可变气门正时系统检修

学习任务7.1 可变气门正时系统检修

可变配气相位是现代汽车技术手段中的新技术之一。它改变了配气相

位固定不变的状态，在发动机运转工况范围内提供最佳的配气正时，提高

了充气系数，较好地解决了高转速与低转速、大负荷与小负荷下动力性与

经济性的矛盾，在一定程度上改善了废气排放、怠速稳定性和低速平稳性，降低了怠速转速。

可变配气技术，从大类上分，包括可变气门正时和可变气门行程两大类。发动机只匹配可变气门正时，如丰田的VVT—i发动机；发动机只匹配了可变气门行程，如本田的VTEC；发动机既匹配可变气门正时又匹配可变气门行程，如丰田的VVTL—i，本田的i—VTEC。

1、可变气门正时技术的发展概况

2、可变气门正时系统的原理

3、丰田VVT-i智能可变气门正时系统

4、本田VTEC可变气门正时及气门升程电子控制系统

汽油发动机要达到良好的动力性、燃油经济性和排放性能，首先必须控制合适的汽油与空气的混合比例，以满足怠速、中低速、中小负荷、

高速大负荷等工况时对混合气浓度的要求。由于传统的自然吸气式发动

机，其配气机构的配气相位和气门升程都是固定的，这就使进气量相对是固定的，动力性、经济性以及排放性的潜力均未完全发挥。随着轿车汽油机的高速化和废气排放法规的日趋严格，传统的自然吸气式发动机配气机构配气相位和气门升程固定不变的缺点变得越来越突出，为此，可变气门技术已经迅速发展起来。这其中，丰田谷司的VVT-i 技术和本田公司的VTEC技术由于能有效提高发动机的充气效率，改善发动机的燃烧效率，大幅度地提高了发动机的性能而令人瞩目。

一、丰田VVT-i智能可变气门正时系统

VVT-i智能可变气门正时系统是一种控制进气凸轮轴气门正时的机构，在进气凸轮轴与传动链轮之间具有油压离合装置，让进气门凸轮轴与链轮之间转动的相位差在40度范围内可以改变，通过调整凸轮轴转角对气门正时进行优化，从而提高发动机在所有转速范围内的动力性、燃油经济性，降低尾气的排放。现以花冠3ZZ—FE发动机为例加以说明。

1、VVT-i的结构组成

VVT-i智能可变气门正时系统结构组成如图7-1所示，主要由传感器、发动机ECU和执行机构(VVT—i控制器、凸轮轴正时机油控制阀)三部分组成。VVT-i控制器结构如图7-2所示，由一个固定在进气凸轮轴上的叶片、一个与从动正时链轮一体的壳体和一个锁销组成。控制器有气门正时提前室和气门正时滞后室这两个液压室，通过凸轮轴正时机油控制阀的控

制，它可在进气凸轮轴上的提前或滞后油路中传送机油压力，使控制器叶片沿圆周方向旋转，调整连续改变进气门正时，以获得最佳的配气相位。凸轮轴正时机油控制阀由一个用来转换机油通道的滑阀、一个用来控制移动滑阀的线圈、一个柱塞及一个回位弹簧组成，其结构如图7-3所示。工作时，发动机。ECU接收各传感器传来的信号，经分析、计算后发出控制指

令给凸轮轴正时机油控制阀，凸轮轴正时机油控制阀以此控制控制滑阀的位置，从而控制机油液压使VVT-i控制器处于提前、滞后或保持位置。当发动机停机时，凸轮轴正时机油控制阀多处在滞后状态，以确保起动性能。

图7-1 VVT-i系统结构组成

图7-2 VVT-i控制器(OCV) 图7-3 凸轮轴正时机油控制阀

2、VVT-i的工作原理发动机ECU根据发动机转速、进气量、节气门位置和冷却液温度计算出一个最优气门正时，向凸轮轴正时机油控制阀发出控制指令，凸轮轴正时机油控制阀根据发动机ECU的控制指令选择至VVT-i控制器的不同

油路以处于提前、滞后或保持这三个不同的工作状态。

此外，发动机ECU根据来自。凸轮轴位置传感器和曲轴

位置传感器的信号检测实际的气门正时(改进后的LS400 1UZ-FE发动机和LS430 3UZ-FE 发动机还另外安装有VVT传感器以更精确地检测凸轮轴位置)，从而尽可能地进行反馈控制，以获得预定的气门正时。控制原理如图7-4所示，凸轮轴正时机油控制阀提前、滞后和保持

这三种工作状态的具体情况见表4—1。

3、VVT-i的检修

①检查凸轮轴正时机油控制阀线圈电阻及工作状况。断开蓄电池负极和凸轮轴正时机油控制阀连接器C2，测量接线柱之间的电阻，20度时为6.9～7.9Ω。如不符合技术标准应更换凸轮轴正时机油控制阀。起动发动机，脱开凸轮轴正时机油控制阀连接器C2并检查发动机转速，发动机转速应正常。将蓄电池电压施加在凸轮轴正时机油控制阀端子间并检查发动机转速，发动机应怠速不稳或失速。若工作不正常，则首先检查凸轮轴正时齿轮，必要时更换凸轮轴正时齿轮。若凸轮轴正时齿轮工作正常，则更换凸轮轴正时机油控制阀。

图7-4 VVT-i系统的控制原理

②检查发动机ECU与凸轮轴正时机油控制阀间的配线和连接器。检查发动机ECU连接器E9端子24与凸轮轴正时机油控制阀连接器C2端子1间的电阻，应为1Ω或更小。检测发动机ECU连接器E爹端子24与2l间的电阻，应为1MΩ或更大。检测发动机ECU连接器E9端子23与凸轮轴正时机油控制阀连接器C2端子2间的电阻，应为1Ω或更小。检测发动机ECU连接器E9端子23与21问的电阻，应为lMΩ或更大。若正常，则检查是否是间歇性故障，若不正常，则修理或更换配线和连接器。

③当VVT-i智能可变气门正时系统发生故障时，会产生三个有关故障码：P1346、P1349和P1656。产生故障码P1346的原因是曲轴位置传感器性能问题、凸轮轴位置传感器性能问题、机械系统有故障(正时带跳齿、齿带过长)、ECU有故障。产生故障码P1349的原因有气门正时不正常、凸轮轴正时机油控制阀有故障、VVT-i控制器总成有故障及ECU有故障。产生故障码P1656的原因有凸轮轴正时机油控制阀电路断路或短路及ECU有故障。

二、本田VTEC可变气门正时及气门升程电子控制系统

本田公司的VTEC可变气门正时及气门升程电子控制系统是世界上第一个能同时控制气门开闭时问及升程两种不同情况的气门控制系统，本田公司在其几乎所有的车型中都使

用了 VTEC技术。与普通发动机相比，VTEC发动机所不同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法，它有中低速用和高速用两组不同的气门驱动凸轮，由发动机控制单元根据各传感器的输入信号，通过电磁阀调节摇臂活塞液压系统同时改变进气门的正时与升程，提高发动机的燃烧效率和大负荷、高转速时的功率性能，使发动机在低速时具有较大转矩，而在高速时又能输出较大功率，大大地改善了汽车的动力性和经济性。

1、VTEC的结构组成如图7-5所示，VTEC发动机每个气缸都有与普通气门_样动作的四个气门(一个主进气门和一个副进气门、两个排气门)，凸轮轴除原有控制两个气门的一对凸轮外，还增设一高位凸轮，三个凸轮轮廓各不相同。其气门摇臂也因此分成并排在一起的主摇臂、中间摇臂和辅助摇臂，在主摇臂内有一油道与摇臂轴油道相通，在主摇臂的腔内有一正时活塞，在辅助摇臂的腔内有同步活塞A和B，在正时活塞和同步活塞A间有一正时弹簧，在主摇臂上设有一个正时板，气门摇臂组结构见图7-6。

图7-5本田发动机VTEC系统图7-6 气门摇臂结构示意图如图7-7所示，VTEC的控制系统主要由电控单元、VTEC电磁阀总成和压力开关等组成。其中，VTEC电磁阀总成(控制电磁阀、液压执行阀)的结构见图7-8。

图7-7 VTEC系统控制原理图图7-8 VTEC电磁阀结构原理图

2、VTEC的工作原理如图7-7所示，工作时，发动机转速、负荷和冷却液温度等信号输入电控单元，经电控单元分析处理后决定对配气机构是否实行VTEC控制，即控制VTEC

电磁阀打开或关闭，进而控制液压执行阀和气门机构的动作。另外，VTEC电磁阀开启后，VTEC压力开关负责检测系统是否正处在工作状态，并反馈一个信号给电控单元以监控系统工作。当出现下列情况时系统才会实行VTEC控制：由进气歧管压力传感器检测到发动机转速高于2300～3200r/min或发动机进入中等负荷以上时、由车速传感器检测到车速高于10km ／h时、由冷却液温度传感器检测至冷却液温度高于10℃时。．

