可变气门正时技术详解
VVT技术介绍
VVT技术介绍VVT技术,全称为可变气门正时技术,是指在发动机工作过程中,通过调整气门的开启和关闭时间,以适应不同工况下的要求,并提高发动机的效率和动力输出。
VVT技术现已被广泛应用于汽车发动机,成为提高车辆性能和燃油经济性的重要手段。
传统的发动机气门正时系统以固定的机械方式工作,无法适应不同工况下的要求。
而采用VVT技术后,可以根据需求动态调整气门正时,以提供更好的燃烧效果和动力输出。
VVT技术的核心是通过调整凸轮轴相对于曲轴的相位,改变气门的开启和关闭时间。
常见的VVT技术包括可变凸轮轴正时(VCT)和连续可变气门正时(CVVT)。
可变凸轮轴正时(VCT)技术通过改变凸轮轴的相对位置,实现气门正时的调整。
传统的凸轮轴上存在多个凸轮,分别用于不同工况下的气门控制。
通过改变凸轮轴的相位,可以选择不同的凸轮,从而改变气门的开启和关闭时间。
VCT技术适用于低负荷和高负荷工况下的发动机控制,可以提供更好的动力输出和燃油经济性。
连续可变气门正时(CVVT)技术采用了更先进的控制方式,通过液压或电控系统实现对气门正时的调整。
CVVT技术可以根据发动机负荷、转速和温度等多个因素,实时调整气门正时,以提供最优的燃烧效果和动力输出。
CVVT技术还可以通过调整进气和排气气门的相位差,实现更高效的气缸充气和排气过程,提高燃烧效率和燃油经济性。
VVT技术的应用可以提高发动机的动力输出和燃油经济性。
在低负荷工况下,VVT技术可以实现更早的进气门关闭,减少进气阻力,提高燃油经济性。
在高负荷工况下,VVT技术可以实现更晚的进气门关闭,延长混合气体的进气时间,提高动力输出。
此外,VVT技术还可以改变气门的重叠角度,增加进排气门的相位重叠,提高发动机的燃烧稳定性,减少污染物排放。
总之,VVT技术通过动态调整气门正时,可以提高发动机的效率和动力输出。
在当前汽车工业的发展中,VVT技术已成为重要的发动机控制技术之一,将继续不断地进行改进和应用,为汽车提供更好的性能和经济性。
可变气门正时技术
可变气门正时技术第一篇:可变气门正时技术概述可变气门正时技术是一种在发动机运行过程中,通过调整气门开启和关闭的时机,以达到更好的燃烧效果,提高燃油效率并减少尾气排放的技术。
该技术的应用范围广泛,可以用于汽车、摩托车等各种类型的发动机中。
传统的气门正时是通过固定的凸轮轴来控制气门的开启和关闭时机,而可变气门正时解决了传统气门正时的制约,实现了更加灵活、精确的气门控制。
目前主流的可变气门正时技术主要有:可变气门升程技术、可变气门正时角技术、可变气门开闭技术、可变气门升程与正时角同时调节技术等。
可变气门正时的工作原理非常简单,通过电子控制系统控制气门抬升高度、气门开启时刻以及总时间,让气门的开启时机根据发动机不同运行状态进行相应的调整。
比如,在高速行驶时,气门的开启时间可以适当提前,以提高发动机输出功率;在低速行驶时,气门的开启时间可以适当延后,以提高燃油经济性和降低噪音。
值得一提的是,可变气门正时技术具有一些非常显著的优势。
首先,它可以避免气门的过度开启或关闭,从而降低燃油消耗和排放污染。
其次,与传统气门正时相比,可变气门正时可以使发动机产生更多的动力和扭矩,从而提高加速性。
最后,该技术具有一定的智能性,可以根据驾驶员的需求和路况实时调整气门的开启时机,提供更加舒适的驾驶体验。
总之,可变气门正时技术是一种非常有前途的技术,已经在各大汽车品牌的发动机中广泛应用。
未来,随着科技的不断发展,它将会不断创新,为汽车行业带来更加精彩的未来。
第二篇:可变气门正时技术的应用可变气门正时技术在现代汽车工业中的应用已经非常广泛。
下面我们来看一下目前主流汽车品牌中的可变气门正时技术应用情况:1.奥迪奥迪一直以来都是汽车技术的领先者,其采用了一种称为"可变气门升程和气门正时系统"的技术,可以根据发动机转速和负载要求实时调整气门升程以及开启时机,进一步提高燃油经济性和输出性能。
2.丰田丰田近年来也在推进可变气门正时技术的应用,旗下多款车型都采用了这一技术。
发动机可变气门正时技术
