提升VVT打滑力矩的設(shè)計優(yōu)化

0 引言

可變氣門正時系統(tǒng)(VVT)通過調(diào)整發(fā)動機進排氣門開關(guān)重疊角

，使發(fā)動機處于最優(yōu)燃燒、排放工況，是發(fā)動機節(jié)能減排的重要技術(shù)手段之一

。面對日益嚴(yán)苛的燃油、排放法規(guī)以及最終用戶對低油耗、高功率的要求，VVT正在被大部分主機廠應(yīng)用在發(fā)動機上

。

中置式VVT因性能優(yōu)于側(cè)置式VVT，以前一般應(yīng)用在高端車上

，但隨著技術(shù)的進步和成本的降低，目前已經(jīng)被廣泛普及

。而VVT在被廣泛應(yīng)用同時，也存在著維修及更換成本高的問題

。

本文主要對售后反饋的某機型中置式VVT進氣側(cè)信號不合理問題進行分析，通過多種手段確定失效的根本原因，并采取相應(yīng)的改進措施解決問題。

1 VVT失效模式

售后反饋某車型高速加油不暢，低速提速性能差，有頓挫感，檢測報P001600故障碼(進氣相位故障)。根據(jù)經(jīng)驗，進氣相位故障，通常是由OCV電磁閥故障導(dǎo)致，OCV電磁閥是控制發(fā)動機VVT凸輪相位的關(guān)鍵部件，它出現(xiàn)故障會造出VVT凸輪相位角不正確，進而影響發(fā)動機的正常運行

。測試OCV電磁閥，結(jié)果合格，見表1。

目前，雖然各高校已經(jīng)開始重視慕課開放教育資源的建設(shè)，但是高校教師主要是在正常課時以外的業(yè)余時間或行政命令下被動參與課程視頻資源制作，課時工作量難以核算，他們只是將各類資源選擇一些應(yīng)用于自己的課堂教學(xué)，很難積極投入到大量的課程資源建設(shè)上去。

正常VVT信號輸出曲線見圖1。其中橫坐標(biāo)為VVT實時角度編碼器坐標(biāo)軸，左側(cè)縱坐標(biāo)為實時扭矩坐標(biāo)軸，右側(cè)縱坐標(biāo)為實時流量傳感器(泄漏量)坐標(biāo)軸。

A-B 進氣相位器向提前(解鎖)方向調(diào)節(jié)，運動方向和渦簧彈力方向相同，力矩總體趨勢為渦簧力矩減去摩擦力矩。C-D 進氣相位器向滯后(鎖止)方向調(diào)節(jié)，運動方向和渦簧彈力方向相反，力矩總體趨勢為渦簧力矩加上摩擦力矩。藍(lán)色線為提前腔和滯后腔壓力(都為200kPa)曲線，最下面的曲線為實時泄露曲線。檢查進氣VVT外觀，外觀無異常。檢測VVT性能，發(fā)現(xiàn)VVT輸出曲線異常，相位無法跟隨，存在卡死現(xiàn)象，見圖2。

2 VVT零件質(zhì)量分析

拆解卡死的VVT發(fā)現(xiàn)殼體第1、3腔有摩擦痕跡，2、4腔無痕跡，見圖3。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動靈活，未見雜質(zhì)等異常。

樣品測量重復(fù)性、標(biāo)準(zhǔn)曲線的擬合及標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度和配制、稱量樣品、定容體積的不確定度分量值分別見表5和表6。

測量殼體尺寸，結(jié)果見表2。發(fā)現(xiàn)VVT殼體發(fā)生了變形，形狀趨近于橢圓形，形狀趨勢如圖3中虛線示意所示。根據(jù)摩擦痕跡和殼體變形，判斷VVT工作過程中殼體與鏈輪及蓋板之間產(chǎn)生了滑移，導(dǎo)致了VVT相位無法跟隨和卡死的現(xiàn)象。

綜上分析，故障件被異常磨損導(dǎo)致殼體尺寸超差，形狀趨近于橢圓形，但零件密度、硬度及金相均未發(fā)現(xiàn)異常，初步判斷VVT失效非零件質(zhì)量問題，為了確定問題根本原因，將進一步分析零件設(shè)計是否合理。

對故障件殼體與正常件殼體進行密度、硬度及金相對比檢查，并未發(fā)現(xiàn)異常，見表3、表4。

3 VVT設(shè)計質(zhì)量分析

3.1 打滑力矩計算

1)固定底座工裝；

殼體與鏈輪及蓋板之間產(chǎn)生了滑移，說明殼體與鏈輪及蓋板之間的打滑力矩出現(xiàn)異常。當(dāng)油液充滿VVT腔體時，鏈條最大沖擊100%傳遞到蓋板和殼體，如圖4所示。