①低速状态。发动机在低转速时，控制电磁阀没有打开，在弹簧弹力的作用下液压执行活塞在最高位置，机油经活塞中部的孔流回油底壳(图7-8)。装在主摇臂上的正时板也在弹簧作用下挡住正时液压活塞向右运动(图7-9a 低速状态)。此时，主摇臂、中间摇臂和辅助摇臂是彼此分离独立动作的，主凸轮A与辅助凸轮B分别驱动主摇臂和辅助摇臂以控制气门的开闭(图47-10a)。由于辅助凸轮B的升程很小，因而进气门只稍微打开。虽然此时中间摇臂已被凸轮c驱动，但由于中问摇臂与主摇臂、辅助摇臂是彼此分离的，故不影响气门的正常开闭。即在低速状态，VTEC机构不工作，气门的开闭情况与普通顶置凸轮轴式配气机构相同。

图7-9 液压活塞工作情况

②高速状态。当发动机高速运转时，由于离心力和惯性力，正时板克服弹簧作用力而取消对正时活塞的锁止。当发动机转速达到某一特定转速时，控制电磁阀接收到控制单元的信号而接通油路，一部分机油便流到液压控制活塞的顶部，使活塞向下运动关闭回油道，使机油经活塞中部的孔沿摇臂轴流到各气门摇臂的液压腔，流入正时活塞左侧(图7-8、图7-9b))，使同步活塞移动，将主摇臂、辅助摇臂和中间摇臂锁成一体、一起动作(图7-10b))。此时，由于中间凸轮c较凸轮B高，所以便由它来驱动整个摇臂，并且使气门开启时间延长，开启的升程增大，从而达到改变气门正时和气门升程的目的。当发动机转速降低至设定值时，摇臂中的同步活塞端的油压也将由控制单元控制而降低，同步活塞将回位弹簧推回原位，三根摇臂又将彼此分离而独立工作。

图7-10 液压活塞工作

2003年，广州本田与世界同步推出了比VTEC更先进的i-VTEC系统发动机，i-VTEC 系统是在原有VTEC的基础上，添加了一个与VVT-i原理、功用相同的VTC可变正时控制系统，VTC可变正时控制系统根据发动机运行工况通过：ECU控制程序调节进气凸轮轴的相位，连续改变进气门的正时，使气门的重叠时问更加精确，达到最佳的进、排气时机，进一步提高了发动机的功率。

3、VTEC的检修

①VTEC电磁阀及其电路的检修。目测VTEC电磁阀与电控单元的连接导线是否有连接不良的现象。关闭点火开关，拆下VTEC电磁阀插头，检查VTEC电磁阀插头1号端子与2号端子(或车体搭铁)之间的电阻。如果被测电阻值不在14～30Ω的范围内，则说明VTEC 电磁阀损坏，应予更换。如果检测的电阻值在14～30Ω范围内，则检查VTEC电磁阀插头端子与电控单元插头端子之间的电阻，判断电路是否有断路故障。若导通，则接上VTEC电磁阀插头，检查电控单元插头端子与VTEC电磁阀插头端子之间的电阻，判断电路是否有短路故障。

②VTEC压力开关的检修。关闭点火开关，拆下VTEC压力开关插头和电控单元端插头，测量导线电阻应为0。否则，说明线路断路。重新接上VTEC压力开关插头，起动发动机，将蓄电池正极端子与VTEC电磁阀接通，测量VTEC压力开关信号输入端与电控单元搭铁线之间的电压。在发动机转速小于4000r/min时(VTEC压力开关打开)，应为0；大于r/min (VTEC 压力开关关闭)，应为12V。

③VTEC电磁阀及液压控制活塞的检修。将、VTEC电磁阀总成从气缸盖上拆下，检查控制电磁阀和液压阀体与缸盖间的椭圆形滤清器是否被堵塞。如果堵塞，则应更换机油滤清器和发动机机油，同时必须更换电磁阀的密封垫(一经拆下便应更换)。如果电磁阀滤清器未堵塞，则分解电磁阀与阀体时，用手推动柱塞，看其是否能上下自由运动。检查电磁阀处的滤清环及密封件，如果有损坏则更换新件，安装电磁阀时应使用新的0形密封圈，并更换机油。若以上检查均正常，则检查液压控制阀活塞能否灵活运动，如有必要则清洗控制阀。

④摇臂机构的检修。使第l缸处于压缩行程上止点位置，拆下缸盖罩。用手按压第1缸的中间摇臂(进气侧)，要求其能与主摇臂、辅助摇臂分离而单独运动。按做功顺序(1-3-4-2)分别使各缸处于压缩行程上止点位置，并依次用上述方法检查每个缸的中间摇臂，结果应同上。注意，如果中间摇臂不能单独运动，则应将主摇臂、中间摇臂和辅助摇臂组拆下，并检查中问和主摇臂内的同步活塞A是否能移动自如。如果某根摇臂需要更换，则必须整组地更换三根摇臂。

三、CVVT系统

安装在发动机凸轮轴上，根据发动机旋转次数把进气凸轮轴的开闭时机调整到最佳状态，以此提高发动机性能的机构。

■改善油耗 : 通过增加气门重叠角，减少PUMPING LOSS (吸排气损耗)。

■减少尾气 : 根据发动机条件把气门重叠角调整至最佳状态，并根据内部EGR（废气再循环系统）重新燃烧未燃烧废气。

■提高低速扭矩并提高输出 : 根据发动机条件把进气门正时调整至最佳状态，以此提高体积效率。

1、CVVT 发动机外观及结构

发动机外观?

? CVVT模块

2、进气门开闭时机与性能

提高发动机性能的关键是，能否向燃烧室供应大量空气。从发动机性能侧面看，进气门的开闭时机是影响进气效率的关键。

（1）β型发动工机，由正时皮带驱动排气凸轮轴，排气凸轮轴与进气凸轮轴以正时链连，并由排气凸轮轴驱动进气凸轮轴的方式。

（2）在此情况下，CVVT排气凸轮轴的正时链安装在链轮齿上，而CVVT座与排气凸轮轴为一体，CVVT 叶片与链轮齿作为一体进行相对运动。

（3）排气凸轮轴由正时皮带驱动，因此排气凸轮正时不变，只是根据CVVT叶片与座的相对运动变更进气凸轮的正时。

3、CVVT控制

（1）进气门开闭时机与性能

提高发动机性能的关键是，能否向燃烧室供应大量空气。从发动机性能侧面看，进气门的开闭时机是影响进气效率的关键。

①进气门打开时机

在上止点之前，排气门打开状态下打开进气门，就可利用气体向排气门排放时的引力吸

进混合气体，因此绝大部分发动机都在上止点之前打开进气门。但，如果过早打开进气门，混合气体有可能会直接向排气门排放，因此需要找出最佳气门重叠角。另外，在发动机低速旋转状态下进气速度较慢，此时如果过早打开进气门，混合气体与排放气体的相撞，影响混合气体的正常吸入。因此，低速区域气门重叠角的增加就会受限制。发动机高速旋转状态下进气速度非常快，因此不会与排放气体发生冲突。

图7-12 β 2.0L CVVT 发动机油路图图7-13 气门重叠角

②进气门关闭时机

活塞经过下止点重新开始回升时，进气因有惯性而仍然向缸体内部推进。活塞上升力与进气推进力达到平衡状态时(即混合气体不再进入的瞬间）关闭进气门为最佳。发动机越是高速旋转状态下进气的惯性越大，因此进气门越晚关闭越好。

（2）进气门开闭时机与油耗

活塞下移吸进混合气体及上升排放废气的全部过程都会发生吸排气损耗。如果增加气门重叠角就可有效进行进排气工作，因此能够减少吸排气损耗。即可减少单位时间/单位马力(g/kW·h)的燃油消耗比率。

发生的损耗(50%)

※以适当温度冷却发动机

各个部件时发生的损耗

(15%)

擦造成的损耗

的损耗

※驱动发电机、冷却

水泵时发生的损耗O

FIL

（3）进气门的开闭时机与废气

①NOX （氧化氮气）: 增加气门重叠角后，可经过内部EGR （废气再循环系统）的降温，能够减少 NOX 的排放。

②HC （炭氢化合物）: 通过内部EGR 重新燃烧废气，从而降低HC 。但如果增加气门重叠角，就有可能出现燃烧不稳定，从而导致HC 的增加。因此在各种行驶条件下能够找到最佳气门重叠角，就能够减少HC 。

4、CVVT 发动机控制

（1）油路图

（2）CVVT 内部结构及工作原理

从缸体供应

OCV FILTER

OCV

排气凸轮轴

CVVT

延迟时

提前时

DRAIN

①CVVT 如上图安装到排气凸轮轴上。

② CVVT 的 BUSHING （套管）-VANE, ROTOR （转子）-VANE 与排气凸轮为一体(始终一起旋转;ASSY ‘A ’)

