可变配气相位与气门升程
可变气门正时系统(VECT)
低、中转速时，凸轮轴上只有小角度的凸轮有顶到摇臂
电子控制系统
在可变气门正时方面HONDA发动机具有一定得领先性他的发动机在低负荷运转情况下，小活塞在 原位置上，三根摇臂分离，主凸轮和次凸轮分别推动主摇臂和次摇臂，控制两个进气门的开闭，气门 升量较少，其情形好像普通的发动机。虽然中间凸轮也推动中间摇臂，但由于摇臂之间已分离，其它 两根摇臂不受它的控制，所以不会影响气门的开闭状态。但当发动机达到某一个设定的高转速（例如 3500转/分时，本田S2000型跑车要达到5500转/分），电脑即会指令电磁阀启动液压系统，推动摇臂 内的小活塞，使三根摇臂锁成一体，一起由中间凸轮驱动，由于中间凸轮比其它凸轮都高，升程大， 所以进气门开启时间延长，升程也增大了。当发动机转速降低到某一个设定的低转速时，摇臂内的液 压也随之降低，活塞在回位弹簧作用下退回原位，三根摇臂分开。这样一来就保证了您在低转速时对 油耗的控制，同时满足你在发动机处于高转速下澎湃动力输出的需要。整个VTEC系统由发动机主电脑 （ECU）控制，ECU接收发动机传感器（包括转速、进气压力、车速、水温等）的参数并进行处理，输 出相应的控制信号，通过电磁阀调节摇臂活塞液压系统，从而使发动机在不同的转速下由不同的凸轮 控制，影响进气门的开度和时间。从而产生出您最希望获取的动力输出。
编辑总结：
推陈出新是每个厂家占领市场的主要手段，但是面对当今的能源危机 新的皆有技术才是主要的砝码，各大厂家也在不遗余力的为节油下足本钱， 发动机的各种节能技术层出不穷，可变气门正时技术只是众多中的一种，除 了上述的这些技术之外，其他许多厂家也都有类似的可变气门正时技术，都 是为了一个目的，只是原理有些大同小异。 我国的各大厂家也就节油技术研究了很多年，也卓有成效比如吉利也推 出了自己的CVVT技术，只是效果如何我们还没有看到足够的数据还不得而知， 但相信这是一个不错的势头。近些年的自主研发的也为我国在汽车技术基础 上有一定得进步，希望我们的企业也有自己技术专利在汽车界引领潮流。
理想可变配气相位技术分析
理想可变配气相位技术分析作者：张文来源：《科技视界》 2012年第8期张文（山东华宇职业技术学院山东德州２５３０３４）汽车新技术正朝着提高汽车经济性、安全性、舒适性和环保性方向快速发展。
大量电子控制技术的应用，使汽车对经济性、安全性、舒适性和环保性等性能变化可以进行精确的控制，使汽车的各种性能可随发动机工况变化而更加合理的精确的进行变化。
例如，电控燃油喷射系统、点火正时、怠速控制等技术的发展，实现了对可燃混合气浓度的精确控制，使可燃混合气可以完全燃烧，提高了经济性，减少环境污染。
可变配气相位技术虽在很大程度上提高了发动机的动力性能。
但都没有完全实现理想的可变配气相位变化。
１发动机动力性能对配气相位的理想要求1.1 影响充气系数的主要因素（１）压缩比提高压缩比，使气缸余隙容积相对减少，气缸内残余废气量相对减少，进气初期废气膨胀后所占空间减少，新鲜混合气所占空间增大，从而增大了进气量，充气系数提高。
（２）进气终了参数1）进气终了压力进气终了压力是指进气行程末期气缸内的可燃混合气压力，提高进气末期气缸内的压力，相对增大了缸内可燃混合气的密度，增大了进气量，使充气系数增加。
2）进气终了温度新鲜混合气在进入气缸的过程中和在气缸中，总要受高温机件和残余废气加热的影响，混合气受热越多，温度升高越多，气体的密度越小，充气系数就越小。
降低进气终了温度，可提高充气系数。
（３）排气终了压力由于排气系统阻力的存在，排气终了时缸内残余废气的压力总要高于大气压力。
排气终了时缸内压力高、密度大，废气量多，残余废气系数就大，充气系数下降。
