油压控制阀(OCV)性能实验台架的研究与设计

　　1 引言

　　VVT-(iVariable Valve Timing)系统是指“智能可变气门正时系统”，是近年来逐渐应用于现代轿车的一种新技术。它根据发动机状况随时控制气门的开闭，改变气门运动升程，提高进气充量，使充量系数增加，发动机扭矩和功率得到进一步提高，从而提高汽车的燃油经济型。

　　VVT-i 系统由传感器、ECU 控制器和凸轮轴正时油压控制阀(OCV)等部分组成。根据工况，ECU 计算出各个行驶条件下的最佳气门正时，控制凸轮轴正时油压控制阀动作，控制阀根据ECU 指令控制阀芯的位置，改变液压流量，把提前、滞后、保持不变等信号指令选择输送至VVT-i 控制器的不同油道上，使凸轮轴保持最佳气门正时，以提高发动机性能。作为VVT 驱动器的油压控制阀，其性能的优劣直接影响着VVT 系统的整体性能。因此，研究其性能试验台架来检测机械尺寸上满足要求的OCV，有着真正意义上控制其产品合格率的重大意义。

　　2 OCV的特性

　　2.1 OCV的结构

　　OCV 主要由 PWM 信号接口、铁芯、线圈、阀体(包括阀芯)和弹簧组成，如图1所示。线圈利用电磁力使铁芯移动，铁芯与阀芯为一个整体，铁芯移动将带动阀芯滑动，阀芯的滑动使油路开闭，从而控制油压和回油。

　　2.2 OCV 的性能参数

　　线圈阻抗：(7.4±0.5)Ω20℃;线圈电感：18mHX1kHz;阀芯完全行程所需电流范围：(100～1000)mA;输入电压(通过线圈)：额定电压(12±0.5)V;在正常输入电压下启动响应：<50ms。

　　2.3 OCV 的工作原理

　　油压控制阀是一个可双向移动的脉宽调制电磁阀。通过控制流入线圈的电流量来控制铁芯的移动量，这个移动量决定阀芯的位置(油路开闭的状态)。电流量大，电磁力大，铁芯的移动量也大。电流量由流入的通电量(通电时间量)决定，一定时间单位内通电和断电的比例变化决定通电量，这就是占空比。通电时间比大(通电脉冲的时间长)，占空比增大，电流量也增大;反之，电流量减小[1]。发动机ECU 发出脉宽可调的占空比信号，从而改变通至VVT 转子叶片两侧的机油流量，控制凸轮轴相对于曲轴的正时和相位。

　　3 OCV性能实验台架总体结构设计

　　OCV性能实验台架可分为以下几个模块：机械框架模块、液压油路及其电气控制模块、OCV 控制电路模块、信号采集与处理模块等[2]，其结构简图，如图2所示。

　　3.1 机械框架

　　机械框架主要是放置液压器件，其支撑作用。上面设计成有一定平面度要求的工作台，机械框架整体设计成封闭型，主要是防止油箱温度的热损耗，起一定的保温作用;同时也防止电机的转动产生电磁干扰，影响其他电子及电气元器件，其到一定的电磁屏蔽作用;另一方面也屏蔽掉一些电机转动时的噪声，减少噪声对操作人员的听力损害。