进气系统可变配气相位认识
可变配气相位的作用
可变配气相位的作用《可变配气相位的作用》嘿，朋友们！今天让我来给你们讲讲一个超厉害的汽车技术——可变配气相位。
咱先从一个日常生活场景说起哈。
你想想，你有个好朋友叫小李，他呀，特别喜欢开车，就跟车是他亲密伙伴似的。
有一天，小李开着他心爱的车子去兜风，那心情，简直美滋滋。
一路上哼着小曲，别提多惬意了。
可开着开着，小李就发现车子好像有点不对劲，动力不太够，加速也没以前那么猛了。
这可把小李急坏了，他就像热锅上的蚂蚁，不知道咋办才好。
这时候，咱就得请出可变配气相位这个“大救星”啦！可变配气相位就像是车子的“魔法调料”，能让车子的性能发生神奇的变化。
你看啊，这汽车发动机就好比是人的心脏，而配气相位呢，就像是心脏跳动的节奏。
如果这个节奏一成不变，那车子有时候就会觉得“累”呀，跑起来就没那么带劲了。
但是有了可变配气相位，那就不一样啦！它可以根据车子的不同状态，灵活地调整这个“节奏”。
比如说，在车子低速行驶的时候，可变配气相位能让进气门和排气门的开启和关闭时间变得恰到好处，就像一个优秀的指挥家，让整个“乐队”演奏得和谐又美妙。
这样一来，车子就能更省油，而且还能减少尾气排放呢，是不是超厉害？再比如说，当小李想要来个激情加速的时候，可变配气相位又能迅速调整，让更多的空气进入发动机，就像给车子打了一针“兴奋剂”，让它瞬间活力满满，风驰电掣！这不就像是咱人跑步，有时候要慢跑，那就慢悠悠地调整呼吸；要是突然要冲刺了，那肯定得大口大口喘气呀！汽车也是一样的道理嘛。
咱再打个比方，可变配气相位就像是一个超级灵活的舞者，在不同的音乐节奏下都能跳出最精彩的舞蹈。
它能让汽车在各种情况下都表现得游刃有余，无论是在城市的拥堵道路上慢慢爬行，还是在高速公路上尽情驰骋。
你说，要是没有可变配气相位，那车子得多“憋屈”呀！就好像咱人被束缚住了手脚，想跑也跑不快，想跳也跳不高。
所以说呀，可变配气相位的作用那可真是太重要了！它让汽车变得更加智能、更加高效、更加环保。
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。
可变配气相位课件
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减少排放
优化后的进气、排气过程有助于 减少燃烧不完全产物的生成，降 低尾气排放。
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02可变配气相位的类型连续可变配气相位定义
连续可变配气相位是指发动机在 运转过程中，进、排气门的开启 和关闭时刻可以连续地调整，以 适应不同转速和负荷下的需求。
实现方式
通过配备可变气门正时机构或连 续可变气门升程机构来实现。
3
故障三
控制系统故障。控制系统的电路或芯片 出现故障，也会导致配气相位异常。解 决方法是检查并修复控制系统电路，或 更换故障芯片。
可变配气相位的维修与保养
保养一
定期清洗。定期清洗配气机构和 传感器，防止积碳和污垢影响配
气相位准确性。
保养二
定期更换磨损部件。根据使用情况 和厂家推荐，定期更换配气机构中 的磨损部件，确保机构运转顺畅。
拓展应用领域
随着技术的进步，可变配气相位系统将不仅限于汽车发动机领域，未来有望拓展至航空、船舶、能源等 其他领域，提高各类动力系统的效率。
更高性能的可变配气相位系统研发
提高响应速度
通过优化控制系统和机械结构，提高可变配气相位系统的 响应速度，使发动机能够在更短时间内适应工况变化，提 高动力输出。
降低能耗
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适应新能源发动机需 求
随着新能源发动机的普及，可变配气 相位系统需要适应新能源发动机的特 性，如更高的压缩比、更低的排放要 求等，以实现更佳的性能和环保效果 。
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集成化设计