残余废气的压力，主要取决于排气系统的阻力，特别是排气门处的阻力。
降低排气阻力，可提高充气系数。
（４）负荷汽油机的功率调节属于量调节，是靠调节节气门的开度来调节负荷的大小，负荷小，节气门开度小，节气门处节流损失增加，使进气阻力增大，进气终了压力减小，充气系数减小。
（５）转速气体流动阻力除了与进排气系统的结构有关外，还取决于气体的流速。
一种新型发动机可变配气相位与气门升程机构的设计
一
匐 似
种新型发动机可变配气相位 与气 门升程机构的设计
Ｄｅｓｉ ｇｎ ｏｆ ａ ｖａｒａｂｌ ｉ ｅ ｖａｌ ｖｅ ｐｈａｓ ａｎｄ ｖａｌ ｉｔｍ ｅｃｈａｎｉ ｅ ｖｅ ｌ ｆ ｓｍ ｏｒｎｅｗ ｆ ｅｎｇｉ ｏｄｅｌ ｎｅ ｍ
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种 类 型 。此 类 机 构 结 构 原 理 简 单 ，可 以保 持 原 发
匐 似
动 机 电 脑 （ ＣＵ）控 制 。 步 进 电 机 控 制 原 理 如 Ｅ 图 ３ 示 。 发 动 机 电 脑 主 要 根 据 转 速 、 负 荷 、 水 所
动 机 气 门 系统 不 变 ， 只用 一 套 额 外 的 机 构 来 改变 凸轮 轴 相 角 ， 对 原 机 改 动 较 小 ，便 于 采 用 ；其 缺
陈建 华
高 志贤
ＣＨＥＮ Ｊａｎ ｈ ａ． ｉ － ｕ ＧＡＯ ｉ ｉ ｎ Ｚｈ． ａ ｘ
（ 邯郸职业技术学 院，邯郸 ０ ６ ０ ） ５ ０ １
摘
要 ：本 文分 析了可变配气相位 技术的研究现状 ，提 出了一种新的发动机可变 配气相位与气门升程机 构的设计思路 ，能方便实现对进 、排 气门的配气相位及气 门升程的全范围控制 。
点是 不能 改变 气 门升 程和 气 门开 启持 续时 间 。 ２ ）变 换 凸轮 曲线的 可变 配 气相位 机 构 这 类 机 构 可 以提 供 两 种 以 上 凸轮 曲线 ，在 不 同 转 速 和 负 荷 下 采 用 不 同的 凸轮 曲线 驱 动 气 门 。 如本 田公 司 的 可变 配 气 相 位 与 气 门升 程 （ Ｅ ） ＶＴ Ｃ 机 构 ，就 能根 据 发 动 机 运 行 工 况 的 变 化 ，通 过 变 换 驱动 气 门 的 凸 轮 ，来 实 现 对 配 气 相 位 及 升 程 的控 制 。但 此 种 机 构 可 变 配 气 相 位 与可 变 气 门升 程 不 是连 续变 化 的 ， 而 只是 分 成 两 个 阶 段 ， 因此 ，还 是不能 满 足所 有 工况 变化 的需 要 。 ３ ）既 改变 凸轮 轴 相 角又 变换 凸轮 曲线 的 可变 配 气 相位 机构 丰 田公 司 的智 慧型 可变 气 门正 时 及 升 程 控 制 系统 （ ＶＶＴ —） 由两 部 分 组 成 。一 部 分 由ＶＶ ｉ Ｌｉ Ｔ—
DVVT功能简介
DVVT全称是：Dual Variable Valve Timing.意思是进排气气门连续可变正时技术。
采用DVVT技术的发动机比目前市场上较多采用的进气门正时技术的发动机更高效、节能、环保。
基本含义编辑DVVT技术可降低油耗5%，同时动力提高10%，可达2.0排量的动力指标，废气排放达到国家Ⅳ级标准；通过控制发动机燃烧室之中的汽油与空气混合气体达到最合适的空燃比，还可明显改善怠速稳定性从而获得较好的舒适性。
什么是可变配气相位？是指连续可变气门正时技术，根据发动机的不同工作状态，通过调节气门关闭的时机，从而提高发动机的动力性能，提高燃油经济性。
凡是有质量的东西都有惯性，被吸入发动机气缸的空气也因惯性，进气过程结束后保留进入气缸的趋势。
