汽车可变配气相位机构VVT
汽车VVT可变气门
VVT（Variable Valve Timing）可变气门正时系统。
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。
基本简介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，使进入的空气量达到最佳，提高燃烧效率。
优点是省油，功升比大而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。
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；江淮的VVT；长城的VVT等也逐渐开始使用。
总的说来其实就是一种技术，名字不同。
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。
CVVT是英文Continue V ariable V alve Timing的缩写，翻译成中文就是连续可变气门正时机构，它是近些年来被逐渐应用于现代轿车上的众多可变气门正时技术中的一种。
例如：宝马公司叫做V anos，丰田叫做VVTI，本田叫做VTEC，但不管叫做什么，他们的目的都是给不同的发动机工作状况下匹配最佳的气门重叠角（气门正时），只不过所实现的方法是不同的。
vvt的工作原理
vvt的工作原理
VVT（可变气门正时）是一种机械系统，在内燃机中可以实
现配气机构的相位调整，以优化发动机性能。
VVT的工作原
理主要基于晚气门关闭和提前点火的概念。
下面是VVT的工
作原理的详细解释：
1. 晚气门关闭：当发动机在低转速或负荷较轻的情况下工作时，VVT系统可以延迟气门关闭时间。
这样做可以增加进气门的
开放时间，从而提高进气效率，使得更多的混合气进入燃烧室。
这种延迟气门关闭的操作有助于提高低速扭矩和燃烧效率。
2. 提前点火：在高转速或负荷较重的情况下，VVT系统可以
提前点火时间。
这样做可以使得气缸的压力在曲柄角度上升时更高，增加了爆发力和燃烧效率，从而提高发动机的性能。
此外，提前点火还可以减少排气温度，减轻水平运动负荷，提高整体燃烧效率。
3. 换气阀相位调整：VVT系统通过调整两个相邻气缸的进气
门和排气门的相位差（即升程时间和气门持续开启时间之间的时间差），以优化发动机的性能。
这种相位调整可以使得在不同工作条件下，充分利用气缸的容积和气流动态特性，提高进气和排气的效率，并提升整体的燃烧效率。
4. 液压控制系统：VVT系统通过液压控制单元，根据发动机
负荷和转速的变化，自动地控制曲轴轴上的液压马达或油门枢轴的位置，以调整气门的相位。
液压控制系统与发动机控制单元（ECU）相连，根据传感器提供的数据和预设的策略，实现
VVT的自动调节。
总的来说，VVT系统通过晚气门关闭、提前点火、换气阀相位调整和液压控制系统的协同工作，实现了发动机在不同工况下的优化性能输出。
这种技术的应用可以提高发动机的动力性能、燃烧效率和燃油经济性。
可变气门配气相位和气门升程
技能训练九可变气门配气相位和气门升程电子控制系统的检测可变气门配气相位和气门升程电子控制系统英文全称为：VVTVLECS（VTEC）根据发动机转速、负荷等的变化来控制 VTEC 机构工作，改变驱动同一气缸两进气门工作的凸轮，以调整进气门的配气相位及升程，并实现单进气门工作和双进气门工作的切换。
第一部分教学组织一、目的要求①了解可变配气相位控制系统（VTEC）的结构及其工作原理。
②掌握可变配气相位控制系统（VTEC）电路的检修。
二、工具器材三、教学节奏与方式四、成绩评定（成绩评定的等级为优良、及格和不及格）第二部分教学内容一、可变配气相位控制系统（VTEC）1．VTEC 机构的组成（以本田雅阁F22B1发动机为例）同一缸有主进气门和次进气门，主摇臂驱动主进气门，次摇臂驱动次进气门，中间摇臂在主、次摇臂之间，不与任何气门直接接触。