为了适应新能源汽车的发展需求，可 变配气相位系统需要朝着集成化、轻 量化的方向发展，降低系统体积和重 量，提高空间利用率。
进一步提高可变配气相位系统的能量利用效率，降低系统 本身的能耗，有助于提高发动机整体燃油经济性。
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。
汽车新技术8可变配气相位
1、涡轮增压器： 由涡轮机和压气机 构成。 将发动机发出的废气引入涡轮机， 废气的能量推动涡轮机叶轮旋转， 并带动与其同轴安装的压气机叶轮 工作，新鲜空气在压气机内增压后 进入气缸。
全速锁止实现了极佳的油耗。思迪(CITY)的5AT使用了带锁止 离合器的液力变矩器。在锁止状态下，动力通过直接连接的方式进 行传递，减少动力的损失，提高燃油经济性。为了缩短形成锁止的 时间，思迪(CITY)的5AT还采用盘状锁止弹簧辅助锁止，与标准锁 止模式相比大大缩短了所用的时间，更进一步降低了油耗。同时， 思迪(CITY)的5AT不仅可以在日常使用的速比范围(2-5速)内实现锁 止，更可从1速开始就进行锁止，使燃油消耗降低了2%，真正满足 人们的使用需求。 极为紧凑的变速器结构。采用本田独创的变速器内部排列结构， 四、五速共用齿轮，极大地减小了变速器体积，为实现整车的轻量 化做出了贡献。 强劲动力与超低油耗的和谐统一。思迪(CITY)搭载了倍受赞誉 的1.3L 及1.5L VTEC发动机，不仅让人体验到驾驶的畅快，更能满 足对油耗和排放的高要求。 1.3L i-DSI发动机具备由低速就开始的平顺扭矩曲线，扭矩充分， 令驾驶者能够切身体会到充沛的行驶动力。与同级车相比，油耗格 外出色，百公里最低油耗仅为5.0L(90km/h等速)。最大功率为 60kW/5700rpm，最大扭矩则达到119Nm/2800rpm。
气门定时和升程可变的可变进气系统（VTEC)
装有VTEC机构的发动机每个气缸和常规的高速发动机一样配置 有两个进气门和两个排气门。它的两个进气门有主次之分，即主 进气门和次进气门。每个进气门均由单独的凸轮通过摇臂来驱动。 驱动主次进气门的凸轮分别叫主、次凸轮，主、次摇臂。
中间摇臂，不与任何气门 接触，三摇臂并在一起， 均可在摇臂轴上转。
可变配气相位
VVTI-概况VVTIVVT-i是Variable Valve Timing-intelligent的缩写，它代表的含义就是智能正时可变气门控制系统。
这一装置提高了进气效率，实现了低、中转速范围内扭矩的充分输出，保证了各个工况下都能得到足够的动力表现。
另一个先进之处在于全铝合金缸体带来的轻量化，不仅减小了质量，也降低了发动机的噪声。
可变配气正时控制机构的主要目的是在维持发动机怠速性能情况下，改善全负荷性能。
这种机构是保持进气门开启持续角不变，改变进气门开闭时刻来增加充气量。
（1）凌志LS400汽车可变配气正时控制机构(VVT-i)VVT-i系统用于控制进气门凸轮轴在50°范围内调整凸轮轴转角，使配气正时满足优化控制发动机工作状态的要求，从而提高发动机在所有转速范围内的动力性、经济性和降低尾气的排放。
VVT-i系统由VVT-i控制器、凸轮轴正时机油控制阀和传感器三部分组成，如下图所示。
其中传感器有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器和VVT传感器。
LS400汽车的发动机是8缸V型排列4气门式的，有两根进气凸轮轴和两根排气凸轮轴。
在工作过程中，排气凸轮轴由凸轮轴齿形带轮驱动，其相对于齿形带轮的转角不变。
曲轴位置传感器测量曲轴转角，向ECU提供发动机转速信号；凸轮轴位置传感器测量齿形带轮转角；VVT传感器测量进气凸轮轴相对于齿形带轮的转角。
它们的信号输入ECU，ECU根据转速和负荷的要求控制进气凸轮轴正时控制阀，控制器根据指令使进气凸轮轴相对于齿形带旋转一个角度，达到进气门延迟开闭的目的，用以增大高速时的进气迟后角，从而提高充气效率。