发动机可变气门正时技术-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII发动机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,调整进气、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。
我们通俗点来说,四冲程汽油机分为吸气、压缩、做功、排气这四步流程,由于发动机工作时的转速很高,四冲程发动机的一个工作行程仅需千分之几秒,这么短促的时间往往会引起发动机进气不足,排气不净,造成功率下降。
因此,就需要利用气流的进气惯性,气门要早开晚关,以满足进气充足,排气干净的要求。
发动机气门是由曲轴通过凸轮轴带动的,气门的配气正时则是由凸轮决定的。
对于没有可变气门正时技术的普通发动机而言,进排气们开闭时间都是固定的,但是这种固定不变的气门正时却很难顾及到发动机在不同转速工况时的工作需要。
所以,为了让发动机根据不同的负载情况能够自由调整“呼吸”,气门正时的可变性就发挥出了应有的作用,这样以来就会提升发动机的动力表现,使燃烧更有效率。
在控制进气与排气的工作中,必然会出现一个进气门和排气门同时开启的时刻,配气相位上称为“重叠阶段”。
在低转下表现出色的设计在高转下就未必有效,而重叠较多的发动机设计则在低转时的扭矩输出方面表现欠佳,重叠少的发动机则是在牺牲了动力性能的前提下换来了发动机的平顺性和高扭矩。
因此,就需要在设计时,充分考虑到凸轮形状和正时的设计,从而优化发动机的表现。
因此为了解决这个问题,就要求这个“重叠阶段”的夹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。
汽车构造-可变气门正时技术
气门正时提 前
相位器的提前室,延迟室的油压通过VVT控制阀泄压,VVT相位器 的内转子在液压油的推动下带动进气凸轮轴顺时针旋转。
• 发动机ECU控制VVT控制阀打开时,液压油由VVT控制阀进入VVT
气门正时延 迟
相位器的延迟室,提前室的油压通过VVT控制阀泄压,VVT相位器 的内转子在液压油的推动下带动进气凸轮轴逆时针旋转。
可变气门正时技术
11.4 可变气门正时技术
1.VTEC
VTEC系统全称是可变气门正时和升程电子控制系统(Variable Valve
Timing and Valve Lift Electronic Control System,VTEC)。VTEC是在一
根凸轮轴上设计两种不同定时和升程的凸轮,并用油压进行切换的装置。主要
• 当气门正时达到发动机的工作要求时,VVT控制阀处于中间位置, 气门正时保 关闭提前室和延迟室的油道,保持油压,从而保持气门正时状态。
持
感 谢 聆听
VVT相位器有两个液压室,一个气门正时提前室(图中蓝色腔室)和 一个气门正时延迟室(图中红色腔室)。
VVT控制阀是一个三位五通阀,VVT控制阀关闭时,主油道与相位器 延迟室接通,相位器提前室和提前室泄油道接通;
VVT控制阀打开时,主油道与相位器提前室接通,相位器延迟室和延 迟室泄油道接通;
VVT控制阀处于中间位置时,相位器提前室和延迟室处于保压状态, 如图所示。
2.VVT
VVT系统全称是发动机可变气门正 时技术(Variable Valve Timing, VVT)。VVT系统工作原理是根据 发动机的运行情况,调整进、排 气量、气门开合时间和角度,使 进入的空气量达到最佳值,提高 燃烧效率。
可变气门正时
凸轮相位延迟后, 能够减少重叠量,从 而将EGR 量降至最低, 并稳定燃烧。该功能 还能够实现更低的怠 速点。 凸轮相位提前后, 能够增大重叠量,从 而使EGR 效率得以提 高。结果是,EGR 效 率提高能够降低泵送 损失,减少排放
控制重叠量,能够 优化入口惯量,从而 最大化输出性能。
1、VTC系统
合理选择配气正时,保证最好的充气效率,是改善发
动机性能极为重要的技术问题。
在进、排气门开闭的四个时期中,进气门迟闭角的改
变对充气效率影响最大。
加大进气门迟闭角,高转速时充气效率增加有利于最
大功率的提高,但对低速和中速性能则不利。
低了最大功率。
现有的VTEC(可变气门正时和气门升程电子控制)系统,能够
最新设计的VTC(可变正时控制)连续不断地控制气门正时
(凸轮相位)。i-VTEC 是VTEC 和VTC 系统的组合,它能够控 制气门升程、正时并连续不断地控制凸轮相位,以便优化低速、 中速和高速时的燃烧。该系统还能提高燃油经济性,并达到低 排放。