3)如圖6c所示情況，機體軸線與設(shè)計軸線平行，存在偏移量，此時需調(diào)節(jié)支撐油缸，使掘進機向設(shè)計軸線靠攏，轉(zhuǎn)變?yōu)閳D6b狀態(tài)。

收集語料的途徑和方法很多，但側(cè)重不同，效用不同。方法本身沒有優(yōu)劣之分，但有各自的適用范圍，有是否合適、是否有效之別(Kasper,2000)。所謂“合適”、“有效”的方法，指的是能夠獲取目標(biāo)語料的方法；所謂“目標(biāo)語料”，指的是有助于解決研究問題、實現(xiàn)研究目的的語料。因此，一項研究具體應(yīng)該采用哪種(哪些)方法，要視研究問題和研究目的而定。除此之外，還要考慮可行性，兼顧時間、物力、人力等現(xiàn)實因素。真實性(authenticy)并非衡量語料質(zhì)量的唯一標(biāo)準(zhǔn)，我們不能簡單地在非真實(inauthentic)和無效(invalid)之間畫等號(Kasper,2000:318)。

1)提升殼體抗打滑變形強度。

本方案包括GSM移動通信模塊，AT89S52單片機模塊，紅外傳感器模塊，煙霧傳感器模塊，溫度傳感器模塊，遙控、撤防模塊，電源模塊等。通過各大傳感器對家居實時情況進行檢測，當(dāng)傳感器采集可能有人進入，或者發(fā)生有毒氣體泄漏的時候，相應(yīng)的傳感器會將相應(yīng)的情況進行采集，然后將信息傳送到單片機中，單片機通過對實時情況的分析后，將信息傳送到GSM短信模塊，GSM短信模塊組成的報警系統(tǒng)將具體情況通過短信發(fā)送到用戶手機上，當(dāng)相應(yīng)的情況得到解決后，警報會自動解除。另外，當(dāng)用戶回到家中，想解除相應(yīng)的安防報警系統(tǒng)的時候，可通過手機的遙控撤防模塊撤銷啟動狀態(tài)，回到相應(yīng)的不撤防狀態(tài)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

根據(jù)經(jīng)驗，選擇鏈條運行時最大沖擊力

=2500N，則理論上打滑力矩

其中：1

5為設(shè)計安全系數(shù)，鏈條受到的最大沖擊力

=2500N，齒形跨棒距鏈條沖擊力作用直徑

=89.4mm，凸輪軸受到的最大扭矩

=20Nm。

198Nm理論打滑力矩接近設(shè)計要求值200Nm，由于鏈條運行時的最大沖擊力是經(jīng)驗值，發(fā)動機在實際的使用場景中，可能存在超過該經(jīng)驗值的極端現(xiàn)象，導(dǎo)致鏈條運行時最大沖擊力超過200Nm，因此認(rèn)為，VVT系統(tǒng)的設(shè)計打滑力矩安全余量不足，需要進一步提高打滑力矩。

3.2 殼體打滑試驗驗證

為了驗證理論打滑力矩小于設(shè)計要求值時，殼體與鏈輪及蓋板之間是否會產(chǎn)生滑移，抽取5件合格樣件進行殼體打滑驗證。

打滑試驗裝置主要由回油油缸、扭矩傳感器、卡盤、監(jiān)控電腦構(gòu)成。試驗時，通過卡盤固定VVT殼體，回轉(zhuǎn)油缸帶動鏈輪勻速轉(zhuǎn)動，用以評估在200Nm轉(zhuǎn)動力矩作用下，殼體是否會相對鏈輪產(chǎn)生滑移，如圖5所示。

試驗過程步驟：

VVT系統(tǒng)設(shè)計要求：a)VVT殼體與凸輪軸打滑力矩>200Nm，b)殼體與鏈輪蓋板打滑力矩>200Nm，即VVT殼體受到200Nm力矩后，不會發(fā)生打滑現(xiàn)象，功能正常。

2)安裝轉(zhuǎn)子卡盤，固定凸輪軸二者中心軸

“加快治”即按照地質(zhì)災(zāi)害隱患點輕重緩急程度，分期分批組織實施地質(zhì)災(zāi)害工程治理項目，嚴(yán)格執(zhí)行地質(zhì)災(zāi)害治理工程招投標(biāo)制度，切實加強治理工程質(zhì)量監(jiān)管。