这时如果延迟气门关闭时间，气缸可吸入更多的空气，可以提高体积效率。
其结果是延迟气门关闭时间越长，高转速下的性能就越高；反之越是提前关闭气门，低转速下的运转越稳定，扭矩越大。
可变配气相位的发动机都有那些特点？降低进排气重叠，确保燃烧稳定；降低进气损失，改善油耗，燃油经济性提高24%；有效改善碳氢化合物和氮氧化合物的排放；发动机动力更强劲，动力提升12%。
纵向历史追踪编辑DVVT技术高效低耗最具竞争力发动机是汽车的“心脏”，在强调节能环保的今天，我们对汽车发动机的要求，简单地说来即是用最少的油，达到输出最大的功率和扭矩的效果，并且稳定、持续、可靠，并带有低排放的附加值。
荣威550 1.8LDVVT上市后之所以会广受关注，正是因其采用了时下最先进的DVVT（DualVariableValveTiming）进排气双连续可变气门正时技术，应时所需提高动力、降低油耗。
谈到DVVT技术，不得不先说说VVT（可变气门正时系统），就是对气门升程进行调节的装置，它能保证低速大扭矩，又能获得高速大功率，对汽车发动机而言是一个极大的突破。
今天，VVT技术因其高成熟度和技术领先性，已为全球汽车大品牌主力车型所运用。
四种形式的可变配气机构 2
汽车新技术
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汽车新技术
ECU是用不同的电流值，调节滑阀的位置，随发动机工况的变 化，有“保持〞、“提前〞、“迟后〞等状态。例如：“提前状态 〞时，控制油道使油腔1、3、5、7充油；油腔2、4、6、8泄油， 转子和进气凸轮轴右旋转动一定角度，进气门即早开启。又如： “迟后状态〞时，控制油道转换，油腔充油和泄油那么按相反顺 序工作。
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试验证明： 两种进气迟后角的充气效率 〔ηv〕和功率〔Ne〕变化 规律是： 〔1〕升高迟后。 〔2〕高速时—越过2300~ 2500r/min后，晚关60°的 ηv和Ne，明显优于40o的相 位角。 〔3〕有一个转折点α，这 就是可变配气相位的控制点 〔VTEC起作用的始点〕。
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３．3个摇臂靠近气门一侧制有柱塞孔，孔中有靠油压控制滑动柱 塞，以便锁止联动。 ４．控制油压由ECM的电磁阀控制，其线圈的电阻值为14～30Ω， 投入工作时，油压为250kPa以上，使柱塞移动锁止摇臂。
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５．VTEC机构投入工作时，在油压作用下，压力开关断开，给 ECM一个反响信号，确认凸轮已转换工作。如油压低于标准值 49kPa时，压力开关闭合，5v搭铁电压信号即报警。 6.在大负荷、低转速工况工作时，如 VTEC机构不及时投入工作， 充气效率和进气涡流速度降低，会发生轻微爆燃〔如爬坡时〕。
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VVT—i〔Variable Valve Timing intelligent〕智能 可变气门正时系统，用来控制进气凸轮轴在40°角范 围内，自动保持最正确的气门正时，以适应发动机工 作状况的需要，实现了在所有速度范围内，使配气相 位智能化的变化〔保持、提前、迟后〕。从而，提高 了发动机的扭矩和燃油经济性及净化性。
汽车智能技术专业《配气相位4》
任务配气相位认知与检查1 配气相位配气相位为用曲轴转角表示的发动机进、排气门实际关闭时刻和开启持续时间。