5段工作凸轮 1-凸轮轴 2、6-排气凸轮 3-主进气凸轮 4-中间进气凸轮 5-辅助进气凸轮
摇臂组件 1-正时活塞 2-正时活塞弹簧 3-同步活塞A 4-同步活塞B 5-辅助摇臂 6-中间摇臂 7-主摇臂
VTEC机构中的凸轮有三个, 它们的线型不相同。高速凸 轮位于中央叫做中间凸轮, 它的升程最大;另两个低速 凸轮,较高的一个叫主凸轮, 较低的叫做次凸轮。与这三 个凸轮相对应的中间摇臂、 主摇臂和次摇臂,两个气门 分别安装在主、次摇臂上。 在三个摇臂内有一孔道,内 1-凸轮轴 装有正时活塞、A、B、同 2-主凸轮 步活塞、定位活塞,每个气 3-中间凸轮 4-辅助凸轮 缸的两个进气门上都安装有 5-主摇臂 6-中间摇臂 这样一套VTEC机构。
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(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。
可变气门正时(Variable Valve Timing)
可变配气相位及其作用机理
在传统的发动机中,由于这三个特性参数在运行
过程中不能改变,所以只能根据对性能要求的不 同侧重面进行折中。过去往往将气门正时设计成 对高速全负荷工况最为有利,以便求得最大的标 定功率。近年因为更注重油耗和排放,所以将气 门正时的优化策略改成对低速工况更为有利。 固定的气门正时终究只能设计成对某一个转速 或狭小的转速范围最有利。基于这样的情况,设 计了气门特性参数可变的进排气系统,以便优化 各个工况的进排气。成为可变气门正时VVT (Variable Valve Timing)。
大多数轿车上都可以看见VVT-i,VTEC,VVL,VVTLi等标号,这些标号的含义就是——可变配气正 时技术。 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,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 只匹配了可变气门行程,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行 程,如丰田的VVTL-i,本田的i-VTEC。
OUTLINE
1. 配气系统在发动机中的作用
2. 配气系统的基本参数
3. 可变配气相位及其作用机理
4. 可变气门的效果
5. 几种可变气门机构 6. 可变进气系统
发动机的基本组成
配气系统的作用
气阀的作用让发动机呼吸。进气阀让燃料 和空气进入气缸,排气阀的作用是让燃烧 后的废气排出气缸
配气系统的基本参数
几种可变气门机构
2. 变换凸轮型线的可变配气相位机构 该机构可以提供两种以上凸轮型线,在不 同转速和负荷下,采用不同的凸轮型线驱动气门。 本田的VTEC机构属于改类型。
几种可变气门机构
3. 改变凸轮轴与曲轴的相对转角的可变配气相位机 构 该机构凸轮型线是固定的而凸轮轴相对曲轴的转角 是可变的。 4. 改变凸轮与气门之间连接的可变配气相位机构 如挺柱、摇臂或推杆的结构,间接的实现改变凸轮 型线作用。缺点是机构从动件多,结构复杂,气 门系存在冲击
可变气门正时技术
可变气门正时技术可变气门正时技术的引入和发展随着汽车工业的快速发展和对动力系统性能的不断追求,可变气门正时技术应运而生。
通过对发动机气门的开闭时间和幅度进行控制,可变气门正时技术可以在不同工况下优化气门的进、排气效果,提高发动机的燃烧效率和动力性能。
本文将从可变气门正时技术的发展历程、工作原理、优势和应用前景等方面进行探讨。
一、可变气门正时技术的发展历程可变气门正时技术最早出现在上世纪70年代,当时主要采用的是机械或液压控制方式。
随着电子技术的发展,电控可变气门正时技术逐渐替代了传统的机械和液压控制方式,成为主流。
同时,随着对环境保护和燃油经济性要求的提高,可变气门正时技术也不断创新,出现了多种不同的控制方式,如电磁控制、液压机械控制、连杆机械控制等,以满足不同发动机和车辆的需求。
二、可变气门正时技术的工作原理可变气门正时技术的工作原理主要是通过控制发动机的气门开闭时间和幅度来调节气门事件。