1)结构VVT-i控制器的结构如下图所示，它包括由正时带驱动的外齿轮和与进气凸轮轴刚性连接的内齿轮，以及一个内齿轮、外齿轮之间的可动活塞。
活塞的内、外表面上有螺旋形花键。
活塞沿轴向的移动，会改变内、外齿轮的相对位置，从而产生配气相位的连续改变。
VVT外壳通过安装在其后部的剪式齿轮驱动排气门凸轮轴。
可变配气相位
可变配气相位发动机的转速变化范围较大固定的配气相位和气门升程不能将发动机的性能发挥到最佳。
这就要求发动机具有可变配气机构，而各种的可变气门技术原理是一致的无非是气门正时可变或气门升程可变两种。
各自的特点无非就是实现的机构不同有的是机械式的、有的是液压式、有的是电子式的辅以液压类构件。
可变配气相位气门驱动可变正时气门是通过使凸轮轴和曲轴相位改变一个角度来实现的，各种正时气门机构的主要差异在于实现凸轮轴调相的方式不同。
（1）液压驱动方式发动机曲轴正时齿正时齿轮之间采用齿形带轮与凸轮轴传动，机构需要用张紧轮张紧，在张紧轮基础上，外加一个调整惰轮。
通过调整惰轮，可以改变`齿形带两端的长度。
当一边变长而另一边变短时，会使凸轮轴相对曲轴发生角位移，实现配气相位的改变。
该机构的优点是结构较为简单，对原发动机的改动小。
目前国内外已有个别发动机配气机构采用了液压张紧器，如德国奥迪和大众公司已将液压张紧器可变配气相位机构用于其实际产品中。
（2）电子驱动方式另外一种典型的凸轮轴调相机构是通过谐波传动实现。
谐波传动调相机构主要有刚轮、柔轮和波发生器3个构件，柔轮是易变形的薄壁外齿圈，刚轮是刚性内齿轮，波发生器由椭圆盘和柔性轴承组成。
3个构件中任何一,个都可作为主动件，其余两个一个为固定件，一个为从动件；亦可以任意两个为主动件，其余一个从动。
它通过使波发生器转动，使柔轮及凸轮轴相对于刚轮及正时皮带轮转过一定角度，而达到调相的目的。
Nelson／Elrod和清华大学都进行过这种凸轮轴调相机构的研究。
可变升程气门驱动为一种通过改变摇臂比而可变气门驱动机构示意图。
这种机构通过改变摇臂绞接点的位置来改变摇臂比，仅可改变气门升程，而不能改变气门正时和开启持续期。
本机构的优点是结构简单，缺点是气门正时未得到优化。
变配气相位和升程气门驱动配气相位可变气门驱动机构能提高中低速转矩，改善低速稳定性，但由于最大气门升程仍保持不变，所以燃油经济性的改善很小。
第6节发动机可变配气相位技术
三、可变配气相位的工作原理
发动机的配气相位机构负责向 气缸提供汽油燃烧做功所必 须的新鲜空气，并将燃烧后 的废气排出，这一套动作可 以看做是人体吸气和呼气的 过程。从工作原理上讲，配 气相位机构的主要功能是按 照一定的时限来开启和关闭 各气缸的进、排气门，从而 实现发动机气缸换气补给的 整个过程。
（2）BMW的Valvetronic系统工作原理
BMW的Valvetronic技术已经覆盖了旗下的多款发动机，包括目前 陆续推出的涡轮增压新动力。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。
（3）BMW的Double-VANOS系统工作原理
(4)奥迪的AVS系统工作原理
两个进气门无论是在普通凸轮还是高角度凸轮下的相位和升程是有差别的，也就 是说两个进气门开启和关闭的时间以及升程并不相同。这种不对称的进气设 计是为了让空气在流经两个进气门后，同时配合特殊造型的燃烧室和活塞头， 可以令混合气在气缸内实现翻转和紊流，进一步优化混合气的状态。 奥迪AVS可变气门升程系统在发动机700至4000转之间工作，当发动机处于中 间转速区域进行定速巡航时，AVS系统可以为车辆提供很好的节油效果。
二、可变配气相位的研究状况
Benz公司的500SL型车用V8发动机采用了可变气门正时，使用凸轮轴 两点调相法来改变气门正时。在进气门关闭角提前调整的工况，发动 机4000r/min全负荷工况下，转矩平均增加15~30Nm，提高了 5%~8%，在进气门关闭角之后调整时，标定功率增加15kW，提 高了约7%。 本田公司在1989年第一批装用VTEC（Variable Valve Timing and Lift Electronic Control System）的1.6L发动机，其最大 输出功率从原88kW增加到118kW，而且可以达到8000r/min的 超高速。本田三段式VTEC式发动机，能在低、中、高3种不同的方 式工作，这种三段式机构使发动机油耗在与VTEC-E相同的情况下， 功率提高了40%，最大功率96kW（64kW/L）。