③ CVVT 的 HOUSING （气门座）与 SPROCKET （链轮齿）为一体(始终一起旋转;ASSY ‘B ’) ④根据提前室/延迟室的不同供油量，ASSY ‘A ’与 ASSY ‘B ’之间出现不同相位差 ⑤CVVT 的 SPROCKET 通过正时链与进气凸轮连在一起，因此进/排气凸轮之间出现相位差

气门开闭时机(与以

提前室

（4）不同驾驶状态下的CVVT的功作

驾驶状态进气门正时效果

轻负荷行驶延迟稳定燃烧高负荷/高旋转延迟输出上升高负荷/低旋转提前扭矩上升中负荷提前改善油耗，尾气（5）CVVT控制及原理

■上图为CVVT 结构图，对于ROTOR VANE （转子叶片）HOUSING VANE （CVVT 座）进行相对运动的结构。

①起动前CVVT 状态为，油压全部排泄而叶片处在最大延迟角状态。

②起动后油压供应到CVVT 提前室与延迟室。提前室内油压推力超过停止销时叶片开始旋转。

③按行驶条件需要提前时，根据CPU 的信号 OCV （油压控制阀）移动线轴向提前室供应油压并排泄延迟室内油压，从而叶片移向提前角方向。

④按行驶条件需要延迟时，向延迟室供应油压并排泄提前室内的油压，从而叶片移向延迟角方向。

⑤达到特定控制角度并需要保持当前状态时，在当前状态重新供应与排泄量相同的油压，以此当前角度。此时一点一点打开OCV 提前油路而延迟室几乎处于关闭状态。但，其位置根据行驶状态(rpm ，油温，油压)有所差异。

（6）OCV 的工作原理

①OCV 的PLUNGER （活塞）上有永磁机构, 因此连接器供应电源时线圈周围就会出现磁场，从而推出活塞。

②此时与活塞相连的线圈轴移动并变更与套筒的相对位置，从而形成油路。

③此时OCV 内部油压通过已形成的油

[延迟

]

[保持]

[提前]

HOUSING V ANE

ROTOR V ANE

延迟延迟油

提前油

提前

路，经过凸轮轴供向CVVT 的提前室或延迟室

（7）CVVT 驱动机构

HOUSING 相对于ROTOR VANE （转子叶片），越向发动机方向前进(ADVANCE)，进气门打开时机越提前。如上图，最大延迟角状态下在 ATDC 11度打开，而最大提前角状态下却在 BTDC 29度位置打开)。

①起初怠速状态下OCV 占空比为0%, 即CVVT 处在最大延迟角状态。油压只存在于延迟室内部。

②根据行驶条件要想提前进气门打开速度，OCV 的占空比变为100%，此时油压进入CVVT 的提前室并挤出延迟室内的油压，同时CVVT HOUSING （座）先行于ROTOR VANE （转子叶片）。到达目标位置后, OCV 占空比变为50%，从而保持当前位置。

③根据行驶条件要想延迟打开进气门, OCV 占空比变为0%，此时油压进入CVVT 延迟室并挤出提前室内的油压，同时CVVT HOUSING 落后于ROTOR VANE 。到达目标位置后，OCV 占

空比变为50%，从而保持当前位置。

7-4) 但如果目标位置为最大延迟角，保持时的占空比为0% 。目标位置为最大提前角，保持时的占空比为100% 。

※上述内容只是简单介绍的CVVT工作方式，但实际ECU驱动CVVT的方法却相当复杂，而且不同ECU厂家的ECU驱动方式都不一样。

四、CVVT的检测方法

1、维修注意事项

①不能使用掉落地面的配件–受外部冲击而变形时，OCV有

可能无法工作。

②即使是CVVT自身问题也不应分解CVVT，而把旧件返回北京现代。

CVVT需要使用专用工具安装，如果拆卸CVVT就有可能导致其无法工作，因此此时必须更换新配件。

③注意保持CVVT清洁度–要防止碎片等异物进入。

2、OCV检修的相关情况

①不能使用掉落地面的配件–受外部冲击而变形时，OCV有可能无法工作。

②更换OCV时要保持清洁。- 防止OCV因进异物而锁住等现象。

③不要把住OCV套筒工作–为防止进入异物

④ OCV装在发动机状态下，不要把住OCV 套筒移动发动机，或把套筒当作支撑使用–防止OCV变形而出现工作不良现象

⑤ OCV因进异物而锁被锁住时，应更换新配件(不要清除异物后重新使用)

3、OCV滤清器更换说明

●维修注意事项

①更换OCV 滤清器时要注意管理其清洁度，以防进入异物。- 防

止因进入异物而出现OCV锁定无法工作等现象。

②重新安装OCV滤清器时，应更换垫片。- 用气枪清除异物，并用醚清洗。

4、CVVT系统现场应对方法

在现场检查CVVT是否工作的最简单的方法如下。

①起动发动机。

②在怠速状态下按下表进行两项测试。

一但发现问题，必须检查每个部件。从容易拆卸的部件查看如下。

● OCV 滤清器

①拆卸后确认滤清器上是否有异物卡住或堵住。

②必要时用气枪清洁或更换新配件。

● OCV

测量内部电阻

①切断OCV连接器电源。

②用万能表测量OCV内部电阻。- 标准: 6.9-7.9Ω (20℃)

③如果电阻超出标准值，则需更换新的配件。

确认工作特性

④拆卸OCV。

⑤连接蓄电池电源。- 确认线轴是否按箭头方向移动。

⑥切断蓄电池电源。- 确认是否正常回位。

⑦如有问题请更换新配件。

●气门正时

①按一般正时确认方式检查。

②以1号缸压缩TDC(上止点)状态对准正时皮带。

③确认正时链/链轮齿的正时是否与右图一致。

●CVVT

①从缸盖拆卸CVVT与凸轮轴总成。

②用夹钳固定CVVT并确认能否用手旋转CVVT。(不能旋转为正常)

③右图中，用透明胶带堵住除黑色箭头所指(贴近CVVT的孔)以外的全部孔。

④用气枪向③项中留住的一个孔里加入约100 kPa左右的压力。

(这是为了解开旋转防止用锁定销)

⑤在④项条件下用手把住CVVT，并向提前角方向(图中红色箭头方向)旋转。- 解开锁

定销后CVVT应向提前/延迟角方向灵活旋转。(解除空气压力并恢复最大延迟角位置时，如果被锁定销卡住就不能旋转)- 从最大延迟角到最大提前角位置能够旋转20°左右。

⑥如果有问题应更换新配件，如果没有问题则把CVVT旋转至最大延迟角状态，以便压住锁定销。

5) 清洁度问题

维修CVVT系统时，要格外注意防止进入异物。

①如果象上图线轴与套筒之间进入异物OCV将无法控制CVVT。

②要注意，安装或拆卸CVVT相关配件时，严格防止油道内进异物。- CVVT, OCV, OCV FILTER, 油温传感器, 凸轮轴,缸盖螺栓(插入CVVT油路的螺栓)等

③拆卸后的配件重新安装前必须清洁。

④不要使用棉质手套，应该用胶皮或塑料手套。

发动机的连续可变气门正时齿轮传动机构

发动机的连续可变气门正时齿轮传动机构 Osama H. M. Ghazal1, Mohamad S. H. Dado2安曼大学机械工程系摘要连续可变气门（CVVA）技术为实现了高性能、高电位，低油耗和污染物减排提供了依据。为了更好实现（CVVT），各种类型的机制已经被提出并设计。这些机制在生产和提高发动机性能表现出显着的好处。在本次调查中新设计的齿轮传动机构，从控制进气阀开启（Ivo）和关闭（IVC）的角度进行研究。该控制方案是建立在任何转速下通过连续改变凸轮轴角度和曲轴转角之间的相来最大限度地发挥发动机制动功率（P）和燃油消耗（BSFC）的基础上的。单缸发动机是在一个给定的发动机转速模拟上由“莲花”软件来找出最大功率和最小油耗的最佳相位角。该机构是一个传动设计精确和连续控制的行星齿轮。这种机制有一个简单的设计和操作条件，可以改变相位角且没有限制。关键词：机械设计；行星齿轮；可变气门正时；火花点火发动机；性能 1.引言在内燃机中，可变气门正时（VVT），也被称为可变气门驱动（VVA），是一个广义的术语，用来描述在改变形状或时间内内燃机[ 1 - 6 ]气门升程事件的任何机制或方法。（VVT）系统允许解除持续时间或定时（各种组合）的进气或排气阀在发动机运行中的变化，这对发动机性能和排放有重要影响。装备有可变气门制动系统的发动机从该CON-straint中解脱出来，使性能在发动机运行范围[7-10]得到改善。某些类型的可变气门控制系统，通过改变开阀时间和/或持续时间优化功率和扭矩。这些阀门控制系统的优化性能主要体现在低、中档转速。其他重点在提升高转速功率。其它系统通过控制气门正时和升程实现这两种优点。有许多方法可以实现，从机械装置到液压，气动和无凸轮系统[11-14]。液压系统有许多问题，包括温度变化引起的液压介质的粘度变化，液体倾向于像高速固体，液压系统必须仔细控制，需要使用功能强大的计算机和非常精确的传感器。气动系统因为其复杂性和压缩空气所需巨大能量，采用气动驱动发动机阀在所有可能下都是不可行的。无凸轮系统（或免费气门发动机）使用电磁，液压，或气动制动器以打开提升阀来代替。常见的问题包括高功耗，精度高，速度快，温度敏感性，重