一般来说,气门的开启时间应与活塞的位置相吻合,以确保气门的开启和关闭不会对活塞造成损害。
传统的固定气门正时技术无法满足动力系统在不同转速和负荷下的要求,而可变气门正时技术可以根据不同工况自动调节气门的开闭时间和幅度,以优化燃烧效率和动力输出。
三、可变气门正时技术的优势可变气门正时技术具有以下几个优势:1.提高燃烧效率:可变气门正时技术可以根据不同负荷工况自动调节气门的开闭时间和幅度,使得燃气进出气缸的流动更加顺畅,从而提高燃烧效率,减少排放物的产生。
2.增加动力输出:通过控制气门的开启和关闭时间,可变气门正时技术可以使发动机在高转速下更有效地吸入和排出气体,提高动力输出,提升车辆的加速性能。
3.降低能耗和排放:与固定气门正时相比,可变气门正时技术可以在发动机负荷较低时减少气门的开启时间,降低发动机泵功耗,从而减少燃油消耗和排放物的产生,提高燃油经济性。
4.增加发动机的灵活性:可变气门正时技术可以根据不同工况自动调节气门的开闭时间和幅度,使得发动机具备更大的调节范围,适应不同的道路条件和驾驶需求。
可变气门正时技术(VVT)
可变气门正时技术(VVT)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。
现代的cvvt也是源自VVT的发动机控制技术。
发动机的气门正时是指气门打开的时间,也就是气门应该在活塞运行到哪个位置的时候打开。
一般我们会感觉,进气门应该在活塞从上止点开始向下运动,进行进气行程的时候打开,在活塞到达下止点完成进气行程的时候关闭;相应的排气门应该是活塞从下止点开始向上运动开始排气行程的时候打开,活塞运行到上止点完成排气行程的时候关闭。
但是,因为空气是有惯性的,它需要一定的反应时间,为了更多的进气和排气,进气门会在活塞向下运动之前打开,并且到达下止点之后才关闭;排气门也是一样,会在活塞向上运动之前打开,到达上止点之后才关闭。
那么我们会发现在活塞到达上止点完成排气行程的时候,也就是进气行程开始之前,会出现进气门和排气门同时打开的现象。
这就是所谓的气门叠加,这个叠加时曲轴转过的角度就气门叠加角。
发动机在其不同的转速范围段,对气门叠加角的需求是不同的,低转速需要较小的气门叠加角,高转速的时候反之,需要较大的气门叠加角。
普遍不带气门正时可变的发动机,是无法同时满足这两个需求的,一般只能采用一个折衷值,那么发动机在高速或者低速的时候运转都不会很舒服。
传统的发动机气门工作状态如下:当发动机处于低转速时,凸轮轴的运转速度较慢,进气速度也相对较慢,气门则保持相对较长的开启时间和较小的开度。
而当车辆在高速路上以120km/h的速度行驶时,发动机的转速则会维持在3000~4000rpm,甚至更高。
这一状态下,气门开闭频率加快,进气速度也加快,虽然进气量大,但气门的开启时间短,使进氧量较少,造成燃烧不完全。
如果在这一传统的发动机配气机构上引入电子控制系统——气门正时控制,那么发动机的工作效率将得到大幅改善。
通过对凸轮轴的改造以及对传感器信号的收集,在低转速时,正时系统可控制凸轮轴使进气门提前开启或延时关闭,以保证气缸在低转速下的进气通畅;高转速时,还可对气门的开度实现适时调整,确保气缸内的燃烧更充分。
发动机的可变气门正时系统与工作原理
发动机的可变气门正时系统与工作原理发动机的可变气门正时系统是现代汽车发动机中的一项重要技术,它通过调整气门的开启和关闭时间,以实现更高效的燃烧和更大的动力输出。
本文将介绍可变气门正时系统的原理和工作方式。
一、可变气门正时系统的原理可变气门正时系统主要由气门机构、控制单元和传感器组成。
其原理是通过控制单元接收传感器反馈的信息,自动调整气门的开启和关闭时间,以适应不同工况下的发动机运行需求。
传统的固定气门正时系统在设计时会根据特定工况下的理论数值来决定气门的开启和关闭时间。
然而,不同工况下的发动机运行条件存在很大的差异,固定的气门正时设置无法充分利用燃油的能量,造成动力损失和燃油浪费。
可变气门正时系统通过实时监测发动机转速、负荷、温度等参数,计算出当前最佳的气门正时设置,并通过控制单元发送指令给气门机构,调整气门的开启和关闭时间。
这样就可以在不同工况下实现更精确的气门控制,提高燃烧效率和动力输出。
二、可变气门正时系统的工作方式可变气门正时系统根据具体设计和制造厂商的不同,工作方式有所差异。