第三章第四节 可变配气相位
汽车发动机构造与维修
第三章 配气机构构造与维修
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三、雅阁F22B1 3.0L V6发动机VTEC
辅助进 气摇臂 中间进 气摇臂 进气门
凸轮轴 主进气 摇臂 排气门
汽车发动机构造与维修
第三章 配气机构构造与维修
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1.低转速时VTEC的工作原理
汽车发动机构造与维修
第三章 配气机构构造与维修
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2.高转速时VTEC的工作原理
可变气门正时、可变气门升程
汽车发动机构造与维修 第三章 配气机构构造与维修 1
本次课程任务
1.大众可变进气相位原理：2方面 2. VVT结构原理：2方面 3.VTEC功用及原理：2方面
汽车发动机构造与维修
第三章 配气机构构造与维修
2
当前在中国生产、采用可变气门技术的轿车
车型 花冠 皇冠 威姿 雅阁 奥德赛 飞度 CR-V 天籁 颐达 骐达 制造商 天津丰田 天津丰田 天津一汽 广本 广本 广本 东风本田 东风日产 东风日产 东风日产 供应商 电装 电装 电装 本田 本田 本田 本田 日立 日立 日立 车型 凯迪拉克CTS 凯迪拉克SRS 宝马3系 宝马5系 马自达6 御翔 宝来A4 奥迪A4 高尔夫Plus 帕萨特 途安 制造商 上海通用 上海通用 华晨宝马 华晨宝马 一汽 北京现代 一汽大众 一汽大众 一汽大众 上海大众 供应商 爱幸 爱幸 爱幸 爱幸 Melco 电装 Hilite Hilite Hilite Hilite
1.VTEC功用及原理：2方面 2.大众可变进气相位原理：2方面 3.丰田的VVTL-i结构原理：2方面 4.BMW的Valvetronic结构原理：2方面
汽车发动机构造与维修
第三章 配气机构构造与维修
配气相位功用及认
2.排气迟后角（δ）
(1)定义：在活塞越过上止点后，排 气门才关闭。活塞从上止点运行 到排气门关闭所对应的曲轴转角 称为排气迟后角(或晚关角)。排 气迟后角用δ表示，δ一般为 10°~30°。 (2)目的： ①利用缸内外压力差继续排气：活 塞到达上止点时，气缸内的压力 仍高于大气压，利用缸内外压力 差可继续排气。 ②利用惯性继续排气：活塞到达上 止点时，废气气流有一定的惯性， 利用惯性可继续排气。所以排气 门适当晚关
▲进气门开启持续时间内的曲轴转角，即进气持续角为：α+180°+β。
（二）排气门的 配气相位
1.排气提前角 （γ）
(1)定义：在作功行程的后期， 活塞到达下止点前，排气门 提前开启。从排气门开始开 启到活塞运行至下止点所对 应的曲轴转角称为排气提前 角(或排气门早开角)。排气 提前角用γ表示，γ一般为 40°~80°。 (2)目的： ①利用气缸内的废气 压力提前自由排气。 ②减少排气消耗的功率：使 排气更加充分 ③高温废气的早排，还可以防 止发动机过热。
1.进气提前角（α）
(1)定义：从进气门开 始开启到活塞运行 至上止点，曲轴转 过的角度称为进气 提前角(或进气门早 开角)。进气提前角 用α表示，α一般为 10°~30°。 (2)目的：减少进气阻 力、进气充分。
2.进气迟后角 （β）
(1)定义：活塞从下止点运行 到进气门关闭所对应的曲轴 转角称为进气迟后角(或进气 门晚关角)。进气迟后角用β 表示，β一般为40°～80°。 (2)目的： ①利用压力差继续进气：活 塞到达下止点时，由于进气 阻力的影响，气缸内的压力 仍低于大气压，进气门晚关， 利用压力差可继续进气。 ②利用进气惯性继续进气： 活塞到达下止点时，进气气 流还有相当大的惯性，目的 是延长进气时间，进气充分。