通常用相对于上、下止点曲轴位置的曲轴转角的环形图来表示，此图即为配气相位图，如图5-27所示。
理论上，四冲程发动机的进气门应在曲轴处于上止点位置时开启，到下止点位置时关闭，排气门应在曲轴处于下止点位置时开启，到上止点位置时关闭。
但由于现代发动机转速很高，一个行程经历的时间很短〔如上海桑塔纳的四冲程的发动机，在最大功率时的发动机转速达5600r/min，那么一个行程的时间只有〕。
这样短时间的进气和排气过程将使发动机充气缺乏或者排气不彻底，使发动机功率下降。
为保证发动机气缸的进气充分和排气彻底，要求气门有尽可能大的通过能力，故气门的实际开启时间、关闭时间不是恰好在曲轴位于上、下止点，而是适当的提前或延迟。
图5-27 配气相位图2 进气门与排气门的配气相位发动机实际工作过程中，在活塞上行到排气行程上止点之前，进气门便开始开启，从进气门开始开启到活塞移动到排气行程上止点所对应的曲轴转角，称为进气提前角。
进气门提前开启的目的是保证进气行程开始时气门开度能足够大，减小进气阻力，新鲜混合气能够顺利充分的进入气缸。
发动机在实际工作时，活塞在进气行程下止点过后又上行一段，进气门才关闭。
从活塞位于进气行程下止点到进气门完全关闭所对应的曲轴转角，称为进气迟后角。
进气门延迟关闭的目的是，当活塞到达气缸上止点时，能利用气流的惯性和压力差继续进气，使进气充分。
发动机在实际工作时，活塞到达做功行程下止点之前，排气门便开始开启。
从排气门开始开启到活塞移动到做功行程下止点所对应的曲轴转角，称为排气提前角。
当做功行程活塞接近下止点时，排气门提前开启，利用气缸内的较高气压使大局部废气迅速排出，减少排气阻力，降低排气过程中的功率消耗。
高温废气的迅速排出，还可以防止发动机过热。
发动机运转时，活塞在排气行程上止点过后又下行一段，排气门才关闭。
四种形式的可变配气机构 2
三、工作原理：
1、怠速工况—转速较低，混合气流速慢，进气提前 角应较小，使进气重叠角减小，以防止发动机回火。 为此，电磁阀的控制电流较小，磁吸力较小，使滑 阀应处于“保持状态”，油道内无油压，锁销处于 锁止状态，进气门不提前开启，保证怠速平稳运转。
2、中等负荷工况—转速较高，混合气流速加快，惯性 能量较大，进气门应早开，加大重叠角，可使废气排 出量加大，提高容积效率。滑阀应处于“提前状态”， 以加大发动机的扭矩值。为此，电磁阀的电流随之加 大，滑阀在较大的磁吸力作用下，可左移到极限位置， 出油孔和回油孔随动开启。使转子右旋转，进气门开
（一）构造—它是在液压紧链器的基础上，加装了用ECU 控制的电磁阀，形成了一个“配气相位调节总成”部件。
只能对进气凸轮轴进行调 整。排气凸轮轴被曲轴正 时齿带驱动，不能调整。 进气凸轮轴通过正时链条 被排气凸轮轴驱动。 凸轮轴调整是通过电控液 压活塞将油压作用于链条 张紧器来完成的。凸轮轴 调整机构的工作油路与气 缸盖上的油道相通。
启程度随之加大，最大可达40° 曲轴转角。
3、大负荷工况—转速相对降低，混合气流速变慢，应使进气门早 开程度减小，以防止发动机回火，用加大晚关程度来加大扭矩值。 为此，电磁阀不通电，不产生磁吸力，滑阀在其弹簧的作用下，被 推到右端极限位置。其出油道和回油道反向转换，转子反向左转， 进气门早开程度减小，滑阀应处于“迟后状态”，保证了发动机扭
丰田车系
智能可变气门正时系统(VVT—i系 统)
VVT—i（Variable Valve Timing intelligent）
智能可变气门正时系统，用来控制进气凸轮轴在 40°角范围内，自动保持最佳的气门正时，以适应 发动机工作状况的需要，实现了在所有速度范围内， 使配气相位智能化的变化（保持、提前、迟后）。从 而，提高了发动机的扭矩和燃油经济性及净化性。