下面将介绍两种常见的可变气门正时系统工作原理。
1. 可变气门正时系统采用可变气门升程技术这种系统通过改变气门的升程来调整气门的开启和关闭时间。
当发动机运行在低负荷或低转速时,气门升程较短,减少进气量和排气阻力,提高燃烧效率。
当发动机需要更大动力输出时,气门升程相应增加,增加进气量和排气能力。
可变气门升程技术通常通过液压系统实现。
控制单元根据传感器反馈的信息计算出最佳气门升程值,并通过液压控制单元调节气门升程。
这种系统具有响应速度快、精度高的特点,可以根据发动机负荷和转速的变化实时调整气门升程。
2. 可变气门正时系统采用可变气门正时角技术这种系统通过改变气门的开启和关闭时间,即气门正时角,来调整气门的工作时间。
当发动机运行在低负荷或低转速时,气门提前开启和延迟关闭,延长气门开启时间,提高进气效率。
当发动机需要更大的动力输出时,气门提前关闭和延迟开启,缩短气门开启时间,增加压缩比和爆发力。
发动机可变气门正时技术
发动机可变气门正时技术
由于固定的气门配气正时只能满足特定的工况,例如在低速工况下,需要进气迟关角小,在发动机高速工况下,需要进气迟关角大,已获得更大的进气量,提供更高的动力性。
为了使发动机在高转速时能提供较大的功率,在低速时又能产生足够的转矩,现在很多小汽车的发动机已采用可变进气系统,这次介绍的是发动机可变气门正时技术(VVT, Variable Valve Timing),它能根据发动机的运行状况改变配气相位。
接下来看看可变气门正时的工作原理,可变配气正时机构是通过一套机构来转动进气凸轮轴一个角度改变凸轮轴的相位,以达到改变发动机配气正时的目的的。
在油压的作用下,凸轮轴带轮和螺旋形花键随发动机转速或负荷变化时,凸轮轴带轮沿轴向移动,在螺旋形花键的导向下,凸轮轴在沿轴向移动的同时,还旋转一定的角度,使配气相位发生了变化。
在发动机中低速运行时,整个系统处于开启状态,进气迟关角小,获得了低、中速大转矩;发动机在高速大负荷工况时,控制系统处于关闭状态,此时凸轮轴所处的位置是较大的进气迟关角,可充分利用进气流的惯性多进气,从而提高了发动机的动力性。
控制系统的油压是由汽缸体主油道提供的,通过主轴颈供给凸轮轴,再通过带轮螺栓内的油道,供给凸轮轴带轮内的活塞。
控制阀和电磁阀的信号由电控单元发出加以控制。
而发动机的转速、进气量、冷却水温度及节气门开度等参数的变化,则通过相应的传感器送人电控单元。
结构原理简图如下
以上的描述可能比较复杂,其实原理很简单,就是通过一个油压来推动凸轮轴,是的凸轮轴转过一个角度,以达到改变凸轮轴相位的作用,从而改变了气门正时。
看一下下面的动图,可以有助于大家的理解。
可变气门正时技术
• 低速:新鲜充量重回进 气管
• 高速:提高气流量,充 气量;
• 低速:节流损失
可变气门正时技术的作用机理
总结:
• 高速时,进气门早开晚关,气门升 程大;
• 低速时,进气门晚开早关,气门升 程小。
•排气门迟闭:为了利用 废气的惯性多排气,排气 门要迟闭,迟闭角为 10~30度曲轴转角.
配气相位
4、配门正时
说明:
同一台发动机只有一固 定的配气相位。
可变气门正时技术的作用机理
• 进气门开启相位提前 • 进气门关闭相位推迟 • 气门升程增大
• 高速:进气过程时间延 长,提高充气量
• 低速:废气再循环,怠 速不稳,工作粗暴
一、配气机构 二、配气相位 三、可变气门正时技术
配气机构
1、作用
按照发动机做功的顺序,定时 开启进、排气门。
2、组成
❖气门组:气门、气门导管、 气门弹簧、气门弹簧座、和 气门锁片、气门油封。
❖气门传动组:凸轮轴、凸 轮轴正时齿轮、液力挺柱、 摇臂、摇臂轴等。
配气相位
1、什么是配气相位?
用曲轴来表示进排气门早开、 迟闭的持续时间。Байду номын сангаас
2、进气门的配气相位?
•进气门早开:为了减小进气 阻力,当活塞从上止点下行时, 气门已经有了大的进气通道。 进气门早开10~30度曲轴转角。
•进气门迟闭:为了利用进气 气流的惯性多进气,增加进气 量,气门迟后关闭40~80度曲 轴转角。
配气相位
3、排气门的配气相位
•排气门早开:为了使排 气冲程开始时气门有较 大开度,减少排气阻力,排 气门要早开,早开40~80 度曲轴转角.