可变配气相位
排气侧
辅助弹簧 VVT-i控制器
• 正时链
– 使用3条正时链驱动各气缸组进/排气凸轮轴
副正时链 (右侧) 自动张紧器
主正时链
副正时链 (左侧) 自动张紧器
副正时链 (右侧) 主正时链自动张紧器
副正时链 (左侧) 惰轮
曲轴
• 链张紧器
– 主链张紧器
• 棘轮式止回机构
拆/装维修孔
• 链张紧器
– 左右气缸组各1个副链张紧器
➢ 与不同配气机构相 比较，主要区别是： 凸轮轴上的凸轮较多， 且升程不等，结构复 杂。
VTEC机构的工作原理
➢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。
4）Valvetronic的摇臂是“偏心轴”的转动，所以当摇臂动作时， 不是固定的圆心转动，而是稍微偏离中心点，虽然偏移不大，但是一经 过摇臂的长度施力（如杠杆原理一样），阀门开与关的“深度”就可以 被改变了!（如图3-34所示，是 正常的摇臂，它动作时即固定 在圆心，而Valvetronic的 “偏心轴”摇臂则巧妙地使它 在动作时，会有不等量的伸长 来驱动到气阀的开关深度，所 以升程就被微量的变化了!） 请看图3-36的绿色与红色部分， Valvetronic透过电动马达来 驱动偏心轴摇臂!
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VTEC机构高、低速工作状态
VTEC机构低速工作状态
VTEC机构高速工作状态
1—主凸轮 2—次凸轮 3—次摇臂 4—阻挡活塞
1—中间凸轮 2—中间摇臂
5—同步活塞A6—正时活塞7—主摇臂8—同步活塞B
配气相位解释
配气相位解释配气相位解释在汽车引擎中，配气相位是一项非常重要的设计参数。
它直接影响着引擎的输出功率、转速范围和燃油经济性。
而正确的配气相位设计则可以大大提升汽车的性能和燃油经济性。
那么，什么是配气相位呢？让我们从三个方面进行解释。
一、概念解释所谓配气相位，是指发动机进气阀和排气阀打开和关闭的时间点在摩擦副中的日期单位上的实际角度。
一般情况下，配气相位是通过凸轮轴上凸轮的位置来控制的。
也就是说，当凸轮轴旋转时，凸轮的形状将控制进气阀或排气阀的开关时间。
通过调整凸轮轴上不同凸轮的位置和形状，就可以改变配气相位。
二、配气相位对引擎性能的影响正确的配气相位可以显著提升汽车的性能。
其中，进气相位直接影响着引擎的输出功率和转速范围，而排气相位则会影响汽车的燃油经济性。
具体来说，正确的进气相位可以使得引擎在高转速时具有更高的功率输出，相应的，排气相位的调整可以让废气更加充分地被排出，从而降低燃油消耗。
三、配气相位的类别和作用1. 提前相位提前相位是指进气门提前开启的角度。
通常来说，提高进气门的提前角度，可以提高汽车的输出功率。
然而，如果提前角度过大，会使得引擎的中低转速区间输出不稳定，而且会加剧燃油消耗。
2. 滞后相位滞后相位是指进气门滞后关闭的角度。
一般来说，减小滞后角度，可以增加中低转速区间的输出扭矩。
不过，如果滞后角度过小，会导致引擎在高转速时出现输出不稳定的情况。
3. 短开时间短开时间又被称为进气门开启持续时间。
通过控制进气门的开启持续时间和关闭时间，可以改变进气道中的空气流量和速度，从而影响汽车的燃油经济性和输出功率。
总结：配气相位是汽车引擎设计中非常重要的参数，对汽车的性能和燃油经济性有着直接的影响。
正确的配气相位设计可以提升汽车的性能和燃油经济性。
上述提前相位、滞后相位和短开时间是三种广泛应用的配气相位控制方式。
需要指出的是，不同的汽车型号和应用领域，可能需要通过不同的配气相位设计来实现最优的性能和燃油经济性。
汽车发动机可变配气相位与气门升程
（2）可变进气道系统。 ① 双脉冲进气系统。 ②四气门二阶段进气系统。 ③三阶段进气系统。
1.1.2 可变气门正时和升程控制系统