相应凸轮轴上的凸轮也有主凸轮、中间凸轮和次凸轮。
如图9-1所示。
图9-1本田雅阁F22B1发动机VTEC结构图2．VTEC 机构的工作原理工作原理发动机低速运转时，电磁阀不通电使油道关闭，此时，三个摇臂彼此分离，主凸轮通过主摇臂驱动主进气门，中间凸轮驱动中间摇臂空摆；次凸轮的升程非常小，通过次摇臂驱动次进气门微量关闭。
配气机构处于单进、双排气门工作状态，单进气门由主凸轮轴驱动，如图9-2所示。
当发动机高速运转，且发动机转速、负荷、冷却液温度及车速达到设定值时，电脑向 VTEC 电磁阀供电，使电磁阀开启，来自润滑油道的机油压力作用在正时活塞一侧，由正时活塞推动两同步活塞和阻挡活塞移动，两同步活塞分别将主摇臂和次摇臂与中间摇臂接成一体，成为一个组合摇臂。
此时，中间凸轮升程最大，组合摇臂受中间凸轮驱动，两个进气门同步工作，气门的升程、提前开启和迟后关闭角度均随发动机转速的升高而增大。
当发动机转速下降到设定值，电脑切断 VTEC 电磁阀电流，正时活塞一侧油压下降，各摇臂油缸孔内的活塞在回位弹簧作用下，三个摇臂又彼此分离而独立工作。
项目14：智能可变气门控制机构(VVT-I 或VTEC)的检测与维修.详解
图6-9 VVTL-i系统的凸轮轴
图6-10 VVTL-i系统的摇臂
项目14：智能可变气门控制机构（VVT-I 或VTEC）的检测与维修
机油压力控制阀中的伺服 阀是由ECU进行占空比控 制的。当发动机高速运转 时，机油压力控制阀开启， 机油直接通往在凸轮转换 机构上，使高速凸轮起作 用。
图6-11 机油压力控制阀
1—中间凸轮 2—中间摇臂
项目14：智能可变气门控制机构（VVT-I 或VTEC）的检测与维修
4. VTEC系统电路
发动机控制ECU根据发
动机转速、负荷、冷却液 温度和车速信号控制 VTEC电磁阀。电磁阀通 电后，通过压力开关给电 脑提供一个反馈信号，以 便监控系统工作。
项目14：智能可变气门控制机构（VVT-I 或VTEC）的检测与维修
智能可变气门升程系统（VVTL-i）
项目14：智能可变气门控制机构（VVT-I 或VTEC）的检测与维修
1.2 可变气门升程系统概述
VVTL-i系统的组成与VVT-i相似，控制系统也包括曲轴/凸轮轴位置、节气门位置、 冷却液温度传感器和空气流量计（见图6-11），而驱动部件则包括机油控制阀 （OCV），特殊的凸轮轴和摇臂组件（如图6-9、6-10和6-11所示）等。VVTL-i 系统的控制原理见图6-12所示。VVTL-i系统的工作过程见表6-2所示。
有些发动机 只匹配可变 气门正时， 如丰田的 VVT-i发动机；
有些发动机只匹 配了可变气门升 程，如本田的 VTEC；
有些发动机既匹配 的可变气门正时又 匹配的可变气门升 程，如丰田的 VVTL-i，本田的 VTEC-i
项目14：智能可变气门控制机构（VVT-I 或VTEC）的检测与维修
1. 可变气门正时
可变配气相位技术
可变配气相位技术定义：用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间，称为配气相位。
进气配气相位为180°+进气提前角α+进气迟后角β，排气配气相位为180°+排气提前角γ+排气迟后角δ。
试验证明：在进、排气门早开、晚关的过程中，进气门的晚关，对充气效率影响最大，其次是重叠角的大小，人们多在进气门方面改善性能指标。
通过试验证明，两种进气迟后角的充气效率（ηv）和功率（Ne）变化规律是：1、低速时，晚关60°的充气效率ηv低、发动机功率Ne升高迟后。
2、高速时，超过2300~2500r/min后，晚关60°的充气效率ηv和功率Ne ，明显优于40°的相位角。
进气门晚关时对ηv和Ne的影响。
正时柱塞的锁止槽中，该锁止片依靠高速时的惯性力解脱。
大众车系可变气门正时机构VVT (Varble Valve Timing)原理:结构图原理图采用双顶置凸轮轴、4气门结构。
