捷豹/路虎Ingenium I4 2.0L汽油发动机技术解析（一）

计 实

一、Ingenium I4 2.0L汽油发动机概述

捷豹/路虎Ingenium I4 2.0L汽油发动机在英国伍尔弗汉普顿以及中国常熟奇瑞捷豹/路虎工厂的发动机制造中心进行生产。凭借动力强劲、精致和极其先进的设计，它取代了已获成功的GTDi 2.0L汽油发动机，并将装配于进口和国产的多个捷豹和路虎车型。该发动机是一款250HP（184kW，中等规格）全铝、2.0L（1997cm3）、直列四缸发动机，并且带有双涡道涡轮增压器、双顶置凸轮轴、16 气门和燃油直喷技术。该发动机的外观如图1所示，功率和扭矩特性如图2所示，主要技术规格如表所示。发动机上还采用了多种新技术，其中包括：

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┃图1 IN I4 2.0发动机的外观

◆连续可变气门升程(CVVL)。这套创新的系统能够用电动液压的方式改变进气门正时和升程，从而在发动机工作范围的各个阶段优化性能和经济性。简单地说，该系统通过改变进气门开度来调节吸入发动机的空气量，从而取代了电子节气门的功能

◆BOSCH燃油直喷系统可输出高达20000kPa的燃油压力

◆集成排气歧管和双涡道涡轮增压器可分离排气脉动以改善发动机响应和驾驶性能

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2.CVVL 工作模式

1.CVVL部件和工作原理

◆电控节温器。节温器可以单独控制流至汽缸缸盖和汽缸缸体的冷却液流量，以改善预热时间

复合模式：在极低的发动机转速和负载条件下，系统将会综合使用LIVO 模式和EIVC 模式，以便实现稳定的燃烧。

二、连续可变气门升程(CVVL)

◆可变冷却液泵。电磁阀控制的冷却液泵可以关闭，以缩短预热时间并在低负载高转速时减少流量

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Ingenium I4 2.0L汽油发动机是首款配备高度创新的连续可变气门升程（CVVL）系统的Jaguar Land Rover发动机。CVVL 是一个电动液压系统，允许发动机在工作循环的任何点上尽可能有效地产生最大功率和扭矩。CVVL 仅安装在进气门上，可以连续调节进入汽缸的空气流量，使得发动机在任何转速或负载条件下均可根据需要实现流畅的功率传送。为此，当发动机处于扭矩需求低的情况下时，CVVL 将会提供较低的进气门升程，随着扭矩需求的增大，它将会提供逐渐增高的气门升程。

连续可变气门升程单元如图3所示，内部结构如图4所示，油路工作原理如图5所示。CVVL 总成是一个不可维修的单元，由10个螺栓固定到凸轮轴支座的顶部。进气门和凸轮轴之间没有机械连接，不是直接操作，而是进气凸轮轴操作4个小机油泵，这些泵将会充注4个液压蓄能器。它们充当凸轮轴和进气门之间的液压缓冲器。如果不需要气门全升程，则通过电磁阀从每个蓄能器处释放机油，从而降低凸轮轴的升程。

┃图3 连续可变气门升程单元

主要技术规格

当凸轮轴旋转时，驱动泵活塞的移动，产生液压压力。高压室的压力最高可以达到15000kPa。当电磁阀关闭机油通道时，机油充当“液压推杆”，通过制动单元打开进气门。当电磁阀打开机油通道时，高压室中的一些机油压力将会释放回中间压力室，有效地“缩短”了“液压推杆”的长度和气门升程量。当电磁阀打开机油通道时，蓄压器将释放的机油送回高压室，确保该腔室具有恒定的经过除气的机油供应。制动单元也充当液压气门间隙调节器（HLA），也会调节气门关闭速度。当打开电磁阀机油通道，以提前关闭进气门时，气门弹簧导致气门进入一个“不受控”的行程阶段，因为气门不会随着凸轮轮廓而关闭。为了防止因为关闭速度过快而损坏气门，制动单元充当液压制动器以确保气门能够平顺可控地落座。电磁阀开关时间由PCM 根据由现有传感器计算得出的发动机负载值进行控制。CVVL 温度传感器是唯一一个为此系统加装的传感器。

┃图4 CVVL单元内部结构

┃图5 CVVL单元油路工作原理

◆进气和排气可变凸轮轴正时（VCT）

CVVL 工作模式如图6所示。

┃图6 CVVL 工作模式

全升程模式：在凸轮轴的传统方式控制下，气门完全打开和关闭。此模式用于高发动机转速下，以便获得最大发动机功率。

进气门提前关闭模式（EIVC）：在低至中等发动机转速期间激活。在凸轮轴轮廓以正常方式关闭进气门之前，系统会以液压方式关闭进气门。这将会减少泵气损失，提高发动机输出并防止燃油混合物意外回流到进气口。

进气门延迟打开模式（LIVO）：在启动发动机和怠速运转期间，延迟进气门的打开。气门打开时间较短，并且升程较小，从而可以精确地控制送入汽缸的准确空气量。因而在怠速运转期间，燃油经济性得到改善。在冷启动期间，只有少量的冷态空气进入汽缸，这意味着发动机更加容易启动。

◆可变流量机油泵。电磁阀控制的机油泵可以根据负载或发动机转速改变发动机机油压力

3.CVVL 控制电磁阀

┃图7 CVVL电磁阀工作电压

CVVL 系统中使用了4个电磁阀：每个汽缸一个。每个电磁阀都具有由PCM 提供的专用电源和接地，并且用脉宽调制(PWM) 控制方式来调节其位置。CVVL电磁阀控制电压如图7所示，控制电流如图8所示。