1.本田汽车公司VTEC技术 本田VTEC（Variable Valve Timing & Lift electronic control system），称为电子控制可变气 门正时与举升系统，当改变气门升程时，气门正时 与气门重叠角随之改变。 （1）VTEC结构。
1.1.3 丰田汽车公司VVT-i技术
• 丰田汽车公司VVT-i（Vatiable Valve Timing intelligent）称为智能可变气门正时系统。 （1）VVT-i的结构。VVT-i系统由VVT-i控制器、凸轮 轴正时机油控制阀和传感器三部分组成。
• VVT-i控制器的结构：
（2）工作原理。
（3）i-VTEC发动机。
i-VTEC系统是在VTEC系统的基础上，增加了一个称为 VTC（Variable timing control可变正时控制）的装置——一 组进气门凸轮轴正时可变控制机构，即iVTEC=VTEC+VTC。
2. 宝马汽车公司VANOS系统。
宝马汽车公司VANOS（Variable camshaft control），称为 可变凸轮轴控制系统，属于气门正时连续可变，但一般只 是进气气门正时可变。如果进VANOS）。
1.1可变配气相位与气门升程
• 1.1.1 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。
• 可变进气系统的分类：
（1）多气门分别投入工作； 方案：
第一，通过凸轮或摇臂控制气门在设定的工况下开或关； 第二，在进气道上设置旋转阀门，根据设定工况打开或关 闭该气门的进气通道，这种结构比用凸轮、摇臂控制简单。
汽车新技术可变配气相位
汽车新技术: 可变配气相位引言近年来，随着汽车工业的快速发展，汽车的性能和效率要求也越来越高。
为了满足这些需求，汽车制造商一直在努力寻找新技术，其中之一就是可变配气相位技术。
本文将详细介绍可变配气相位技术以及它对汽车性能和效率的影响。
什么是可变配气相位技术？可变配气相位技术是指通过控制发动机进气和排气门的开启和关闭时间，来调整气门的开启和关闭时机以及持续时间。
传统配气相位是固定的，不随发动机工况的变化而变化。
而可变配气相位技术则根据发动机负荷、转速和其他因素来实时调整气门的开启和关闭时间，以优化燃烧过程。
实现可变配气相位的方法实现可变配气相位的方法有多种，下面是几种常见的方法：1. 可变气门正时系统（VVT）可变气门正时系统是一种通过控制凸轮轴相对于曲轴的角度来实现可变配气相位的技术。
通过调整凸轮轴的角度，可以改变气门的开启和关闭时机，以适应不同的工况。
VVT技术可以提供更好的动力和燃油经济性。
2. 可变进气歧管（VIM）可变进气歧管是一种通过改变进气歧管的形状和长度，来实现可变配气相位的技术。
不同的进气歧管形状和长度可以改变进气道的流向和速度，从而影响燃烧过程。
VIM技术可以提供更好的动力和响应性。
3. 可变排气歧管（VEM）可变排气歧管是一种通过改变排气歧管的形状和长度，来实现可变配气相位的技术。
不同的排气歧管形状和长度可以改变排气道的流向和速度，从而影响排气过程。
VEM技术可以提供更好的动力和排放性能。
4. 电子控制单元（ECU）电子控制单元是控制发动机运行的核心设备。
通过控制ECU的软件，可以实现对可变配气相位的精确控制。
ECU利用传感器来监测发动机工况，并根据参数来调整配气相位，以达到最佳性能和效率。
可变配气相位技术的优势可变配气相位技术具有许多优势，对汽车性能和效率的改善有着显著的影响：1. 动力提升可变配气相位技术可以调整气门的时机和持续时间，使得燃烧过程更加充分，更加高效。
这可以提升发动机的动力输出，提高汽车加速性能和爬坡能力。
配气相位及气门行程可变技术.pptx