排气凸轮轴通过正时齿形皮带与曲轴相连接，进、排气土林轴之间采用链条驱动，链条上装有油压张紧器。
a)低速时—早开、早关，重叠角加大；b)高速时—晚开、晚关，重叠角减小可变相位调节器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”部件大众车系链条式配气相位调节机构工作原理1）当发动机转速低于1 300r/min时，电磁控制阀不通电，进气凸轮轴即反向转动一定角度θ，进气门早开角度变小，进、排气门的重叠角变小，防止发动机回火，低速运转平稳。
2）当发动机转速高于1 300r/min时，电磁控制阀通电，进气门早开角度变大，进、排气门的重叠角变大，废气排出率加大，提高了容积效率和转矩值。
3）当发动机转速高于3 600r/min时，电磁控制阀又断电，调节工作结束，进气门又回到不提前的位置，晚开和晚关角度加大，可利用气体的惯性能量，提高功率值。
大众车系可变气门正时机构的特点是只改变进气门开、关时间的早晚，配气相位角值不变（时间平移—即早开、早关；晚开、晚关），不改变进气门升程的大小。
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。
可变配气相位
三、宝马（BMW's variable valve travel）
宝马的控制机构是由电机 驱动的，电机通过蜗杆传 动齿轮，然后由齿轮上的 凸轮带动摇臂运动来改变 摇臂的控制角，然后在凸 轮轴的驱动下由摇臂带动 气门运动。所以通过改变 摇臂的角度就可以改变气 门的行程了。由于是通过 电机控制的，所以可以在 一定区域内做无段级调节 气门开度。
方法：排气门早开是为了在气压较大时排干净，而排 气门晚关也是为了利用惯性排气。
由于进气门早开和排气门晚关，致使活塞在上止点附 近出现进、排气门同时开启的现象，称其为气门重叠。
气门重叠大小对发动机带来的影响
气门重叠角小：发动机在低速的时候可以获得较大的进气量， 能在低速时发挥出较大的扭矩。而在高速时发动机无法获 得较大的充气量，导致无法获得较大的功率，气门重叠角 过小时，发动机在高速时会熄火。
气门重叠角大：发动机在低速时无法获得较大的进气量，而 导致在低速运转时无法获得较大的转矩。而在高速时发动 机却能获得较大的充气量，使发动机能够发挥出较大的功 率. 配气相位使得气门开启和关闭时间成为一个定值，无法 改变，这也就意味着发动机只能在低速或者高速时发出较 大的转矩或者较大的功率。
新技术
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。
二、本田（VTEC）
结构：
VTEC不工作时，正时活塞和主同步活塞位于主摇臂缸内，和 中间摇臂等宽的中间同步活塞位于中间摇臂油缸内，次同步活 塞和弹簧一起则位于次摇臂油缸内。正时活塞的一端和液力油 道相通，液力油来自工作油泵，油道的开启由ECM通过VTEC 电磁阀控制。
VVT（可变气门正时技术）是一种怎样的技术？原理是什么？
VVT（可变气门正时技术）是一种怎样的技术？原理是什么？VVT（可变气门正时）从字面意思来看就是通过某种特有技术让发动机气门的开关时间达到可变调节的正时效果。
正时：让发动机在正确的时间做正确的事因为发动机的配气机构就是用来调节发动机进排气效果以保证发动机在某些工况的效率。
但是发动机的工况是不断变化的，因此固定时间下气门的开闭肯定不能满足发动机全工况下对进气效率的需求。
所以，可以通过硬件机构实现气门的提前和延迟改变时间并配合电控系统的精准控制可以实现气门调节在一定幅度每的智能可变。
这种技术就是我们平时所说的VVT可变气门正时，如果加上电控系统就是电子可变气门正时。
比如本田的ivtec、丰田的vvt-i等。
它们相对没有可变气门正时的发动机主要有以下优点：提高燃油经济性提高低速稳定性和扭矩输出有助于提高功率降低排放污染与未搭载VVT的发动机相比燃油经济性差不多会提高10%-20%，功率提升5%-10%。