線同軸；

根據(jù)VVT結(jié)構(gòu)，殼體壁厚從階梯型上3mm，下2mm均增加到4mm的，提升抗拉扯變形強度，防止殼體葉片受沖擊后的拉扯變形。如圖6所示。

4)電腦連接轉(zhuǎn)矩傳感器，打開扭矩測試程序；

5)接通電源，開始測試打滑扭矩，并能記錄結(jié)果。

PCDH10在非小細(xì)胞肺癌中的表達(dá)及PCDH10過表達(dá)對A549細(xì)胞功能的影響(張 潔)(9):847

驗證結(jié)論：在200Nm力矩作用下，殼體與鏈輪間未發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，但1#樣件的打滑力矩剛好為200Nm，結(jié)果見表4。

你也許會說，既然“末”表示“最后”，反義詞自然就是表示“最前”的“首”啦！沒錯，“首”和“末”確實是一組反義詞，只不過這是后來引申出來的。

4 VVT設(shè)計優(yōu)化

通過分析VVT卡滯導(dǎo)致輸出信號不合理失效模式，以及打滑力矩試驗驗證，確定了提升VVT打滑力矩的設(shè)計優(yōu)化思路：

1)因為VVT殼體強度以及與凸輪軸打滑力矩不足，車輛啟動工況時對VVT殼體的瞬間沖擊力，是導(dǎo)致殼體發(fā)生變形或移位的最可能原因。

2)增加VVT殼體壁厚殼體，可以提升殼體抗拉扯變形強度，防止殼體葉片受沖擊后的拉扯變形。

3)在殼體葉片處增加摩擦紋設(shè)計，可以提升殼體與鏈輪及蓋板之間的摩擦系數(shù)，提高打滑力矩，防止車輛啟動工況時對VVT殼體的瞬間沖擊力導(dǎo)致殼體發(fā)生變形或移位。

結(jié)合發(fā)動機運行工況和驗證分析，判斷造成VVT殼體變形的可能原因為殼體與凸輪軸打滑力矩不足，啟動工況時殼體受沖擊力，發(fā)生變形或移位。為了增加殼體、鏈輪及蓋板之間的打滑力矩，可以從以下兩方面進行設(shè)計優(yōu)化：

打滑力矩計算公式：

3)安裝轉(zhuǎn)子，并緊固螺栓；

2)增加殼體、鏈輪及蓋板之間的摩擦系數(shù)。

增加殼體葉片端面摩擦系數(shù)，提升殼體抗打滑強度，防止殼體受沖擊出現(xiàn)打滑移位對殼體環(huán)壁形成拉扯，造成環(huán)壁變形。技術(shù)要求改進前殼體端面粗糙度為 Rz2 ，使用激光標(biāo)刻徑向夾角為0.2°，深度0.010-0.020mm的摩擦紋，端面粗糙度提升到Rz10-20，見圖7。

通過增加殼體厚度以及在殼體葉片處增加摩擦紋設(shè)計，提升了殼體與鏈輪及蓋板之間的摩擦系數(shù)，打滑力矩中位數(shù)從213Nm提升至363.5Nm，提升70.66%，見圖8。采用該優(yōu)化設(shè)計后，VVT失效的問題得到了解決。

（2）絲瓜絡(luò)纖維的斷裂強度高，伸長率低。從力學(xué)性能的角度來講，絲瓜絡(luò)纖維并不適合做紡織材料，必須經(jīng)過改性處理，以滿足紡織加工的需要。

SLA制定過程體現(xiàn)了用戶的意圖，能否根據(jù)現(xiàn)有的決策過程理論對云計算提供商采取的決策進行評估，判斷是否惡意違反SLA，從而造成數(shù)據(jù)泄漏是一個研究方向。

5 結(jié)論

本文分析了VVT卡滯的失效原因，并對VVT零部件設(shè)計進行了優(yōu)化，提升了VVT抗變形能力和打滑力矩，解決了VVT卡滯失效的故障，主要結(jié)論如下：

1)殼體與鏈輪及蓋板之間的打滑力矩安全裕度不足，是導(dǎo)致VVT卡滯失效的原因；

1)階梯型殼體壁厚從2mm、3mm，增加到4mm，能提升殼體抗變形強度；

2)在殼體葉片處增加摩擦紋，打滑力矩中位數(shù)從213Nm提升至363.5Nm，提升70.66%。

為了提高春季雞病防治質(zhì)量，應(yīng)加強春季養(yǎng)雞管理。在飼養(yǎng)過程中，應(yīng)不斷調(diào)整飼料的配置，確保雞舍通風(fēng)，注意雞舍的清潔保濕。通過這些工作，可以提高飼料的綜合質(zhì)量，減少疾病的發(fā)生，提高養(yǎng)雞質(zhì)量，確保養(yǎng)殖戶的經(jīng)濟效益。

4)增加階梯型殼體壁厚，增加摩擦紋設(shè)計，解決了VVT卡滯失效的故障。

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