1.涡轮增压、供油系统、配气系统是现代发动机技术革新的热点。前两种技术已经比较成熟，所以配气系统技术的发展对发动机性能的提高有很大的决定作用，配气相位及气门行程可变技术成了汽车技术领域中的一个重要研究课题。2.普通发动机的气门开闭由凸轮驱动，进排气门的早开晚关角固定不变，这实际上只能使发动机在某一转速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。3.配气相位固定不变的缺点已越来越显得不适应时代要求，改变发动机气门的开启持续时间、升程和相位是改善发动机性能、提高热效率和减少有害排放的一种重要途径。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领域中的一个重要研究课题。
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电磁驱动气门机构
2，单弹簧的电磁气门结构 这类机构由一个电磁铁、一个储能弹簧以及衔铁和气门组成。工作原理如右图所示： 发动机不工作时气门在弹簧作用下处于关闭状态,当气门要开启时，向电磁铁线圈通较大电流，使所产生的电磁力克服弹簧力以打开气门。然后向电磁铁线圈通较小电流，使气门保持全开状态。电磁铁线圈断电时，气门在弹簧力作用下关闭。 缺点是：不能实现气门的软着陆，同时存在响应速度慢和能耗过大等缺陷。
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现有配气相位及气门行程可变技术
由于进气门的配气相位角及行程对发动机功率和油耗影响较大，因此已有的配气相位及行程可变技术主要是针对进气门的。1，机械变化方式 所谓机械变化方式是指控制系统通过操纵一个机械装置的动作使进气门行程改变，从而实现配气相位的可控。举例如下：
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双簧电磁气门实验
1 实验装置 为了进一步对双弹簧的电子气门有一个全面的了 解，我们组织了一个有李光辉，李辉和纪勇昌为成员的研究小组。在高献坤老师的指导下和研究生张强的带领下我们做了大量的实验工作，对双弹簧的电子气门有了更深层的认识，图7-1、7-2、7-3为实验装置图。
配气相位
24
34
44
44
8
8
5
讨论： 配气相位的实现
凸轮轮廓的设计： 控制气门的运动
凸轮轴的正确安装：和曲轴有正确的相位关系
不可改变的配气相位
只能在某一转速时充分利用了气体流动惯性
能否任何转速都可以充分利用气体流动惯性？
6
三、可变配气机构
定义：配气正时、气门升程根据发动机工况 变化作出相应实时调整的机构。
第三节
配气相位及可变配气机构
配气相位
配气相位图
可变配气机构
1
一、配气相位
定义：进、排气门开闭时刻及其开启的持续时间。 进气门早开： 气门已有一定开度，使进气顺利。
进气门晚关： 利用进气流惯性，继续进气。 排气门早开： 减小推出废气所耗的功。 排气门晚关： 利用排气流惯性，多排气。
类型：
VANOS、VVT-i
有级可变进气相位： 连续可变配气相位：
有级可变配气相位及气门升程： VTEC 连续可变配气相位及有级可变气门升程： VVTL-i 、i-VTEC
连续可变配气相位及可变气门升程:
Valvetronic
7
当前在中国生产、采用可变气门技术的轿车
车型 花冠 皇冠 威姿 雅阁 奥德赛 制造商 天津丰田 天津丰田 天津一汽 广本 广本 供应商 电装 电装 电装 本田 本田 车型 凯迪拉克CTS 凯迪拉克SRS 宝马3系 宝马5系 马自达6 制造商 上海通用 上海通用 华晨宝马 华晨宝马 一汽 供应商 爱幸 爱幸 爱幸 爱幸 Melco
连续可变配气相位：叶轮式液压控制
无级可变气门升程：中间摇臂
23
配气相位及可变机构课件
A
B
滑阀在左侧
滑阀在右侧
➢液压控制阀原理
机油泵
油底壳 A B
通过电磁阀占空比控制，改变A、 B侧分别接通进、回油的时间比， 控制液压油的方向与流量
➢工作过程
机油泵 油底壳
顺时针旋转
➢工作过程
机油泵 油底壳
逆时针旋转
实现进气门配气相位连续可调
➢工作过程
实现进气门配气相位连续可调
➢工作过程
小结
知识点回顾
根据发动机工作需要，适时开、闭进、 排气门
第一节 配气机构的功用及组成