下面用浅显易懂的话来分享下它是怎样一种技术？为何要用它？四冲程发动机一个完整的循环包括：吸气、压缩、做功、排气，由于每个冲程都需要活塞由上止点移动到下止点完成180度，所以整个循环曲轴实际上要旋转720度。
凸轮轴是发动机完成配气的主体，凸轮轴由曲轴通过正时皮带驱动，但是一个完整的冲程进气门和排气门只需打开一次所以它们之间齿比固定为2：1。
也就是曲轴转两圈，凸轮轴只需要转一圈。
按道理说气门的开关不是要严格按照每180度一个冲程开闭一次？比如吸气冲程活塞开始下行就打开气门，当活塞到达下止点准备上行前气门关闭；排气冲程在做功结束前一刻打开排气门，活塞上行排除废气。
理论上这种配气不是挺合适的？但现实往往不允许，因为发动机的运行是极其复杂和多变的，无论是阻力、摩擦力、进气效率、温度、压强、废气循环等等各种因素都会影响发动机的性能综合性。
相对于配气系统来说发动机的进气效率其运行有着极其重要的作用而配气系统却和气门的正时有着直接关系。
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• 其实以目前的以上的可变气门引擎来讲，已经都 作的越来越像了，原本各车厂都保有各自在VVT-i ，VANOS上的优点，之后各家或多或少地解决自 己不足的地方。除了商业上的竞争外，不就是对 我们生存的空间-地球，许下科技与环保共存的允 诺，所以，我们才需要一具既符合我们的动力期 待，又能低油耗与低排污的引擎，而今天介绍的 这进气引擎VVTL-i，Valvetronic正是我们刚进入 21世纪时，献给大自然与全人类的代表作!
• 可变配气相位调节机构工作原理
气门的配气正时则是由凸轮决定
VVT-i调节机构 调节机构
电磁控制阀结构
VVT-i调节机构位置（提前状态） 调节机构位置（提前状态） 调节机构位置
在中等负荷工况，根据来自发动机ECU的提前信号，凸轮轴正时机油电磁控 制阀的电流值最大，使滑阀处在下图所示位置，总油压作用到正时提前转子油腔， 使凸轮轴向正时提前方向转动，改善缸内废气排出性能，提高功率。
谢
亚洲
谢！
---李
VVT-i调节机构位置（滞后状态） 调节机构位置（滞后状态） 调节机构位置
在怠速和大负荷工况，根据来自发动机ECU的滞后信号，电磁控制阀断电， 使滑阀处在下图位置，总油压作用到正时滞后转子油腔，使凸轮轴向正时 滞后方向转动，防止回火，提高充气效率和转矩。
VVT-i调节机构位置（保持状态） 调节机构位置（保持状态） 调节机构位置
• 可变气门正时技术 • 发动机可变气门正时技术的英文缩写就是 “VVT”（Variable Valve Timing)，其实这种称谓 是“可变气门正时”的通称，而在汽车领域被普 遍应用的可变气门正时技术又因为各个厂商的自 行创新或者叫法不同而多种多样。简单来说，可 变气门正时的原理就是根据发动机的运行情况， 调整进排气的量，控制气门开合的时间和角度， 使进入的空气量达到最佳，从而提高燃烧效率。
链条式可变气门正时机构的控制
• 发动机控制单元根据转速传感器、车速传感器、冷却 液温度传感器、节气门位置传感器等信号，控制左右列汽 缸上的正时阀中阀体动作，使之处于不同的位置，从而改 变通往调节器内的液压缸油路，使得调节器上升或下降， 以致于进气门获得不同的迟后角，如图，一般可调整 20°-30°
图注：Valvetronic技术是通过步进电机驱动进气门升程的变化。图中，青蓝色凸 轮轴及进气门为升程最小时的状态；紫色凸轮轴及进气门为升程最大时的状态
•
