宝马发动机可变气门升程控制系统Valvetronic培训课件
宝马可变气门升程技术讲解
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。
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，水流出的力道也将不同，发动机可变气门升程技术利用的就是这种原理，让混合气的雾化更加的充分，燃烧也更完全。
目前市场上使用具有可变气门升程技术发动机的厂家共有三个，分别是本田（Vtec/i-Vtec）、日产（VVEL）和宝马（Valvetronic）。
本田可变气门升程技术：Vtec/i-Vtec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。
发动机可变气门升程技术的现状及发展ppt
2.1.2本田的VTEC系统也可对DOHC双顶置
凸轮轴的发动机的排气气门升程进行调节， 这样就使发动机在高转速下排气效果将更彻 底，可以和进气门升程的调节协作来共同增 强发动机的动力输出。 2.1.3 i-VTEC这种在一定转速后突然的动力 爆发极大的提升了驾驶乐趣，但缺点则是动 力输出不够线性，动力的过渡不够圆滑，这 也是阻碍本田可变气门升程技术进步的瓶颈， 原因是不可能在凸轮轴上加上更多的凸轮来 实现更多级的调节
2.3BMW的Valvetronic电子气门技术
2.3.1BMW的Valvetronic系统在传统的配气
相位机构上增加了一根偏心轴，一个步进电 机和中间推杆等部件，该系统借由步进电机 的旋转，再在一系列机械传动后很巧妙的改 变了进气门升程的大小。
2.3.2当凸轮轴运转时，凸轮会驱动《汽车检测诊 断技术与设备》、《汽车电器》、《汽车维修业务 管理》、《汽车维修高级工》、《汽车底盘电控系 统》、《汽车电控技术》、《汽车新技术》、 《汽 车美容与装饰》、 《二手车鉴定与评估》等课程， 担任汽车维修高级工培训的理论及实训指导教师。
专业论文（第一作者）
2.3.3相比本田i-VTEC、奥迪AVS两段式的气门升 程系统，BMW Valvetronic系统可实现发动机气 门升程的无级调节，性能更为先进，其最大优势就 是可以利用气门升程来控制进气量，这样节气门的 作用就被弱化，大大降低了泵气损失，同时发动机 进气迟滞的现象也会减轻，直接提升了发动机的响 应速度。由于进气不存在迟滞，因此发动机的点火 正时和配气正时的配合也更为精确，最终发动机的 效率得到提升。 2.3.4BMW的Valvetronic技术已经覆盖了旗下的多 款发动机，该技术能够让发动机对驾驶者的意图做 出更迅捷的反馈，同时通过发动机管理系统实现对 气门升程的精确控制，实现了车辆在各种工况和负 荷下的最佳动力匹配。
宝马发动机VANOS(双可变凸轮轴控制系统)详解
宝马Double-VANOS/Valvetronic1992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。
宝马发动机培训课件
BMW 技术导入培训
发动机基础知识
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发动机基本结构
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往复式活塞运动
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3
2
1 cycles
Speed relation between camshaft and crankshaft
1 2 cycles
一统汽车检测设备
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发动机基本结构（四冲程）
N52 发动机
镁Magnesium (Mg)–铝 Aluminium (AL)
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镁Magnesium (Mg)–铝 Aluminium (AL)
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270
360
450
BMW 技术导入培训
可变气门升程技术的原理及应用 ppt课件
2020/12/2
II、VVT的结构及控制机理
VVT系统的控制机理
在不同工况下
OCV电磁阀 VVT(提前 或滞后 )
反馈
ECU
相位传感器
VVT系统控制图
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2020/12/2
II、VVT的结构及控制机理
VVT工作原理
滞后：VVT通过相位传感器接到从ECU传给电磁阀的信号，要完 成相位滞后状态，此时叶片位于相位最提前状态，从主油道 过来的高压油经过凸轮轴油道进入滞后腔，当油压大于锁止 销弹性压力时，锁止销压缩弹簧解锁，VVT逆时针转动，此时 滞后腔油压为P>提前腔压力T，叶 片两侧有压力差，此时滞后腔进油， 提前腔中低压油通过油道随凸轮轴 环形带泄油，当叶片转到最滞后位 置，完成相位滞后过程。同理提前 过程。图6