┃图8 CVVL电磁阀工作电流

为了让电磁阀快速动作，我们开发了一种具有最小可能的电流要求的特殊工作策略。这导致电流波形分为几个阶段。在激活的第一个阶段，电磁阀得到电流供应，在此阶段，电流会让电磁阀预先磁化，但是不会让其动作。为了确保快速准确地完成通电程序，在确切的开关时刻，将会对其施加增大的电流。该时刻由PCM根据当前工作条件的传感器输入确定。在电磁阀完全激活后，电流会减少至保持电流，该电流将电磁阀保持在关闭位置。根据工作条件，PCM 软件将会再次控制电磁阀打开的时间点，在这一时刻，系统将会完全断开保持电流。

静止时，电磁阀处没有电流供应，机油油道处于打开位置。所以，如果CVVL 电磁阀发生故障，则相关汽缸上的气门升程将会完全消失，发动机将会进入自我保护模式，利用三个剩余的汽缸来运行。驾驶员将会体验到缺火和性能下降。注意：无法单独更换CVVL电磁阀。如果电磁阀发生故障，必须更换整个CVVL单元。

蚕豆属一年生草本植物，主要分布在北纬63°的温暖湿地，耐寒性较差，也不耐高温和干旱。蚕豆根系较发达，入土较深，根瘤形成早，主根短粗，须根较多，根瘤密集呈粉红色。茎粗壮，荚果肥厚，花期4～5月，果期5～6月。蚕豆忌连作，连作不仅会影响植株长势，造成病苗弱株，生育不佳，更会导致根瘤菌数量下降，活性低，结荚少，发病多，最终导致减产。栽培蚕豆宜实行至少3年以上的轮作，如小麦—蚕豆—青稞—小麦，或蚕豆—玉米（套甘薯）—小麦—花生，小麦—棉花—蚕豆—玉米（套甘薯）。

4. 维修注意事项

与英国高校图书馆的数字学术服务相比，我国图书馆界对数字学术服务的专门研究还相对滞后，个别高校图书馆开展的数字学术服务主要涉及数据存储、机构知识库服务等内容。虽有个别图书馆对数字人文服务的研究与实践探索较重视，并取得了一定的成效，但是总体来说，我国图书馆界的数字人文服务研究与实践尚未得到广泛重视。图书馆在此领域的研究与实践尚缺乏与学科专业人员的合作，未形成图书馆深入支持学科专业人员开展数字人文、数字学术研究的局面。

制动单元是一个从动缸，用于通过液压气门间隙调节元件将泵的液压压力转换为进气门的移动。如果从汽缸缸盖上拆下该单元，则气门间隙调节将被重置。如果必须拆下和重新安装CVVL 单元，则必须使用Jaguar Land Rover 专用工具重置制动活塞。重置该单元并拆下工具后，请目测检查以确认活塞在套筒内落座。该工具会将制动单元从位置A 重置到位置B，如图9所示。

┃图9 制动单元重置

三、正时链条和可变凸轮轴正时（VCT）

1. 正时链条

由于估计出即可得到标量脱靶量ρ和速度v0[5]。因此，通过对交汇过程中导弹与靶标相对距离的连续测量，根据式(11)可解算出导弹标量脱靶量的最小二乘解。

发动机正时齿轮由位于发动机后部的两个带衬套的正时链驱动。如图10和图11所示，主正时链由曲轴上的一个链轮驱动，该链条反过来驱动中间张紧轮。辅助正时链由中间张紧轮驱动，然后驱动进气和排气凸轮轴上的链轮。凸轮轴链轮与VCT 执行器总成集成在一起。

由于动态的涵义比较宽泛，最常用的是通过时态来表达。基于语句层面的处理，语句可以通过从当前集合中消减不满足公式的所有的模型而改变听话者的信息。这种消除值域的思想是会话解释的基础，“更新语义”的意义是隐性地改变了信息状态。因此，动态言语行为来自于逻辑领域，使其满足过去常用的组合分析的方法以服务于真值条件的思想[2]。

┃图10 正时链条

┃图11 可变凸轮轴正时（VCT）

2. 可变凸轮轴正时（VCT）

VCT 位于进气和排气凸轮轴上，由电磁阀控制的机油压力启动。借助VCT，系统可以提前或延迟标准凸轮轴凸角轮廓以实现最佳的燃烧。VCT 系统由PCM 使用来自两个凸轮轴位置传感器(CMP) 的信息进行控制。电控VCT 电磁阀会确定VCT 执行器的位置，该执行器直接连接至凸轮轴。进气凸轮轴可以提前70°，排气凸轮轴可以延迟50°。VCT 与CVVL 相结合，构成了高级气门机构。这便在发动机进气方面提供了同级领先的灵活性和控制水平，从而在整个发动机工作范围内实现最佳的燃烧。结果是改进了燃油经济性、驾驶性能、功率和排放。

VCT 执行器由一个VCT 电磁阀操纵，该电磁阀由PCM 控制。每个VCT执行器都有自己专用的VCT电磁阀，该电磁阀具有12V电源供应，PCM 在接地侧通过PWM 对其进行控制。PCM可以操作VCT电磁阀，使枢轴销移至预定位置，从而控制进入VCT 执行器的加压发动机机油的流量。每个凸轮轴VCT 执行器都有三个液压室。残余凸轮轴扭矩用于确保VCT 执行器尽快返回“基本”位置。如果VCT 电磁阀发生故障，VCT 将无法工作，发动机性能和燃油经济性将会下降。