Valvetronic少了节流阀(throttle)的设计，如同 我们鼻子或肺在作呼吸动作时一样地跟空气直接 接触，而省略掉throttle后，引擎在进新鲜空气时 ，将更顺畅，少掉因为空气流动的一些黏着力与 磨擦力，而使引擎在运转时省去不必的损失!一般 的车子，当我们用脚踏加油门时，是驱动着钢索 而通到throttle这开关的，而踏油门的深浅正控制 著throttle的开或关的程度，而引进的就是将进入 引擎燃烧室燃烧的新鲜空气，所以，throttle正控 制著燃烧室的空气量与流动速率；然而，取代这" 机械式"的进气节流阀(throttle)机置后，取代的是" 电子式"的可变电阻，依我们踏油门的深浅，经过 这可变电阻而来决定"进气量"。
• 高速汽油机配气相位的设置通常偏重于高转速， 进气门关闭角较大，而发动机在低速运行时，汽 缸内的混合气会反窜至进气管中，致使汽缸内燃 烧不稳定，功率下降，怠速不稳定。采用可变配 气相位机构后，发动机的进气门关闭角在低速时 自动减小，可消除上述现象，改善低速和怠速性 能
• 可变配气相位机构是发动机设计的新技术，近十
几年发展迅速。可变配气相位机构主要有电磁式、 液压式和机械式三大类。国外研制的此机构有数 10种，每种形式都有能改变发动机配气相位的功 能，但均有各自优缺点。
•
可变气门正时调节器
• 如右图发动机在高速状态下，为了充 分利用气体进入气缸的流动惯性，提 高最大功率，进气门迟后角增大后的 位置。
• 如下图发动机在低速状态下，为了提高 最大转矩，进气门迟后角减少的位置。 进气凸轮轴由排气凸轮轴通过链条驱动， 两轴之间设置一个可变气门正时调节器， 在内部液压缸的作用下，调节器可以上 升和下降。
可变气门正时VVT标识
•
发动机可变气门正时技术
•
这种结构只是改变进气门开关时间的 早晚，配气相位角值不变（时间平移—即 早开、早关；晚开、晚关），不改变进气 门升程的大小。该机构的相位角调节范围 宽，工作可靠，功率可提高10%-20%，油 耗可降低3%-5%。其系统结构原理，如下 ：
• 智能可变气门正时系统结构
呼吸之道
可变配气相•
许多发动机的配气相位通常是兼顾发动机各种工况下 性能而采用一种折衷办法，其结果是发动机性能没有得到 充分发挥。随着轿车汽 油机的高速化和废气排 放法规的日趋严格，配 气相位固定不变的缺点 显得越来越突出。因此， 可变配气机构的研究和 应用引起了人们的高度 重视。
发动机ECU根据移动状况计算出预定的正时角，预定正时被设置后，电磁控制阀 控制电流值即变得较小，使滑阀处在空挡位置，保持气门正时直到移动状况改变。
可 变 气 门 正 时 系 统 结 构 图
可变气门正时系统特写
凸轮轴及节气门装配图
BMW的VALVETRONIC介紹 的 介紹: 介紹
• 讲到车坛上的引擎科技，自然不会把这蓝天白云mark 的BMW车厂给遗忘，那简易的机置即作到连续性的可变 气门引擎，原理是简单却原创性十足，那就是它的得力之 作Variable Camshaft Control，叫作“可变凸轮轴控制系统 ”-VANOS，而Toyota的VVT-i，就是采用BMW这类似的装 置；以前，VANOS只被M3等超性能跑车使用，但是，日 益严格的环保标准，加上科技的平民化，如今VANOS系 统，那怕是双-VANOS也都被广泛地使用在BMW的全车 系，这代表可变气门的科技已经慢慢地平民化，而大量使 用!BMW的VANOS是连续性的可变气门正时与重叠时间， 但是由于没有变化进、排气阀门的“升程”，使得它总是有 那么点点的缺憾，特别Toyota与Honda都已经克服这样的 问题，那么以引擎科技傲视全球的BMW车厂怎会就此罢 休呢？
图注：宝马2.0升直列四缸发动机采用的是进气气门正时和排气气门正时同时 可变的double-VANOS双可变气门系统，它能够在大部分转速区内持续地调节 进排气气门正时。
拥有double-VANOS双可变气门系统的宝马2.0L发动机
拥有double-VANOS双可变气门系统的宝马2.0L发动机
• Valvetronic就是BMW的实现这理想的作品，它比VVTL-i 或i-VTEC有更进一步的地方，所以，才被比喻成更"完美 的"可变气门引擎!那到底厉害在何处呢？