汽车可变气门正时
谢谢
THANKS
可变气门正时系统的执行器,如 电磁阀、油压调节器等,可能出 现故障,导致系统无法正确调节
气门正时。
故障诊断方法
01
02
03
观察法
通过观察可变气门正时系 统的外观和仪表板上的故 障指示灯,初步判断是否 存在故障。
听诊法
使用听诊器听可变气门正 时系统的工作声音,判断 是否存在异常响声。
测试法
使用专业的诊断工具进行 测试,读取可变气门正时 系统的数据流,分析是否 存在异常。
汽车可变气门正时
目录
CONTENTS
• 汽车可变气门正时技术概述 • 可变气门正时系统的类型 • 可变气门正时系统的组成部件 • 可变气门正时系统的控制策略 • 可变气门正时系统的故障诊断与维修 • 可变气门正时技术的发展趋势与未来展望
01 汽车可变气门正时技术概述
CHAPTER
定义与工作原理
06 可变气门正时技术的发展趋势与未来展望
CHAPTER
更高压力的机油系统
总结词
详细描述
随着汽车技术的不断发展,机油系统的压力 也在逐步提高。更高压力的机油系统能够提 供更好的润滑效果,减少发动机的摩擦损失, 提高燃油经济性和动力性能。
在可变气门正时技术中,机油系统的作用是 提供润滑和冷却效果,以确保气门机构的正 常运行。随着发动机转速和负荷的变化,机 油系统的压力也需要相应调整以适应不同的 工况。因此,更高压力的机油系统成为了可 变气门正时技术的一个重要发展趋势。
智能可变气门正时(iCVT)
总结词
智能可变气门正时系统能够根ห้องสมุดไป่ตู้发动机工况和驾驶需求,自 动调节气门开度和正时,以实现最佳的动力输出和燃油经济 性。
简析可变气门正时技术VVT
可变气门正时VVT标识
发动机可变气门正时技术
四冲程汽油机分为吸气、压缩、做功、排气这四步流程,由于发动机工 作时的转速很高,四冲程发动机的一个工作行程仅需千分之几秒,这么短促 的时间往往会引起发动机进气不足,排气不净,造成功率下降。
因此,就需要利用气流的进气惯性,气门要早开晚关,以满足进气充足, 排气干净的要求。
但是气门正时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, 因此对于发动机动力性的帮助并不大。
可变气门升程技术与VVT相辅相承 简单来讲,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。
阿尔法· 罗密欧Spider阿尔法· 罗密欧Spider发动机
最先配备这种系统的车型就是阿尔法罗密欧Spider。 当这款车在欧洲销售的时候,该公司进一步增大了重叠角 度以获得更好的燃油经济性。后来在配备了Bosch公司的 Motronic发动机管理系统之后,发动机的正时技术便越来 越依赖于ECU的作用了。
在重叠阶段应用气门正时调节可以通过废气 来降低温度,从而减少NOx(NOx气体是一种危害 大且较难处理的大气污染物)的排放。
应用废气外循环(EGR)技术的发动机
可 变 气 门 正 时 系 统 结 构 图
最先将气门正时技术应用在量产车中的公司是意大利的阿尔法罗密欧。 作为第一个开发出了双凸轮轴量产发动机的厂商,他们用两根不同的凸轮轴 来控制进气气门和排气气门的开闭时间,从而达到了比单凸轮轴更为有效的 效果。
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。 因此可变可以弥补这个不足的 气门升程技术则孕育而 生。
可变气门正时技术详解
可变气门正时技术详解引擎配气机构图为什么要“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,相信这一章的内容不需废话,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,有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,也就是我们今天要说的“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通过气门我们可以发现其两个位置,图中每个进气门分别有2种最大行程,绿色位置显然是高速时气门能够达到的最大行程。
控制气门行程变化的,是两组凸轮控制,一组是高速凸轮,既红色部分的凸轮;另一组是低速凸轮,既高速凸轮之间的凸轮。
VVT工作原理
VVT工作原理引言:可变气门正时技术(Variable Valve Timing,简称VVT)是一种用于内燃机的先进技术,通过控制气门的开启和关闭时间,以优化燃烧过程,提高发动机性能和燃油经济性。
本文将详细介绍VVT的工作原理及其优势。
一、VVT的定义和分类可变气门正时技术是指通过调整气门的开启和关闭时间,以适应不同工况下发动机的需求。
根据实现方式的不同,VVT可分为机械式VVT、液压式VVT和电子式VVT三种。
1. 机械式VVT:机械式VVT通过机械装置来改变气门正时,常见的机械式VVT包括可变气门升程系统和可变气门升程与正时系统。