可变气门(连续)正时系统的原理

连续可变气门正时系统的原理现代引擎多采用DOHC的缸盖设计，两根凸轮轴被设置在引擎顶部，通过齿形带轮或链条从曲轴端取力，并以2：1的速度驱动凸轮轴，此时凸轮轴商凸轮的旋转推动气门进行上下往复运动，从而控制气门的开启和闭合。而我们今天要关注的，其实就是气门开合的问题。什么是“可变气门行程”？活塞式四冲程引擎都由进气、压缩、做功、排气4个冲程完成，我们关注的是气门开启程度对引擎进气的问题。气缸进气的基本原理是“负压”，也就是气缸内外的气体压强差。在引擎低速运转时，气门的开启程度切不可过大，这样容易造成气缸内外压力均衡，负压减小，从而进气不够充分，对于气门的工作而言，这个“小程度开启”需要短行程的方式加以控制；而高速恰恰相反，转速动辄5000rpm，倘若气门依然羞羞答答不肯打开，引擎的进气必然受阻，所以，我们需要长行程的气门升程。往往，工程师们既要兼顾引擎在低速区的扭矩特性，又想榨取高速区的功率特性，只能采取一条“折中”的思路，到头来引擎高速没功率，低速缺扭矩... 所以在这样的情况下，就需要一种对气门升程进行调节的装置，也就是我们要说的“可变气门正时技术”。该技术既能保证低速高扭矩，又能获得高速高功率，对引擎而言是一个极大的突破。 80年代，诸多企业开始投入了可变气门正时的研究，1989年本田首次发布了“可变气门配气相位和气门升程电子控制系统”，英文全称“Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System，也就是我们常见的VTEC。此后，各家企业不断发展该技术，到今天已经非常成熟，丰田也开发了VVT-i，保时捷开发了Variocam，现代开发了DVVT……几乎每家企业都有了自己的可变气门正时技术。一系列可变气门技术虽然商品名各异，但其设计思想却极为相似。可变气门正时技术之一：保时捷Variocam 保时捷911跑车引擎采用的可变气门正时技术Variocam. 当引擎在低转速工况时，气门座顶端的黄色的控制活塞落在气门座内。这样高速凸轮只能驱动气门座向下行程而不能带动整个气门动作，整个气门由低速凸轮驱动气门顶向下行程，这样获得的气门开度就较小。反之当发动机在高转速工况时，控制活塞在液压的驱动下从气门座推入到气门顶中，把气门座和气门刚性的连接，高速凸轮驱动气门座时就能带动气门向下行程获得较大的气门开度。可变气门正时技术之二：本田VTEC 凸轮轴上依然布置有高速凸轮与低速凸轮，但由于本田引擎的气门由摇臂驱动，所以不能像保时捷一样紧凑。控制高低速凸轮切换的是一组结构复杂的摇臂，通过传感器测出引擎转速，传送到ECU进行控制，并由ECU发出指令控制摇臂。简单地说，就是这套摇臂能够根据转速不同自动选取1进1排的2气门工作或者2进2排的4气门工作，从而让发动机在高低速工况下都能顺畅自如。通常，转速低于3500rpm时，各有一支进气、排气凸轮工作，此时发动机近似为一台2气门发动机，这样的好处是，能够增加负压，利于进气；转速超过3500rpm时，液压系伺服系统接到发动机中央控制器ECU指令，对摇臂内机油加压，压力机油推动定时柱塞移动，

宝马VANOS可变气门正时系统

时，进气门开启将再次延迟，从而发挥出最大功率。 V ANOS系统极大增强了尾气排放管理能力，增加了输出和扭矩，提供了更好的怠速质量和燃油经济性。V ANOS系统的最新版是双V ANOS，被用于新M3车型上。该技术于1992年被首次应用于宝马5系车型的M50发动机上。『双V ANOS系统即Double V ANOS』在顶置凸轮轴发动机中，凸轮轴通过一根皮带

或者链条和齿轮与曲轴相连。在宝马V ANOS系统发动机内有一根链条和一些链轮。曲轴驱动排气凸轮上的链轮，排气凸轮链轮被螺栓固定于排气凸轮上，第二套齿轮驱动穿过进气凸轮的第二根链条，进气凸轮上的大链轮没有固定在凸轮上，因为其中间有个大孔，孔内有一套螺旋形的齿，在凸轮的一端有一个外侧也是螺旋形的齿轮，但它太小，无法与大链轮内侧的齿轮相连接。有一小块杯状带有螺旋形齿轮的金属，其内侧与凸轮相配合，外侧与链轮配合。V ANOS系统的可变性就是源于齿轮的螺旋形。杯状装置由作用于受DME（数字式电子发动机管理系统）控制依靠油压的液压机构驱动。怠速时，凸轮正时延迟。在非怠速状态下，DME为电磁线圈通电控制油压推动杯状齿轮，在中等转速下推动凸轮提前12.5度，然后在5000转/分时，允许其回到初始位置。中速运转时推力越大气缸充气越好，扭矩也就越大。我们听到的噪声是因公差而造成的杯状装置进出时链轮的轻微摆动声音。在油门踏板位置和发动机转速的作用下，进排

VVT技术细分详解

发动机“呼吸”术:VVT 技术细分详解 2008-02-02 08:41 来源：网络室为了兼顾日益严格的排放法规和车主们油耗低动力足的要求，越来越多的新技术被各大汽车厂商加快步伐开发应用在发动机上。VVT-i ，VTEC ，DVVT ，这些新鲜的名词诚然能带来销售和竞争各种优势，同时一个个的缩略语也让广大的车友车主车迷们有点眩晕，现在我们便对这些汽车“芯”宠来一个汇总讲解。机构及工作原理：为了更好了解这几项技术，在此首先对发动机的配气机构及相关术语进行简单介绍：配气机构：它是控制气门开闭的机构，就如发动机气缸的呼吸器一样，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜充量的空气得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。它一般由凸轮轴、凸轮、气门挺杆、气门和气门弹簧组成。工作过程：曲轴通过链条或者皮带带动凸轮轴运转，凸轮工作面的旋转过程会顶压气门挺杆，随后气门顶杆就会推动气门向气缸内运动，从而气门被开打；凸轮工作面转过之后，气门会在气门弹簧的作用下回位，从而气门被关闭。图1：4缸DOHC （双顶置凸轮轴）式发动机的气门驱动系统气门正时与升程：气门的开闭决定了气门正时（进排气门开闭的时间）与气门升程（气门打开的程度），这两个参数是影响发动机性能和充气效率的重要因素。发动机运转过程中，高速和低速时对气门正时的要求是不同的，如下图2所示，低速时应采用小的气门重叠角和升程，防止缸内新鲜空气倒流，以便增加低速扭矩，提高燃油经济性，而高速时却希望有大的气门升程气门重叠角，以便进入更多的混合气以满足高速时的动力性要求。图2 气门正时、气门升程与发动机转速的理想关系