汽车发动机的新技术概述
最大扭矩456Nm/2800转。
五 可变压缩比技术
1. 绅宝SVC发动机。
SAAB公司的可变压缩比技术称为SVC（saab variable compression）。它的核心技术就是在缸体与缸盖之间 安装楔型滑块，缸体可以沿滑块的斜面运动，使得燃烧 室与活塞顶面的相对位置发生变化，改变燃烧室的客积， 从而改变压缩比。其压缩比范围可从8:1至14:1之间变 化。
VTEC工作原理
当发动机在中低速工作时， 控制系统使主、副摇臂与中间摇 臂分离，利用两侧的低速凸轮A、 B驱动主、副摇臂，压动气门开 启。中间摇臂在弹簧的作用下与 中间凸轮（高速凸轮）一起转动， 但此时由于没有油压作用于同步 活塞，所以中间摇臂与气门的开 闭无关。
当发动机高速运转时，控制 系统使摇臂内部的液压活塞沿箭 头方向移动。此时主、副及中间 摇臂在同步活塞的作用下连成一 体，均由中间凸轮（高速凸轮C） 来驱动，从而获得高功率所需的 配气正时和气门升程。
汽车发动机的新技术
主要内容
1可变配气相位与气门升程 2 电子节气门 3 缸内汽油直喷发动机 4 复合火花点火发动机
1. 可变配气相位与气门升程
1.1 可变进气系统作用：
①能兼顾高速及低速不同工 况，提高发动机的动力输出 和降低燃油消耗； ②降低发动机的排放污染；
③改善发动机怠速及低速时 的性能及稳定性。
缺点：结构较为复杂、机油润滑等问题很难解决。 横置的气缸因为重力的原因，会使机油流到底部，使一边 气缸得不到充分的润滑。高精度的制造更高的养护成本， 并且由于机体较宽，因而并不利于布局。
由于活塞水平放置和其自身重力的作用，其水平往返 运行中的顶部和底部与缸套的摩擦程度就不一样，这会使 得缸套的上下两个内面出现不同的磨损，底部会磨损的要 多一些。
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凸轮轴和节气门的工作示意图
我们最熟悉的可变气门升程系统无疑 就是本田的i-vtec技术了，本田也是 最早将可变气门升程技术发扬光大的 厂商。本田的可变气门升程系统结构 和工作原理并不复杂，工程师利用第 三根摇臂和第三个凸轮即实现了看似 复杂的气门升程变化。 当发动机达到一定转速时，系 统就会控制连杆将两个进气摇臂和那 个特殊摇臂连接为一体，此时三个摇 臂就会同时被高角度凸轮驱动，而气 门升程也会随之加大，单位时间内的 进气量更大，从而发动机动力更强。 这种在一定转速后突然的动力爆发也 能够增加驾驶乐趣，缺点则是动力输 出不够线性。 而随后像奥迪，三菱和丰田等厂商也都研发出了自己的可变气门升程技术，它同样 是通过增加凸轮轴上的凸轮来实现了气门升程的分段可调。
谢谢！ 谢谢！
车辆3班
可变配气相位
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，因此想要达到较好的充气效率，这时发动机需要尽可能长的吸气 和排气时间。显然，当转速越高时，要求的重叠角度越大。也就是说，如果 配气机构的设计是对高转速工况优化的，发动机容易在较高的转速下，获得 较大的峰值功率。 但在低转速工况下，过大的重叠 角则会使得废气过多的泻入进气 岐管，吸气量反而会下降，气缸 内气流也会紊乱，此时ECU也会 难以对空燃比进行精确的控制， 从而导致怠速不稳，低速扭矩偏 低。相反，如果配气机构只对低 转速工况优化，发动机的就无法 在高转速下达到较高的峰值功率。 所以传统的发动机都是一个折衷 方案，不可能在两种截然不同的 工况下都达到最优状态。
呼吸之道
可变配气相位与气门升程