2. 液压式VVT:液压式VVT利用液压力来控制气门正时,常见的液压式VVT包括连续可变气门正时系统和离散可变气门正时系统。
3. 电子式VVT:电子式VVT通过电子控制单元(ECU)来调整气门正时,常见的电子式VVT 包括连续可变气门正时系统和离散可变气门正时系统。
二、VVT的工作原理VVT的工作原理主要包括气门正时调整、气门升程调整和气门重叠调整三个方面。
1. 气门正时调整:VVT通过改变气门的开启和关闭时间来调整气门正时。
在低转速下,VVT可以提前气门的开启时间,延迟气门的关闭时间,以增加进气量,提高低转速扭矩输出。
在高转速下,VVT可以延迟气门的开启时间,提前气门的关闭时间,以减少进气量,提高高转速功率输出。
2. 气门升程调整:VVT可以通过改变气门升程来调整进气和排气量。
在低转速下,VVT可以增加气门升程,增加进气量和排气量,提高低转速扭矩输出。
在高转速下,VVT可以减小气门升程,减少进气量和排气量,提高高转速功率输出。
3. 气门重叠调整:VVT可以调整进气和排气气门的重叠时间。
在低转速下,VVT可以增加进气和排气气门的重叠时间,增加气缸内混合气的动量,提高低转速扭矩输出。
在高转速下,VVT可以减小进气和排气气门的重叠时间,减少废气回流,提高高转速功率输出。
可变气门正时技术
在一些发动机的气门机构中采用了气门电控液压机构,取消凸轮轴而直接对气门进行控制。通过这种传动机 构可实现对气门正时和气门升程的综合控制,最终将取代节气门控制负荷,如福特ECV无凸轮电控液压可变配气 相位机构。
谢谢观看
原理
传统发动机的气门正时系统,是一种配气相位即气门开启关闭一成不变的机械系统,这种配气系统很难满足 发动机在多种工况对配气的需要,不能满足发动机在各种转速工况下均输出强劲的动力要求。而可变气门正时系 统是一种改变气门开启时间或开启大小的电控系统,通过在不同转速下为车辆匹配更合理的气门开启或关闭时刻, 来增强车辆扭矩输出的均衡性,提高发动机功率并降低车辆的油耗。
在发动机低转速时,会因为气门叠开角比理想值大,使部分新鲜混合气被废气带走而造成油耗和排污增加; 在高转速时,由于气门叠开角比理想值小,进气量不足,从而限制了发动机所能达到的最大功率。为提高发动机 的性能,配气相位及气门行程可变技术成了汽车发动机技术领域中的一个重要研究课题。到目前为止,已出现了 多种配气相位可变的发动机配气装置,使得这些发动机的动力性、经济性及排气污染等都得到了改善。
可变式气门驱动机构就是在发动机急速工作时减少气门行程,缩小“帘区值”,而在发动机高速工作时增大 气门行程,扩大“帘区值”,改变“重叠阶段”的时间,使发动机在高转速时能提供强大的功率,在低转速时又 能产生足够的扭力,从而改善了发动机的工作性能。
类型
变换凸轮机构
改变凸轮轴相位角 机构
无凸轮轴可变配气 相位机构
发展概况
发动机的配气相位对其动力性、经济性及排气污染都有重要的影响。最佳的配气相位应使发动机在很短的换 气时间内充入最多的新鲜空气(可燃混合气),并使排气阻力最小,废气残留量最少。发动机转速变化时,由于气 流的速度和进排气门早开迟闭的绝对时间都发生了变化,因此,其最佳的配气相位角也应随之改变。发动机的气 门开闭由凸轮驱动,进排气门的早开角、迟闭角固定不变,这实际上只能使发动机在某一转速范围下处于最佳的 配气相位,而在发动机转速很低或很高时,其配气相位就会处于不理想的状态。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
可变气门正时技术详解
上一页 1 23下一页
引擎配气机构图
为什么要“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,相信这一章的内容不需废话,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,有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,也就是我们今天要说的“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
通过气门我们可以发现其两个位置,图中每个进气门分别有2种最大行程,绿色位置显然是高速时气门能够达到的最大行程。
控制气门行程变化的,是两组凸轮控制,一组是高速凸轮,既红色部分的凸轮;另一组是低速凸轮,既高速凸轮之间的凸轮。
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
本田奥德赛MPV引擎采用的可变气门正时技术VETC
与保时捷Variocam略有相同,本田的VTEC原理接近,而控制方式不同。
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,使得同步柱塞将高速摇臂与主副摇臂刚性连接,此时低速凸轮虽然转动,但处于空转状态,并不参与工作,从而4支活塞共同工作,以适应高速运转。
可变气门正时技术之三:宝马Valvetronic
宝马760豪华轿车引擎采用的可变气门正时技术Valvetronic