可变气门正时系统

可变气门正时系统 VVT Variable Valve Timing 可变气门正时系统。当今都是N/A（自然吸气）引擎技术。该系统通过配备的控制及执行系统，对发动机凸轮的相位进行调节，从而使得气门开启、关闭的时间随发动机转速的变化而变化，以提高充气效率，增加发动机功率。发动机可变气门正时技术(VVT，Variable Valve Timing)原理是根据发动机的运行情况，调整进气（排气）的量，和气门开合时间，角度。是进入的空气量达到最佳，提高燃烧效率。优点是省油，公升比大。缺点是中段转速扭矩不足。韩系车的VVT是根据日本中的丰田的VVT-I和本田的VTEC技术模仿而来，但是相比丰田的VVT-I可变正时气门技术，VVT仅仅是可变气门技术，缺少正时技术，所以VVT发动机确实要比一般的发动机省油，但是赶不上日系车的丰田和本田车省油。其实像德国大众的速腾1.6升2气门发动机也有可变气门相位技术，不过并不像日系车和韩系车宣传的那么多。但是就发动机技术而言，日系车的发动机并不比德系车的发动机先进。很多人以为日系车省油是因为日本车的发动机先进，其实这是一个误区。 BMW在之前的一代发动机中早已采用该技术，目前如本田的VTEC、i-VTEC、；丰田的VVT-i；日产的CVVT；三菱的MIVEC；铃木的VVT；现代的VVT；起亚的CVVT等也逐渐开始使用。总的说来其实就是一种技术，名字不同。 VVT--i VVT中文意思是“可变气门正时”，由于采用电子控制单元（ECU）控制，因此丰田起了一个好听的中文名称叫“智慧型可变气门正时系统”。该系统主要控制进气门凸轮轴，又多了一个小尾巴“i”，就是英文“Intake”（进气）的代号。这些就是“VVT－i”的字面含义了。VVT—i.系统是丰田公司的智能可变气门正时系统的英文缩写，最新款的丰田轿车的发动机已普遍安装了VVT—i系统。丰田的VVT—i系统可连续调节气门正时，但不能调节气门升程。它的工作原理是：当发动机由低速向高速转换时，电子计算机就自动地将机油压向进气凸轮轴驱动齿轮内的小涡轮，这样，在压力的作用下，小涡轮就相对于齿轮壳旋转一定的角度，从而使凸轮轴在60度的范围内向前或向后旋转，从而改变进气门开启的时刻，达到连续调节气门正时的目的。 VVT－i是一种控制进气凸轮轴气门正时的装置，它通过调整凸轮轴转角配气正时进行优化，从而提高发动机在所有转速范围内的动力性、燃油经济性，降低尾气的排放。 VVT－i系统由传感器、ECU和凸轮轴液压控制阀、控制器等部分组成。ECU储存了最佳气门正时参数值，曲轴位置传感器、进气歧管空气压力传感器、节气门位置传感器、水温传感器和凸轮轴位置传感器等反馈信息汇集到ECU并与预定参数值进行对比计算，计算出修正参数并发出指令到控制凸轮轴正时液压控制阀，控制阀根据ECU指令控制机油槽阀的位置，也就是改变液压流量，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。 VVT－i系统视控制器的安装部位不同而分成两种，一种是安装在排气凸轮轴上的，称为叶片式VVT－i，丰田PREVIA（大霸王）安装此款。另一种是安装在进气凸轮轴上的，称为螺旋槽式VVT－i，丰田凌志400、430等高级轿车安装此款。两者构造有些不一样，但作用是相同的。叶片式VVT－i控制器由驱动进气凸轮轴的管壳和与排气凸轮轴相耦合的叶轮组成，来自提前或滞后侧油道的油压传递到排气凸轮轴上，导致VVT－i控制器管壳旋转以带动进气凸轮轴，连续改变进气正时。当油压施加在提前侧油腔转动壳体时，沿提前方向转动进气凸轮轴；当油压施加在滞后侧油腔转动壳体时，沿滞后方向转动进气凸轮轴；当发动机停止时，凸轮轴液压控制阀则处于最大的滞后状态。螺旋槽式VVT－i控制器包括正时皮带驱动的齿轮、与进气凸轮轴刚性连接的内齿轮，以及一个位于内齿轮与外齿轮之间的可移动活塞，活塞表面有螺旋形花键，活塞沿轴向移动，会改变内、外齿轮的相位，从而产生气门配气相位的连续改变。当机油压力施加在活塞的左侧，迫使活塞右移，由于活塞上的螺旋形花键的作用，进气凸轮轴会相对于凸轮轴正时皮带轮提前某个角度。当机油压力施加在活塞的石侧，迫使活塞左移，就会使进气凸轮轴延迟某个角度。当得到理想的配气正时，凸轮轴正时液压控制阀就会关闭油道使活塞两侧压力平衡，活塞停止移动。现在，先进的发动机都有“发动机控制模块”（ECM），统管点火、燃油喷射、排放控制、故障检测等。丰田VVT－i发动机的ECM在各种行驶工况下自动搜寻一个对应发动机转速、进气量、节气门位置和冷却水温度的最佳气门正时，并控制凸轮轴正时液压控制阀，并通过各个传感器的信号来感知实际气门正时，然后再执行反馈控制，补偿系统误差，达到最佳气门正时的位置，从而能有效地提高汽车的功率与性能，尽量减少耗油量和废气排放。

宝马VANOS可变气门正时系统

宝马V ANOS可变气门正时系统来源：末知作者：佚名发布时间：2008-01-14 宝马的VANOS系统是一个由车辆发动机管理系统操纵的液压和机械相结合的凸轮轴控制设备。V ANOS系统基于一个能够调整进气凸轮轴与曲轴相对位置的调整机构。双 V ANOS则增加了对进排气凸轮轴的调整机构。 V ANOS系统根据发动机转速和加速踏板位置来操作进气凸轮轴。在发动机转速达到最低时，进气门将随后开启以改善怠速质量及平稳度。发动机处于中等转速时，进气门提前开启以增大扭矩并允许废气在燃烧室中进行再循环从而减少耗油量和废气的排放。最后，当发动机转速很高时，进气门开启将再次延迟，从而发挥出最大功率。 V ANOS系统极大增强了尾气排放管理能力，增加了输出和扭矩，提供了更好的怠速质量和燃油经济性。V ANOS系统的最新版是双V ANOS，被用于新M3车型上。该技术于1992年被首次应用于宝马5系车型的M50发动机上。

『双V ANOS系统即Double V ANOS』在顶置凸轮轴发动机中，凸轮轴通过一根皮带或者链条和齿轮与曲轴相连。在宝马V ANOS 系统发动机内有一根链条和一些链轮。曲轴驱动排气凸轮上的链轮，排气凸轮链轮被螺栓固定于排气凸轮上，第二套齿轮驱动穿过进气凸轮的第二根链条，进气凸轮上的大链轮没有固定在凸轮上，因为其中间有个大孔，孔内有一套螺旋形的齿，在凸轮的一端有一个外侧也是螺旋形的齿轮，但它太小，无法与大链轮内侧的齿轮相连接。有一小块杯状带有螺旋形齿轮的金属，其内侧与凸轮相配合，外侧与链轮配合。V ANOS系统的可变性就是源于齿轮的螺旋形。杯状装置由作用于受DME（数字式电子发动机管理系统）控制依靠油压的液压机构驱动。怠速时，凸轮正时延迟。在非怠速状态下，DME为电磁线圈通电控制油压推动杯状齿轮，在中等转速下推动凸轮提前12.5度，然后在5000转/分时，允许其回到初始位置。中速运

汽车发动机可变气门正时系统及其故障检测

汽车发动机可变气门正时系统及其故障检测摘要发动机可变气门正时技术(VVT)是近年来被逐渐应用于现代轿车发动机的一种新技术。它的主要优点包括节省燃油、降低污染和噪音等。但是VVT 技术的引入也增加了汽车发动机系统的复杂性,对汽车的保养维护及故障检测提出了较高的要求。首先对汽车发动机VVT技术进行概述,然后结合一起发动机故障实例,介绍汽车发动机VVT相关故障诊断的方法。关键词可变气门正时系统;VVT;故障检测近几十年来,基于提高汽车发动机动力性、经济性和降低排污的广泛需求,许多国家和厂商、科研机构投入了大量的人力、物力进行新技术的研究与开发。发动机可变气门正时技术(VariableValve Timing, VVT)是近些年来被逐渐应用于现代轿车发动机的一种新技术。 VVT 技术的基本思想是调节发动机进气、排气系统的升程、重叠时间与正时(部分或者全部)。这样可以提高进气充量,使充量系数增加,发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。以日本丰田汽车公司的智能正时可变气门控制系统VVT-i为例,该技术应用于3L6缸双凸轮轴发动机,可以节省燃油6%,减少CO2排出量40%,降低HC排放量10%,输出扭矩可增加10%。但是,VVT系统的引入不可避免地增加了汽车发动机整体的复杂性。对汽车的保养维护和故障诊断提出了较高的要求。本文首先对汽车发动机VVT技术做概括性介绍,然后结合一起悦达起亚赛拉图轿车发动机故障实例,介绍VVT汽车发动机故障诊断和排除的一般流程。 1 VVT技术简介 VVT技术的雏形最早出现在19世纪的火车蒸汽机车上。20世纪80年代,许多汽车企业开始了内燃发动机VVT技术的研究。1989年本田首次发布了“可变气门配气相位和气门升程电子控制系统”。时至今日,许多汽车企业都开发了自己的VVT技术。活塞式内燃发动机通常通过提升节流阀来进气与排气。提升阀直接或间接地被凸轮轴上的凸轮驱动。凸轮轴上凸轮的轮廓与位置通常是为特定的发动机转速而优化的,通常这会降低发动机在低转速情况下的扭矩和高转速情况下的功率。VVT技术能够使其根据发动机工况进行改变,提高了发动机的效率与动力。常见汽车发动机的VVT系统由:VVT机油控制阀、VVT机油滤清器、VVT 执行器及其他传感器、ECM等组成。VVT机油滤清器通过缸盖油道向VVT机油控制阀供油;发动机控制模块ECM根据发动机的转速、负荷等参数控制滑阀式的VVT机油控制阀,向VVT执行器的气门正时提前油室或气门正时滞后油室供油;VVT执行器根据供给的油压直接改变排气凸轮轴的相位,通过链条传动,间接