参加过长跑比赛同学都知道，呼吸的快慢以及深浅对体能 发挥的影响——太急促或刻意的屏息都有可能增加疲劳感，使 奔跑欲望降低。所以，我们在长跑比赛时往往需要不断按照奔 跑步伐来调整呼吸频率，以便随时为身体提供充足的氧气。 对于汽车发动机而言，这个 道理同样适用。可变配气相位 与气门升程技术就是为了让发 动机能够根据不同的负载情况 的能够自由调整“呼吸”的时 间和深浅程度，从而提升动力 表现，使燃烧更有效率。
而在近几年，日产和宝马则以更为精巧的设计率先推出了自己的连续可变气门升 程技术，实现了气门升程的无级可调。日产的VVEL技术为例，工程师在驱动气 门运动的摇臂增加了一组螺杆（螺栓）和螺套（螺母），螺套由一根连杆与控制 杆相连，连杆又和一个摇臂和控制杆相连带动气门顶端的凸轮。 螺套的横向移动可以带动控制杆转动，控制杆转动时上面的摇臂随之转动， 而摇臂又与link B（连杆B）相连，摇臂逆时针转动时就会带动link B去顶气门挺 杆上端的输出凸轮，最后输出凸轮就会顶起气门来改变气门升程。而日产就是通 过这么一套简单的连杆和螺杆的组合实现了气门升程的连续可调。 相比分段可调的i-vtec 技术，连续可变的气门 升程不仅提供全转速区 域内更强的动力，也使 得动力的输出更加线性, 这项技术最先就被装备 在G37的VQ37VHR发 动机上，而VQ37VHR 也是2008年沃德十佳 发动机的得主。
此外，宝马的Valvetronic技术同样是依靠改变摇臂结构来控 制气门升程的，同样可以实现气门升程无级可调，只是连杆 摇臂的设计思路截然不同。此外，目前的可变气门升程技术 的运用基本还只停留在进气端，因此可变气门升程技术在未 来还拥有很大的提升空间。
主讲：陈进从 组员：1～11号 蔡名楚 蔡培锋 陈进从 陈敏锶 陈斯伟 陈毅豪 陈勇 方志鹏 冯彬健 冯德彬 何
传统的VVT技术通过合理的分配气门开启的时间确实可以有效提高发动机效率和经 济性，但是对发动机性能的提升却作用不大，下面将要介绍的可变气门升程技术则 可以弥补这个不足。 而如果气门开启大小（气门升 程）也可以时间可变调节的话， 那么就可以针对不同的转速使 用合适的气门升程，从而提升 发动机在各个转速内的动力性 能，这就是和VVT技术相辅相 承的可变气门升程技术。 可变气门升程技术可以在发动 机不同转速下匹配合适的气门 升程，使得低转速下扭矩充沛， 而高转速时马力强劲。低转速 时系统使用较小的气门升程， 这样有利于增加缸内紊流提高 燃烧速度，增加发动机低速输 出扭矩，而高转速时使用较大 的气门升程则可以显著提高进 气量，进而提升高转速时的功 率输出。
所以为了解决这个问题，就要求配气相位角大小可以根 据转速和负载的不同进行调节，高低转速下都可以获得理想 的进气量从而提升发动机燃烧效率，这就是可变气门正时技 术开发的初衷。 在低速和怠 速工况下，系 统缩小进排气 时间使得配气 相位的重叠角 减小，从而改 善低速下的扭 矩表现，而高 速下则适当增 加配气相位重 叠角以提高提 升马力。
虽然可变气门正时技术在各个厂商的称谓都各不相同，但是实现的方式大多大同 小异，以丰田的VVT-i技术为例，其工作原理为：系统由ECU协调控制，来自发 动机各部位的传感器随时向ECU报告运转工况。由于在ECU中储存有气门最佳 正时参数，所以ECU会随时控制凸轮轴正时控制液压阀，根据发动机转速调整 气门的开启时间，或提前，或滞后，或保持不变。 市面上的大部 分气门正时系 统都可以实现 进气门气门正 时在一定范围 内无级可调， 而少数发动机 还在排气门也 配备了VVT系 统，从而在进 排气门都实现 气门正时无级 可调（就是DVVT，双VVT 技术），进一 步优化了燃烧 效率。