与保时捷Variocam、本田VTEC相同的技术还有很多,例如丰田VVT-i,通用ECOtec 系列引擎的VVT等等,这些技术能够改变气门升程,但是局限性在于,这些技术都只
有“两段式”可调,在气门行程进行变化的一颗会感觉到顿挫感。
由此,宝马对气门行程的调节煞费苦心,开发了一套可以连续可变的气门正时技术,目前号称最具科技含量的气门正时技术。
与众不同的是,宝马采用的是电机驱动的方式,电机的周相运动通过蜗杆传动齿轮,准变为摇臂的控制角度变化,然后在凸轮轴的驱动下由摇臂带动气门运动。
通过改变摇臂的角度即可改变气门的行程。
由于采用了电机控制,在ECU指令下电机能够“无极”
变化角度,使得气门升程的改变并不影响引擎工作,没有顿挫感,也更能有针对性地对每个转速范围进行细致的配气分析。
通过对气门升程的分析,我们已经能够对可变气门正时技术进行初步的理解。
其实可变气门正时技术并非如此简单,其还有另一秘笈——可变配气相位。
发动机配气定时
这里还是废话一通,罗嗦地叙述一番四冲程汽油机的工作原理。
进气冲程,发动机进气门开,排气门闭,活塞下行将空气吸入汽缸;压缩冲程,进排气门关闭,活塞上行,将混合燃气压缩;做功冲程,进排气门关闭,火花塞点火将燃气点燃,高压燃气将活塞向下推动;排气冲程,进气门闭,排气门开,活塞上行将废气挤出汽缸。
就这么周而复始的活塞上下往复运动,通过连杆连接到曲轴,转变成为圆周运动,源源不断地传输动力……
如果,事情就这么简单就好了,工程师们也就不用费尽心思设计配气机构了。
可是,空气在汽缸里的运动并非想象中那么规规矩矩,巨大的运动惯量和复杂的热运动让燃气的脾气变得错综复杂。
进气门和排气门的工作也并非严格按照上述的时刻开启和关闭。
在排气形成接近终了,活塞即将达到上止点前,进气门就开启。
这是为了保证进气行程开始时进气门已经开大,新鲜空气可以顺利充入汽缸;
进气冲程结束,直到活塞过了下止点又上行开始压缩冲程,进气门才关闭。
在压缩冲程开始阶段,活塞上行速度缓慢,气流惯性与活塞内外压力差依然能够让汽缸进气。
同样,排气门也在作功行程末,活塞达到下止点前即开启,此时汽缸内虽然有0.3-0.5Bar的气压,但是对作功作用并不大,索性打开排气门,将其排出汽缸。
排气门的关闭点也在排气过程末,进气冲程开始后。
活塞处于上止点时,汽缸内废气压力依然高于大气压,加之排气具有惯性,晚关排气门有利于更彻底的排气。
这个特征当然需要在配气机构得以体现,那么控制气门开启和关闭的任务当然就交给了凸轮轴。
凸轮轴设计了进排气提前和延时的角度,这个角度统称为配气正时角。
配气正时可变
发动机技术发展到今天,民用车转速范围已经拓展到6000rpm乃至9000rpm,低速和高速时,气门开启关闭的时刻需要与转速匹配。
在低转速时,进气速度慢,所以气门重叠角可以相对大一些,应该应该让进气门提前打开和延时关闭的时间更长一些,以保证充分进气;在高转速情况下,由于混合气流速很快,那么气门重叠角就应变小,让气门提前开启和延时关闭的时间减短,这样才不会造成进排气干涉。
发动机才能在保证不发生进排气干涉的情况下,让其在各个工况都能得到充分的进气,从而提高了发动机的工作效率,也让发动机在低转时能有充分的扭力输出,高转速时能有更强大的功率输出,让发动机扭力输出得更平稳,特性曲线更线性。
为了达到这种“可变”的效果,各家企业都有自己的一套手段来对配气正时进行调整。
上一页12 3 下一页
可变气门正时技术之一:保时捷Variocam
如图可以发现,在凸轮轴左边有一凸轮轴同步齿形带轮,曲轴动力通过正时链条传递到带轮,并进一步输送到凸轮轴上,以控制凸轮轴角度,进而控制配气正时角。
保时捷在凸轮轴同步齿形带轮上设置了一个液压装置,当ECU接收位于曲轴的传感器的讯息,并进行处理后,将该转速下的配气正时角转变成为电信号传送到液压装置,由液压装置加压,使凸轮轴同步齿形带轮能够顺、逆时针在红色和兰色位置之间自由转动,达到控制配气正时角的目的。
可变气门正时技术之二:本田VTEC
上图是本田VTEC系统,该发动机匹配的是单VTEC系统,其配气正时角的调整只设置于进气门,而对排气门并无此作用。
齿形皮带驱动白色部分凸轮轴同步齿形带轮,而凸轮轴与图中兰色部分相连,兰色部分为凸轮轴末端,其位置与凸轮轴同步齿形带轮存在一定的夹角,通过液压对该角度进行调整,从而控制凸轮轴偏摆的位置,达到改变配气正时角的目的。
可变气门正时技术之三:雷诺—日产CVTC
雷诺、日产合并之后,多项技术都在集团内部进行共用。
其中就包括日产潜心研究的CVT C连续可变气门正时系统。
其原理与本田VTEC接近,也是采用液压作用改变凸轮轴同步齿形带轮与凸轮轴末端的夹角,从而改变配气正时角。
在凸轮轴与正时齿轮之间有高压油区和低压油区。
只要调节两个油区之间的压力差,就能改变配气正时角了。
两个油区的油压通过油压控制阀调节的。
当高压油路(图中红色的通道)接通时,整个油室处于加压状态,凸轮轴顺时针偏转一定角度,配气正时被推迟,重叠角增大,适用于低转速;当电磁阀控制黄色区域压力高于红色区域压力时,凸轮轴逆时针偏转一定角度,配气正时被提前,这样重叠角减小,适用于高转速。