发动机可变气门生成技术

呼吸有道解析汽车发动机可变气门升程技术 2010-07-23 01:15:36 来源: 网易汽车跟贴 0 条手机看新闻版权声明：本文版权为网易汽车所有，转载请注明出处。网易汽车7月23日报道在上节技术大讲堂中，我们想大家解析了关于汽车发动机可变气门正时技术，简单来说它是通过电脑控制发动机气门的开启时间，利用进气门与排气门不同的开启时间来控制汽车发动机的效率与经济性，但这种技术对于汽车发动机性能方面的提升却不大。随着汽车行业的发展，发动机的性能如何已经成为一款车能否取得成功的关键，这也就促使各大汽车厂家的工程师们对发动机技术进行了进一步研究。通过研究后，他们发现了可以弥补发动机可变气门正时技术不足的方法，而这也就是我们今天这节技术大讲堂要说的发动机可变气门升程技术。

>>技术大讲堂：呼吸有道解析汽车发动机可变气门正式技术<<众所周知，发动机的动力表现主要取决于单位时间内汽缸的进气量，上一节技术大讲堂我们说过，气门正时代表了气门开启的时间，而气门升程则代表的是气门开启的大小，从原理上看，可变气门正时技术也是通过改变进气量来改善动力表现的，但实际上气门正时则只能增加或者缩小气门开启时间，并不能有效改善汽缸内单位时间的进气量，从数学角度上看，气门正时是将分母和分子同时等比例放大，而这对于数字的扩大或缩小则没有任何改善，也正式因此对于可变气门正时技术队于发动机动力性的帮助并不大。而当气门开启大小也可以实现可变调节的话，那么就可以针对不同的转速使用合适的气

门开启大小，从而提升发动机在各个转速内的动力性能，这就是和可变气门正时技术相辅相承的可变气门升程技术。正如我们在用皮管接水时，当我们将皮管口的面积变小后，从皮管中喷出的水压力将变大，而这样一来单位时间内流出的水量也将增多，发动机可变气门升程技术利用的就是这种原理，用增加单位时间内发动机进气量的方法来提高发动机的动力性能。

可变气门正时技术

发动机可变气门正时技术发动机可变气门正时：简称VVT（Variable Valve Timing）；随着发动机转速的提高，短促的进排气时间往往会引起发动机进气不足，排气不净等现象，因此可变气门正时系统出现，它就是根据轿车的运行状况，随时改变配气相位，改变气门升程和气门开启的持续时间（气门升程就像门开启的角度，气门正时就像门开启的时间，进气歧管就像各个闸道的栏杆）。发动机上的气门可变驱动机构可以通过两种形式实现，一种是通过凸轮轴或者凸轮的变换来改变配气相位和气门升程；另一种就是工作时凸轮轴和凸轮不变动，而气门挺杆（摇臂或拉杆）依靠机械力或者液压力的作用而改变，从而改变配气相位和气门升程。发动机进排气过程中，会出现一个进气门和排气门同时开启的时刻，在配气相位上称为“重叠阶段或气门重叠角”。在高转速下，为了达到更好的进气量，提高发动机的功率，就要求气门重叠角更大（进气门提前打开、或者排气门晚关）；但在低转速或者怠工时，过大的重叠角则会导致废气过多的进入进气歧管，使缸内气流混乱，从而导致低速扭矩较低，因此低速时需要减小重叠角（进气门延时打开），此时燃烧会更充分更稳定。因此孕育出可变气门正时技术。从原理上可以看出，可变气门正时只是增加或减少了气门的开启时间，并没有改变单位时间的进气量，因此对于发动机的动力性的帮助并不显著，但是气门开启角度大小（气门升程）可以随时间改变的话，就可以显著提升发动机在各个转速的动力性能。可变气门升程：可以使发动机在不同的转速提供不同的气门升程，低转速时使用较小的气门升程，有利于缸内气流的合理混合，增加发动机的低速输出扭矩；在

高速时使用较大的升程，可以提高发动机的进气量，从而提高功率输出。本田公司的i-VTEC是目前使用最广泛的可变气门升程系统（i-VTEC拥有连续可变气门正时、分段可调气门升程技术）。本田 VTEC：分级可变气门升程+分级可变气门正时 i－VTEC：分级可变气门升程+连续可变气门正时（进、排气）丰田 VVT-i：连续可变气门正时（进气门） Dual VVT-i：智能连续可变气门正时(进、排气门分别独立控制，有2个气门开启时刻）VVTL-i：分级可变气门升程+连续可变气门正时（进、排气门）宝马 Valvetronic连续可变气门升程（省去“节气门”部件） Double V ANOS：连续可变气门正时(进、排气门分别独立控制）现代 CVVT：连续可变气门正时（进气门）日产 C-VTC：连续可变气门正时（日产的“VQ”发动机上使用，技术类似丰田）标致 VTCS：可变涡流控制阀 1、VVT-i原理：当发动机由低速向高速转换时，电子计算机（ECU）通过分析就自动地将机油压向进气凸轮轴驱动齿轮内的小涡轮，在压力的作用下，小涡轮就相对于齿轮壳旋转一定的角度，从而使凸轮轴在60度的范围内向前或向后旋转，从而改变进气门开启的时刻，达到连续调节气门正时的目的。VVT-i系统是通过调整凸轮轴转角配气正时进行优化，从而提高发动机在所有转速范围内的动力性、燃油经济性，降低尾气的排放。VVT－i系统由传感器、ECU和凸轮轴液压控制阀、控制器等部分组成。

三种气门升程可变介绍

异曲同工之妙 3种可变气门升程技术介绍目前市面在售的车型中，包括我们熟悉的多款自主品牌车型在内，已经有很大部分的发动机装配了可变气门正时系统，尽管各个厂商和车型间的技术水平还有一定差距，但整体来看可变气门正时系统已经成为了比较大众化的技术而显得有些习以为常了。但我们知道所谓的可变气门正时技术，其功能主要是改变发动机气门开启和闭合的时间，以达到更合理的控制相应发动机转速所需的空气量，作用主要还是为了降低油耗，提高经济性。而发动机的实质动力表现却是和单位时间内进入到汽缸内的氧气量有关，可变气门正时系统无法有效改变这一点，因此它对动力的提升帮助不大。

既然可变气门正时系统无能为力，那现在就该轮到本文的主角可变气门升程系统登场了。相比可变气门正时，气门升程系统目前还比较少见，尤其是连续可变气门升程技术更是只掌握在几个大厂商手中的绝密核心技术，因此我们能买到的装备可变气门升程系统的车型也不多。下面就让我们来看看有哪些车型可供选择。阅前说明：本文将主要介绍三大厂商的可变气门升程系统，但由于各自技术差异以及品牌层次不同，本文涉及的车型档次差别较大，因此我们只做技术性分析而各车型间并无对比之意，请各位网友注意。本田可变气门升程技术：VTEC、i-VTEC 应用车型：国内所有在售本田及讴歌车型

『本田和讴歌的众多车型的发动机均装配了VTEC或i-VTEC系统』本田是最早将可变气门升程技术应用到车载发动机上的厂商，而且不同于其它厂商先使用可变气门正时，后追加可变气门升程技术的做法，本田的工程师在研发项目之初就将这两种技术同步进行。结构简单、设计巧妙是本田可变气门升程机构的特点，具体工作方式我们下文会有介绍。