善废气排放↑, 怠速稳定性和低速平稳性↑
因此，可变配气系统技术广泛应用与发动机上。
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2020/12/2
精品资料
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2020/12/2
• 你怎么称呼老师？ • 如果老师最后没有总结一节课的重点的难点，你
是否会认为老师的教学方法需要改进？ • 你所经历的课堂，是讲座式还是讨论式？ • 教师的教鞭 • “不怕太阳晒，也不怕那风雨狂，只怕先生骂我
2020/12/2
VVT 机构在发动机燃烧中的影响分析
以某款2.0L 直列4 缸DOHC 自然吸气汽油机为基础, 用软件模拟分析进、
排气门开启和关闭时刻的不同对发动机性能的影响。
表1 整车的参数
表2 变速器参数
表3 90km / h 等速行驶优化油耗数据
表4 120k020/12/2
请领导点评！
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问题解答
1. 相位提前，顺时针？曲轴
电子气门升程控制
电子气门调节系统 优点-燃油经济性
负荷
转速
Engine Repair BMW China Training Academy March 2010 Page 7
电子气门调节系统 优点-发动机响应特性
扭矩
Engine Repair BMW China Training Academy March 2010 Page 8
1 2 3 4 5 6
气门行程（mm） 满负荷时的最大气门行程 负荷（%） 进气门 2 进气门 1 怠速时的最小气门行程
Engine Repair BMW China Training Academy March 2010 Page 11
电子气门调节系统 VALVETRONIC III
伺服电机的安装位置与以前不同； 集成式霍尔偏心轴传感器不再位于偏心轴上，而是集成在伺服电机内。 新型无碳刷三相直流电机；
Engine Repair BMW China Training Academy March 2010 Page 1
Aftersales Training – 电子气门升程控制系统
BMW Service
Engine Repair BMW China Training Academy March 2010 Page 2
Engine Repair BMW China Training Academy March 2010 Page 10
电子气门调节系统 VALVETRONIC II-定相
定相： •某一气缸的进气门同步开启最大 0.2 mm，从该行程起气门 1 开始超前， 气门 2 稍稍延迟开启，并在行程大约 为 6 mm 时赶上气门 1。随后两个气 门继续同步开启。
概述 现代发动机提升效率的方式
汽车新技术配置3可变气门正时系统
n 2．VVT-i的设计理念与VANOS相同，都是移动 凸轮轴的位置，以改变气门正时与气门重叠角度， 只是移动凸轮轴的机构有点不同。
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汽车新技术配置3可变气门正时系统
•可变气门正时(与举升)系统的 • 构造、作用与改良
２．电路控制方 块图如图3．4所 示。
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汽车新技术配置3可变气门正时系统
可变气门正时(与举升)系统的构 造、作用与改良
二.VTC
3．ECM由各传感器信号，依表3．1所示之条件， 使气门正时控制电磁阀OFF或ON。
当气门正时控制电磁阀OFF时，电磁阀打开， 油压从电磁阀泄放，进气门正常时间开闭，由于 无气门重叠角度，故怠速平稳；且由于进气门较 晚关，故高转速时充填效率高。
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汽车新技术配置3可变气门正时系统
n1配N气Z机-F构E / 2NZ-FE 发动机
•正时链
•VVT-i 控制器
•张紧器
•调整垫片
P•PVT文A档N演模O板S
汽车新技术配置3可变气门正时系统
1NZ-FE / 2NZ-FE 发动机
n 发动机控制系统
n VVT-i (智能型可变气门正时控制) 系统
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汽车新技术配置3可变气门正时系统
可变气门正时(与举升)系统的 构造、作用与改良
二.VTC
3．ECM由各传感器信号, 气门正时控制电磁阀ON时，电磁阀 关闭，油压进入控制器，使进气凸轮轴位置改变，进气门提 前20‘打开，如图3．5所示，在较低转速时，即可得到较高转 矩，如图3．6所示。
n 一.可变气门正时(与举升)系统种类： n VTC: 仅改变进气门的气门正时。 n VANOS: n VVT-I: n VTEC:
宝马可变进气升程Valvetronic技术
宝马Valvetronic技术BMW 之Valvetronic 深入探讨Valvetronic 引擎利用软体与硬体的组合来取代传式的节气门构造。
