电控多级可变配气系统

技术背景
气门重叠的角度往往对发动机性能产生较大的影响，发动机转速越高，每个气缸一个工作循环内留给吸气和排气的绝对时间也越短，因此要达到更高的充气效率，就需要延长发动机的吸气和排气时间。

显然，当转速越高时，要求的气门重叠角度越大。

但在低转速工况下，过大的气门重叠角则会使得废气过多的泻入进气端，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进行优化，那么发动机的就无法在高转速下达到较高的峰值功率。

所以发动机的设计都会选择一个折衷的方案，不可能在两种截然不同的工况下都达到最优状态。

为了解决这个问题，就要求配气相位可以根据发动机转速和工况的不同进行调节，高低转速下都能获得理想的进、排气效率，这就是可变气门正时技术开发的初衷。

市面上使用较多的有丰田公司生产的D-VVT技术。

其原理是通过液压电控相结合的方式使内转子相对外转子转过一定的角度来实现配气相位随转速变化而优化，但是由于液控使得控制时间相对滞后，不能及时进行调控，而且不同转速下很难达到精准的角度控制；本田公司的VTEC技术是我们所熟知的，其在凸轮轴上设置大小两套凸轮，随着转速的不同控制气门的生程和开启时刻，但其控制只能实现两级调节（高速和低速），不能全程随转速变化进行调节；奥迪公司的AVS技术与本田的VTEC技术相似，其采用两个电磁驱动器来控制螺旋沟槽套筒
来实现大小凸轮的工作，其缺点与VTEC 一样。

本设计工作原理
本设计在进排气凸轮轴上分别装有正时调节器，如图所示，正时调节器由主动盘和从动盘组成，主动盘的外圈有与正时皮带匹配的齿，主动盘内部有两个传动销，与从动盘上的两个传动飞锤的弧形面相连接，从动盘通过花键与凸轮轴相连接，飞锤通过飞锤销轴与从动盘连接，飞锤可以绕销轴转动。

动力传递路线是：正时皮带——主动盘——传动销——飞锤——飞锤销轴——从动盘——凸轮轴。

图中弹簧作用是使两个飞锤不会受离心力的影响而自行张开。

步进电机控制螺母移动的距离从而带动调节叉和调节轴左右移动，由调节轴来控制飞锤的张开程度。

调节轴的移动进而改变从动盘上飞锤张开的角度，飞锤张开的角度越大则凸轮轴提前转过的角度就越大，这样便可以随着发动机转数的变化改变发动机的配气相位。

工作过程：当发动机的转数升高时，步进电机在电脑程序的控制下旋转从而通过调节叉带动调节轴向右移动，使飞锤张开相应的角度以增大气门重叠角来适应当前发动机的转数。

反之，步进电机控制调节轴向左移动以减小气门重叠角。

这样便实现了电控多级可变配气相位的控制。

图中转角传感器用于计算实际凸轮轴转过的角度，并与电脑信息进行比较，及时修正步进电机的移动量。

电控多级可变配气机构爆炸图
电控多级可变配气机构组装图。