会太松且张紧器会朝下端位置运作。在更换皮带时，务必将曲轴转动至少两圈然后再调整张紧。皮带将借此推测正确位置（深度和宽度）。皮带张紧器指示器因缺乏空间而难以读取。在读取时用镜子并将发动机正时齿轮侧升起/降下可能会有帮助。

┃图40

（3）皮带保护罩（如图41所示）

┃图41

发动机B4204T9/T10/T12/T13/T15具有保护正时皮带免受外部影响之皮带保护罩，例如石头、水等。该保护罩亦提供若干保护以防止安装不正确或有缺陷的辅助驱动皮带，在其他发动机选择上这会导致辅助驱动皮带结束于正时齿轮，造成发动机故障。

7.机油系统

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来自VEA系列之发动机有一个配备可变油泵、活塞冷却及油位传感器的机油系统。保养周期为30000km/年（依市场而定）。所使用的发动机机油是名称为VCC RBS0-2AE，具有SAE 0W20黏度的全合成机油。这款专为沃尔沃开发的机油必须在所有市场中使用。唯一例外是美国，由于市场上的法律规定，须使用ACEA A5/B5 5W30。为了使发动机内部摩擦力最佳化，润滑系统具有完全可变的油泵。油泵的可变排量有助于降低油耗。VEA系统中所有发动机皆没有量油尺。

（1）机油泵

该油泵是一种叶片泵，其中排量可根据需要以无段方式变化，如图42和图43所示。该油泵借由链条及曲轴驱动。该链条是通过机械式链条张紧器张紧。

┃图42

┃图43

可变油泵：

油泵是一种叶片泵，其可根据需要而连续变更位移。根据发动机温度、发动机转速及扭力输出，油泵受到控制并提供最佳压力。因而可降低来自油泵之功耗，最终有助于减少油消耗及废气排放。变量油泵主要组件包含叶片泵以及可调节的外环。泵的位移根据外环位置而改变。泵在其原始位置产生最大的流量，因此机油压力在经过完全调节时会导致流量/压力降低。

控制：

根据发动机温度，发动机转速及扭力输出，控制机油泵到当时最理想压力。并借此减低机油泵消耗功率，最终可降低燃油消耗及废气排放。机油温度低于20℃时无法控制，如图44所示。

┃图44

（2）电磁阀

外环之调整经由位于油泵壳体的电磁阀受控于ECM。借由控制机油流量可转动调节环并变更偏心率，从而改变叶片泵之供应量。电磁阀通过PWM信号持续受到控制，其中受到完全调节的电磁阀意味着降低位移以及约150kPa的压力，而其位于第二外部位置的电磁阀可提供高位移以及约450kPa的压力。万一油泵调节故障且电磁阀断电，具有传统球体及弹簧的安全系统可将机油压力调节至最大600kPa。

发动机不具有传统的“机械式”量油尺，如图45所示。该发动机改为“电子量油尺”，亦即一个电动传感器。传感器之测量主体由包含铁、镍和钴的金属丝合金制成。这会造成因高温及稍为锈蚀而稍有膨胀等特性。导线位于传感器壳体内并通过顶部弹簧保持张紧状态。传感器的测量范围为65mm。注意，该图像显示不同测量范围可用于提供给驾驶人不同信息之测量原理。其原理是短暂关闭传感器电路。机油冷却效果会影响测量导线之电阻。油位越高，冷却效果越大。液位控制可通过短暂（约750ms）采用8V左右恒定电压的ECM而完成。由于测量导线之电源恒定，电流将随传感器的电阻而变化。电流会在与测量导线串联连接的电阻器上产生相应压降。电阻器位于ECM中。导线上的电压会记录于测量的开始与结束时。电压差会对应于特定液位。当油位低时，电压差会比较大。每一次驾驶周期会执行一次测量（在驾驶周期开始时）。发动机必须要关闭一段时间以获得正确的测量结果，例如几乎所有的油必须流回油盘。在发动机启动之前，驾驶人会（在DIM）通过图形及文字信息获得有关实际液位及任何所需的行动。若测量条件未获得满足，例如机油温度过低、倾斜角度过大或发动机尚未关闭足够长的时间信息，则会出现无法使用之信息。