宝马发动机VANOS(双可变凸轮轴控制系统)详解

宝马Double-VANOS/Valvetronic 1992年，宝马推出了气门无级调节管理——Double-V ANOS双凸轮轴可变气门正时系统，是应用在BMW M3上的世界首创技术。V ANOS系统是一个由车辆发动机管理系统操纵的液压和机械相结合的凸轮轴控制设备。此控制系统的优点是可以根据发动机运行状态，通过凸轮轴精确的角度控制对进气门和排气门的气门正时进行无级调节，并且不受油门踏板位置和发动机转速的影响。V ANOS系统基于一个能够调整进气凸轮轴与曲轴相对位置的调整机构。在实际驾驶中，这意味着在发动机转速较低时可以提供充足的扭矩，而在高转速范围内则可达到最佳的功率。此外，Double-V ANOS增加了对进排气凸轮轴的调整机构，双凸轮轴可变气门正时系统可极大地减少未燃烧的残余气体，从而改进了发动机的怠速性能。 V ANOS系统根据发动机转速和加速踏板位置来操作进气凸轮轴。Valvetronic电子气门是具有可变进气门升程控制功能的气门驱动系统，发动机的进气完全由无级可变进气门升程控制，不再需要以往对于内燃式汽油发动机来讲必不可少的节气门。在发动机转速达到最低时，进气门将随后开启以改善怠速质量及平稳度。发动机处于中等转速时，进气门提前开启以增大扭矩并允许废气在燃烧室中进行再循环从而减少耗油量和废气的排放。最后，当发动机转速很高时，进气门开启将再次延迟，从而发挥出最大功率。电子气门技术的另一重要优点，是踩踏油门时发动机产生反应的时间加快。传统发动机以油门控制节气阀的方式，油门踩下节气阀打开，还要等待空气流入填满进气歧管之后，才会大量进入发动机气缸，产生所需要的动力。而电子气门发动机油门踩下时可直接控制加大进气阀门开启深度，大量空气立刻流入发动机气缸，产生所需要的动力。电子气门发动机进气阀门开启深度最浅0.25mm，最深可以到9.7mm，相差近40倍，然而从最浅变化到最深，电子气门整体机构所需要的反应时间大约只要0.3s。 V ANOS系统极大增强了尾气排放管理能力，增加了输出和扭矩，提供了更好的怠速质量和燃油经济性。V ANOS系统的最新版是双V ANOS，被用于新M3车型上。该技术于1992年被首次应用于宝马5系车型的M50发动机上。在顶置凸轮轴发动机中，凸轮轴通过一根皮带或者链条和齿轮与曲轴相连。在宝马V ANOS系统发动机内有一根链条和一些链轮。曲轴驱动排气凸轮上的链轮，排气凸轮链轮被螺栓固定于排气凸轮上，第二套齿轮驱动穿过进气凸轮的第二根链条，进气凸轮上的大链轮没有固定在凸轮上，因为其中间有个大孔，孔内有一套螺旋形的齿，在凸轮的一端有一个外侧也是螺旋形的齿轮，但它太小，无法与大链轮内侧的齿轮相连接。有一小块杯状带有螺旋形齿轮的金属，其内侧与凸轮相配合，外侧与链轮配合。 V ANOS系统的可变性就是源于齿轮的螺旋形。杯状装置由作用于受DME（数字式电子发动机管理系统）控制依靠油压的液压机构驱动。怠速时，凸轮正时延迟。在非怠速状态下，DME为电磁线圈通电控制油压推动杯状齿轮，在中等转速下推动凸轮提前12.5度，然后在5000转/分时，允许其回到初始位置。中速运转时推力越大气缸充气越好，扭矩也就越大。我们听到的噪声是因公差而造成的杯状装置进出时链轮的轻微摆动声

汽车智能可变气门正时系统

汽车智能可变气门正时系统一、智能可变气门正时系统（VTT-I系统） 1、概述 VTT-I系统用来控制进气凸轮轴在40度角范围内保持最佳的气门正时，以适应发动机善，从而实现在所有速度范围提高扭矩和燃油经济性，减少废气排放量。VTT-I系统结构图见下图。 VVT－I系统结构图轮轴正进机油控制阀 2、部件结构 1）VTT-I控制器。

VTT-I控制器由与进气凸轮轴耦合的叶片和从动正时链的壳体组成。在进气凸轮轴上的提前或滞后油路传送机油压力，VTT-I控制器叶片沿圆周方向旋转，连续改变气门正时。VTT-I控制器结构如下图。当发动机停机时，进气凸轮轴多处在滞后状态，以确保启动性能。液压没有传递至VTT-I控制器紧接着就启动发动机，锁销会锁止VTT-I控制器，以防止产生爆震声。 2）凸轮轴正时机油控制阀。凸轮轴正时机油控制阀根据来自发动机ECU的负荷控制，控制滑阀的位置，从而分配液压控制VTT-I控制器至提前和至提前和滞后侧。当发动机停机时，凸轮轴正时机油控制阀多自在滞后位置。凸轮轴正时机油控制阀结构图见下图。

3）部件控制根据来自发动机ECU的提前、滞后或保持信号，凸轮轴正时机油控制阀选择至VTT-I控制器的通路。 4）提前。根据来自发动机ECU的提前、滞后或保持信号，凸轮轴正时机油控制阀选择至VTT-I控制器的通路。作用到正时提前叶片室，使凸轮轴向正时提前方向转动。 5）滞后。根据来自发动机ECU的滞后信号，凸轮轴正时机油控制阀自在如下图的位置，总油压作用到正时滞后侧叶片室，使凸轮轴向正时滞后方向转动。 6）保持。发动机ECU根据移动计算出预定的正时角，预定正时被设置后，使凸轮轴正时机油控制阀在空档位置，保持气门正时直到移动状况改变。调整气门正时在预期目标位置，防止发动机机油在不必要时流出。凸轮轴正时机油控制阀位置（保持状态）如下图。

发动机VVT技术详解

近几十年来，基于提高汽车发动机动力性、经济性和降低排污的要求，许多国家和发动机厂商、科研机构投入了大量的人力、物力进行新技术的研究与开发。目前，这些新技术和新方法，有的已在内燃机上得到应用，有些正处于发展和完善阶段，有可能成为未来内燃机技术的发展方向。发动机可变气门正时技术(VVT，V ariable V alve Timing)是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术中的一种，发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充量，使充量系数增加，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。如今如本田的i-VTEC、丰田的VVT-i等也都是源自VVT的发动机控制技术。对于一台4冲程发动机，按照很多人的理解，做功冲程末，活塞处于下止点时排气门开始打开，发动机进入排气冲程，直到活塞到达上止点，排气门关闭，进气门打开，发动机进入吸气冲程。当活塞正好运行一周重新回到下止点时，进气门关闭，发动机进入压缩冲程。这样来理解气门的动作是否正确呢？差不多是吧。然而，可能和与人们的直觉不同的是，这样的气门正时效率并不是最优的。让我们先来考虑一下排气门开启的时机。如果比活塞到达下止点提前一点就开启排气门会怎么样呢？从直觉上，这时废气仍可推动活塞做功，如果打开排气门开始排气，此时气缸内的压强就会降低，能量的利用率也就降低了，发动机性能也会随之下降。是这样吗？其实也不一定。我们知道，排气时活塞会压迫废气从而反过来对废气做功，这个过程会消耗一部分发动机已经获得的能量。如果在缸内压强相对较高时提前开始排气，排气过程就会更顺畅，从而在排气冲程减少了能量消耗。这样，一得一失，怎么才会最合算呢？考虑到活塞在下止点附近一定角度内垂直运动距离其实非常短，实际的发动机略微提前打开排气门效果会更好一些。再来看进气门关闭的时机。如果在活塞越过下止点一定角度，开始压缩冲程之后再关闭进气门。如何呢？直观的感觉可能是，这时活塞已经开始上升，刚刚吸入的可燃混合汽岂不是又要被排出去一部分？性能会不会下降？答案是：只要时机适当，这样做反而可以增加吸气量，改善性能。因为在吸气冲程可燃混合汽被活塞抽入汽缸，进气门附近的气流速度可以高达每秒两百多米，而我们前面说过，在下止点附近活塞的垂直运动相对很慢，汽缸内体积变化并不大。此时进气岐管内的可燃混合汽靠惯性继续冲入气缸的趋势还是占了上风。说到这里，对一些VVT技术有所了解的兄弟可能要不耐烦了：讲了这么多，和VVT边还没沾呢！不要急，还没讨论排气门的关闭时机和进气门的开启时机呢。这是大家可能都想到了，排气时同样会形成高速气流，如果排气门也在活塞越过上止点一定角度之后再关闭，虽然活塞已经开始下降，排气门附近的废气仍就会继续排出。但是此时进气门不是已经开启了吗？废气难道不会涌入进气岐管？事实上，这又是个时机问题，燃烧室内的废气涡流的方向决定了废气短时间内是不会流向排气门对侧的进气门的，于是，一边进气一边排气的局面是完全可以实现的。事情还可以更理想。由于大部分废气在排气冲程中前期就已排出，并且在排气岐管中形成了高密度的高速气流，冲向排气管方向。这部分废气越是远离气缸，对于缸内尚未排出的废气来说，其需要填

VTEC可变气门正时和升程电子控制系统方案

VTEC全写为Variable valve Timing and lift Electronic Control . VTEC系统全称是可变气门正时和升程电子控制系统，是本田的专有技术，它能随发动机转速、负荷、水温等运行参数的变化，而适当地调整配气正时和气门升程，使发动机在高、低速下均能达到最高效率。+在VTEC系统中，其进气凸轮轴上分别有三个凸轮面，分别顶动摇臂轴上的三个摇臂，当发动机处于低转速或者低负荷时，三个摇臂之间无任何连接，左边和右边的摇臂分别顶动两个进气门，使两者具有不同的正时及升程，以形成挤气作用效果。此时中间的高速摇臂不顶动气门，只是在摇臂轴上做无效的运动。当转速在不断提高时，发动机的各传感器将监测到的负荷、转速、车速以及水温等参数送到电脑中，电脑对这些信息进行分析处理。当达到需要变换为高速模式时，电脑就发出一个信号打开VTEC电磁阀，使压力机油进入摇臂轴顶动活塞，使三只摇臂连接成一体，使两只气门都按高速模式工作。当发动机转速降低达到气门正时需要再次变换时，电脑再次发出信号，打开VTEC电磁阀压力开头，使压力机油泄出，气门再次回到低速工作模式。