Valvetronic 一字有电子控制取代传统的机械控制气门机构的意思。
Valvetronic 修改进气门的正时与升程，Valvetronic 系统有一支与传统式引擎一样的凸轮轴，而且有还有一支偏心轴与滚轴及顶杆的机构，并由步进马达所带动著，藉由接收来自油门位置的信号，步进马达改变偏心凸轮的偏移量，经由一些机械传动间接地改变进气门的作动。
传统式的气门机构与Valvetronic 机构的比较Valvetronic 引擎主要是利用无段可变进气升程的控制，来取代原有节气阀的功能，Valvetronic 有一只独立的电脑它与引擎管理系统分开，由数位引擎管理系统结合一40MHz 32 位元的电脑构成网路。
Valvetronic 能降低保养维修的费用、增加冷车时的运转性能、减少排放的废气，并且提供引擎较平滑的运转，Valvetronic引擎由于其燃油的雾化性能相当好，因此不必特别使用某种等级的汽油。
Valvetronic 能让引擎的呼吸更顺畅，燃油的消耗约减少10%，在引擎低速运转有著极为良好的燃油效率，在将来2008 新的二氧化碳规定中Valvetronic 将是BMW 重要的一环。
操作：传统的气门空气进气量是由节气阀所控制燃油喷射系统监视著经有流通节气阀的空气流量，来决定引擎燃烧时所须要的燃油量，也就是说当节气阀打得愈开时，流入燃烧室的空气也就愈多。
在较轻的节气门时，节气阀部分甚至接近关闭。
在活塞仍在运转时，部份的空气进入进气歧管，这时在燃烧室与节气门之间的进气歧管存在部份的真空，吸力与泵浦抵抗的活塞，浪费能量，工程师将这个现象称为“泵浦流失”（Pumping loss），当怠速运转，节气门只开启一部份，因此有更多的能量损失。
改进马达的螺旋齿轮改变偏心轴的旋转量，带动中摇臂并传统的凸轮轴互连动著，再压传至摇臂最后才压下气门。
气门间隙调整和可变配气相位PPT课件
当凸轮轴运转时，凸轮会驱动 中间推杆和摇臂来完成气门的开启和 关闭。当电机工作时，蜗轮蜗杆机构 会首先驱动偏心轴发生旋转，然后中 间推杆和摇臂会产生联动，偏心轴旋 转的角度不同，最终凸轮轴通过中间 推杆和摇臂顶动气门产生的升程也会 不同。
触面（或凸轮）之间的间隙。
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2、气门间隙的作用
• 给气门杆受热留有膨胀伸长的余地，保证气门的密封。
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3、气门间隙的大小
• 由厂家根据试验确定，进气门间隙一般为 0.25~0.3mm；排气门间隙一般为0.3~0.35mm。
• 气门间隙过小→气门关闭不严而漏气→发动机功率下降， 烧坏气门。
提前腔
VTC作动器
叶片
VTC机油控制电磁阀
发动机负荷
②
发动机转速
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ECU
Vvt-i(提前⇔延迟)
延迟腔
VTC作动器
叶片
VTC机油控制电磁阀
发动机负荷
③
发动机转速
第33页/共58页
发动机停止时
壳体 叶片
第34页/共58页
发动机工作时
第35页/共58页
油压力
二、BMW的Valvetronic系统工作原理
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6缸发动机的两次调整法（1-5-3-6-2-4）
第13页/共58页
4、找第1缸压缩上止点的方法
• （1）观察第1缸进、排气门的动作，对正缸1缸 上止点记号。
• （2）在第1缸火花塞孔中或喷油器孔中塞棉球 或用手指堵住火花塞孔或喷油器孔，对正1缸上 止点记号。
【宝马BMW】宝马745i N62发动机培训手册
目录页码第1章引言1历史1将来2电子气门控制系统的工作原理4N62 发动机引言61引言历史今天所安装的汽油发动机和柴油发动机是高技术的结晶。
特别是随着直接喷射技术的引入和不断发展，柴油发动机已达到了迄今为止只有很好的汽油发动机才能达到的功率值。
另外耗油量也明显地降低了。
过去几年中在汽油发动机上达到了一个非常好的扭矩和功率水平，并且耗油量下降了10%。
除此之外还达到了最低的排放值。
请记录为实现这些目标已采取的措施：记录：___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1______________________________________________________________________________________________________________________________然而在此期间，汽油发动机与柴油发动机之间的耗油量出现了较大的差距。
直接喷射技术和带可调式气门机构的无节流负荷控制等设计‘表明汽油发动机还有很大潜力‘它越来越接近现代化柴油发动机的部分负荷耗油量值。
将来在将来会有以下市场和法律要求- 降低耗油量- 改善动力性能- 提高舒适性- 减小排放- 提高性价比耗油量的降低意味着发动机效率的提高为提高效率有三种技术上可行的方案。