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B38发动机的可变气门相位调节（VANOS）系统原理简介

在B38发动机上配备了VANOS系统，它可在较低和中等发动机转速范围内实现发动机的最大转矩，在较高发动机转速范围内实现发动机的最大功率。VANOS系统的另外一个优点是可实现内部废气再循环，这样可在部分负荷范围内减少有害的氮氧化物的排放。继而能够更快地加热三元催化转化器，减少冷起动时的污染物排放，降低燃油消耗量。

如图11所示，VANOS调节装置实行闭环控制，DME根据曲轴位置传感器、加速踏板位置传感器及其他模块的转矩请求信号计算进、排气VANOS调节装置的目标控制角度，然后以占空比信号控制VANOS电磁阀执行器动作，进而对VANOS调节装置进行提前或延迟调节，两个凸轮轴位置传感器持续监测进、排气凸轮轴位置，并将信息反馈给DME，以判断进、排气VANOS调节装置是否达到目标控制角度。

如图12所示，VANOS系统的核心部件包括VANOS电磁阀执行器、VANOS中央阀、VANOS调节装置。其中，VANOS中央阀将VANOS调节装置与凸轮轴固定在一起，同时通过该VANOS中央阀还能控制流入VANOS调节装置的机油。在此通过一个电磁执行机构（即VANOS电磁阀执行器）将自身阀芯压在VANOS中央阀的阀芯上并推移后者来实现控制功能。图13所示为VANOS中央阀内用于控制VANOS调节装置的机油流，VANOS调节装置在机油流的作用下实现对凸轮轴的提前或延迟调节。图14所示为进气VANOS调节装置内的机油通道，通过浅黄色通道可使进气凸轮轴朝延迟方向调节，通过深灰色通道可使凸轮轴朝提前方向调节。排气VANOS调节装置的调节原理同理。

通过对VANOS调节装置的控制实现可变气门重叠（图15），以满足不同发动机转速范围内对气门重叠的要求。图中蓝色实线为进气门的初始角度，在排气上止点后122.5°曲轴转角完全开启。红色实线为排气门的初始角度，在排气上止点前120°曲轴转角完全开启。在起动工况、熄火状态和应急工作状态时进、排气VANOS调节装置都处于该调节角度。随着发动机转速增加，气门重叠角逐渐增加，直到进、排气门的开启角度达到最大调节极限，最大重叠角约为130°曲轴转角。图15中蓝色虚线为进气门的调节极限，在排气上止点后52.5°曲轴转角完全开启，可调角度为70°曲轴转角；红色虚线为排气门的调节极限，在排气上止点前60°曲轴转角完全开启，可调角度为60°曲轴转角。

图11 VANOS闭环控制示意图

图12 VANOS系统的核心部件

图13 VANOS中央阀内的机油通道

图14 进气VANOS调节装置内的机油通道

图15 B38发动机的可变气门正时曲线图