燃机的作用是把燃料的化学能转化成机械动能，其基本原理是可燃混合气在汽缸燃烧，产生的高压推动活塞旋转曲轴，输出扭力。扭力与转速结合，就是发动机的功率。在发动机的工作过程中，大约只有30%的原始能量做了有用功，因此，最大限度地提高发动机的工作效率成为人们长期的奋斗目标。按照物理学定律，要产生更强的动力，发动机就要消耗更多的燃料。显而易见，增加燃油燃烧的方法之一是加大发动机尺寸，因为大排量的汽缸相比小型发动机能燃烧更多的燃油；另一种方法是把可燃混合气进行预压缩，这样在固有的发动机也能填入更多的燃料。与上述方法不同，本田在发动机技术上采用了另一条道路：即保留发动机尺寸不变，加快燃油的燃烧速度。也许用下面的例子更能说明问题：用杯子把爆米花从甲地运送到乙地，你可以加大杯子的尺寸，也可以压紧杯中之物以加大每次的运送量，或者也可以简单地加快运送的速度，最终的结果是一样的。随着发动机转速的增加，其“吐呐”的混合气量相应增长，进排气门的开合需要更精密和更宽阔，否则的话，进气阻力将使发动机得不到足够的燃料。

VVT发动机概述

VVT发动机概述发动机可变气门正时技术(VVT, Variable Valve Timing)是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的新技术中的一种，发动机采用可变气门正时技术可以提高进气充量，使充量系数增加，发动机的扭矩和功率可以得到进一步的提高。对于一台4冲程发动机，按照很多人的理解，做功冲程末，活塞处于下止点时排气门开始打开，发动机进入排气冲程，直到活塞到达上止点，排气门关闭，进气门打开，发动机进入吸气冲程。当活塞正好运行一周重新回到下止点时，进气门关闭，发动机进入压缩冲程。这样来理解气门的动作是否正确呢？差不多是吧。然而，可能和与人们的直觉不同的是，这样的气门正时效率并不是最优的。让我们先来考虑一下排气门开启的时机。如果比活塞到达下止点提前一点就开启排气门会怎么样呢？从直觉上，这时废气仍可推动活塞做功，如果打开排气门开始排气，此时气缸内的压强就会降低，能量的利用率也就降低了，发动机性能也会随之下降。是这样吗？其实也不一定。我们知道，排气时活塞会压迫废气从而反过来对废气做功，这个过程会消耗一部分发动机已经获得的能量。如果在缸内压强相对较高时提前开始排气，排气过程就会更顺畅，从而在排气冲程减少了能量消耗。这样，一得一失，怎么才会最合算呢？考虑到活塞在下止点附近一定角度内垂直运动距离其实非常短，实际的发动机略微提前打开排气门效果会更好一些。再来看进气门关闭的时机。如果在活塞越过下止点一定角度，开始压缩冲程之后再关闭进气门。如何呢？直观的感觉可能是，这时活塞已经开始上升，刚刚吸入的可燃混合汽岂不是又要被排出去一部分？性能会不会下降？答案是：只要时机适当，这样做反而可以增加吸气量，改善性能。因为在吸气冲程可燃混合汽被活塞抽入汽缸，进气门附近的气流速度可以高达每秒两百多米，而我们前面说过，在下止点附近活塞的垂直运动相对很慢，汽缸内体积变化并不大。此时进气岐管内的可燃混合汽靠惯性继续冲入气缸的趋势还是占了上风。那么排气门的关闭时机和进气门的开启时机又该如何呢？这是大家可能都想到了，排气时同样会形成高速气流，如果排气门也在活塞越过上止点一定角度之后再关闭，虽然活塞已经开始下降，排气门附近的废气仍就会继续排出。但是此时进气门不是已经开启了吗？废气难道不会涌入进气岐管？事实上，这又是个时机问题，燃烧室内的废气涡流的方向决定了废气短时间内是不会流向排气门对侧的进气门的，于是，一边进气一边排气的局面是完全可以实现的。事情还可以更理想。由于大部分废气在排气冲程中前期就已排出，并且在排气岐管中形成了高密度的高速气流，冲向排气管方向。这部分废气越是远离气缸，对于缸内尚未排出的废气来说，其需要填充的体积就越大，相应的平均压强也就越低。低到什么程度？低到活塞尚未到达上止点之前，缸内压强可能就已经低于进气岐管内可燃混合汽的压强了。如此看来，进气门也应当提前一点开启才好。前边讲到了进气门和排气门同时打开的情况，也就是进气门和排气门的重叠。重叠持续的相对时程可以用此间活塞运行的角度来衡量，这样就可以抛开转速，把它作为系统的固有特性来看待了。重叠的角度通常都很小，可是对发动机性能的影响却相当大。那么这个角度多大为宜呢？我们知道，发动机转速越高，每个汽缸一个周期内留给吸气和排气的绝对时间也越短，但是前面讲到的进气岐管或排气岐管内的气流也越快。想想看，这时发动机需要尽可能长的吸气和排气时间，而且也有有利条件可以利用，还犹豫什么？只要重叠的角度大一些不就行了？当然，也不能太大，前边说了，这里有个时机问题，重叠角度太大肯定也不好，要不干脆让进气门和排气

可变正时气门技术发展史

知识堂可变气门正时的昨天/今天/明天汽车之家类型：转载日期：2008/07/21 CHE168 责任编辑：孟庆嘉同人类的呼吸系统一样，发动机在不同工况下对进入气缸的空气也有不同的要求。如果只保持一种进排气模式的话，那么，就不能够保证发动机在各种情况下都拥有很好的输出效果，从而不仅无法表现出相应的动力，也不能实现低油耗的效果。而气门可变正时系统则将这种束缚变为了过去，那么，这项技术究竟是怎样发展的呢？尽管大家对四冲程发动机的工作原理都已经非常了解了，不过，气缸的进排气系统却并不简单。在气门的发展历史上，我们使用过活塞式气门、套筒式气门、旋转式气门，不过最终我们还是使用了最为灵活实用的凸轮气门系统，因为在控制气门开合方面，这种形式是最有效的，对气门的作用力比较简单。不过随着对发动机表现要求的进一步提高，人们开始研究除了在进气和排气冲程开合气门以外，还有没有更好的能够使油气混合的办法。为了增加更多的进气量，设计人员希望活塞在抵达下止点的时候也不关闭进气门，也就是说，只要吸气行程依旧存在的话，就让进气气门继续开启。因此，在活塞运行到了底部并再运行约60度曲轴角之后，才关闭进气气门。同样的道理，我们也可以让排气气门的开启时间更早一些，也就是在活塞抵达下止点还剩60度曲轴角之前就打开排气气门，因为，此时，排气歧管中的压力已经和气缸中废气的压力相差不多了。虽然提早开启排气气门会损害一定的有用能量，但同时，过多的背压更会影响车辆的性能表现（这也是为什么废气中有足够的能量来推动蜗轮运转的原因）。而在活塞完成了第四个冲程之后，工程师们却依旧不会让排气气门闭合，从而使活塞在继续旋转了15-20度曲轴角之后再闭合。同时，进气气门则在再次进行第一个冲程之前的10-20度就进行开启，从而

有关汽车发动机可变技术的综述

论文题目：有关汽车发动机可变技术的综述一、摘要近几十年来，基于提高汽车发动机动力性、经济性和降低排污的要求，许多国家和发动机厂商、科研机构投入了大量的人力、物力进行新技术的研究与开发，例如可变气门技术、可变气缸技术、可变进气歧管技术。目前，这些新技术和新方法，有的已在内燃机上得到应用，有些正处于发展和完善阶段，有可能成为未来内燃机技术的发展方向。二、关键词：可变气门技术、可变气缸技术、可变进气歧管技术三、引言可变进气系统分为两类：(1)多气门分别投入工作；(2)可变进气道系统。其目的都是为了改变进气涡流强度、提高充气效率；或者为了形成谐振及进气脉冲惯性效应，以适应低速及中高速工况都能提高性能的需要。 1.多气门分别投入工作实现多气门分别投入工作的结构方案有如下两种：第一，通过凸轮或摇臂控制气门按时开或关；第二，在气道中设置旋转阀门，按需要打开或关闭该气门的进气通道，这种结构比用凸轮、摇臂控制简单。 2.可变进气道系统可变进气道系统是根据发动机不同转速，使用不同长度及容积的进气管向气缸内充气，以便能形成惯性充气效应及谐振脉冲波效应，从而提高充气效率及发动机动力性能。惯性可变进气系统，是通过改变进气歧管的形状的长度，低转速用长进气管，保证空气密度，维持低转的动力输出效率；高转用短进气歧管，加速空气进入汽缸的速度，增强进气气流的流动惯性，保证高转下的进气量，以此来兼顾各段转速发动机的表现。加装ＶＩＳ后，发动机进气气流的流动惯性和进气效率都有所加强，从而提高了扭矩，并降低了油耗。四、可变气门技术可变气门正时技术几乎已成为当今发动机的标准配置，为了进一步挖掘传统内燃机的潜力，工程人员又在此基础上研发出可变气门升程技术，当二者有效的结合起来时，则为发动机在各种工况和转速下提供了更高的进、排气效率。提升动力的同时，也降低了油耗水平。（一）配气相位机构的原理和作用