第二节 气门组 第三节 气门传动组
气门组 气门传动组
第四节 配气相位及可变配气机构
课前讨论
四冲程发动机气门工作过 程
课前讨论
四冲程发动机气门工作过
程
配气机构要求：
进气充足、排气彻底
进气冲程： 气门上止点开，下止点关
怠速：
怠速时，进气门延迟关闭
扭矩调整： 转速在1000r/min以上时，进气门提前关闭。
功率调整： 转速在3700rpm以上时，进气门延迟关闭
排气冲程： 气门下止点开，上止点关
能满足要求吗？ 需要可调吗？
第四节
内容及要求
一
配气相位及可变配气机构
二
三
配气相位
配气相位图
可变 配气机构
掌握
了解
熟悉
一、配气相位
定义：
以活塞上、下止点为基准，气门开启和关闭的时刻及开启的持续时间， 用曲轴转角来表示。
➢进气门早开： ➢进气门晚关： ➢排气门早开：
➢ PassatB5可变机构工作原理
张紧器供油管路
调节阀不通电：
滑阀在左侧
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1、控制进气道空气流通截面积大小的动力阀安装在进气管上，动 力阀的开闭由真空控制阀控制动作，ECU根据各传感器信号通过真 空电磁阀（VSV）控制真空罐和真空控制阀的真空通道； 2、真空电磁阀有两种类型：常态常开型和常态常闭型。
二、可变进气系统
2、进气谐振控制系统（可变进气道）
通过分阶段改变进气歧管的长度，使发动机在整个转速范围内都 能提高扭矩输出；在低转速范围内，对进气空气控制阀进行优化控制 以实现进气歧管长度分阶段改变。
新世嘉
一、可变气门正时技术
4、DVVT
有一些设计，双可变气门正时系统它能同时改变 进气凸轮轴和排气凸轮轴的相位角，从而获得与转速 更匹配的气门叠加角，因此达到更高的配气效率。
DVVT通用 用的比较多
一、可变气门正时技术
5、可变气门升程（工作过程，详见备注）
（1）低速时，采用短升程，能产生更大的进气负压及更多的涡流，让 空气和燃油充分混合，因而提高低转速时的扭力输出； （2）高转速时，采用长升程来提高进气效率，让发动机的呼吸更顺畅。
2、可变进气系统分为动力阀控制系统和进气谐振系统；
3、动力控制系统是控制发动机进气道的空气流通截面的大小，以适 应发动机不同转速和负荷时的进气量需求，从而改善发动机的动力性； 4、进气谐振控制系统通过分阶段改变进气歧管的长度，使发动机在 整个转速范围内都能提高扭矩输出；在低转速范围内，对进气空气控 制阀进行优化控制以实现进气歧管长度分阶段改变。
电控发动机原理与维修
——冷却系统
——进气系统可变配气相位认识
前言
可变配气相位技术根据不同转速和负荷的情况 改变进气的时刻或进气方式，使燃烧效率达到最好 从而改善动力、降低油耗、减小污染。
可变配气相位的认识
可变气门正时技术 可变进气系统
主讲人：
3课时
上节 回顾
上节课我们学习了进气系统旁通怠速控 制阀的作用、位置、类型及结构等，这节 课我们学习可变正时气门技术和可变进气 系统。
90％的扭力。
一、可变气门正时技术
2、可变气门正时类型
可变配气技术，从大类上分，包括可变气门正时和可变气门升程两大类
有些发动机只 匹配可变气门 正时，如丰田 的VVT发动机；
新 英 朗
有些发动机只匹配 了可变气门升程， 如本田的VTEC， 比亚迪VVL；
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
课后作业
1、写出DVVT、VVT－ｉ和ｉ－VTEC的中文名称？ 2、说出DVVT、VVT和CVVT的区别？ 3、说出可变进气道的工作过程？
二、可变进气系统
在对可变进气系统进行检测时，主要检查: 真空罐、进气室和真空管路有无漏气，真空电磁阀电路有 无短路或短路，真空电磁阀电阻是否符合标准。
奥迪 A4发动机进气谐振控制系统结构与工作原理
本章 小结
1、可变配气相位技术 在普通的发动机上，进气门和排气门的开闭时 间是固定不变的，这种固定不变的正时很难兼顾到发动机不同转速的 工作需求，采用可变气门正时技术，改善了发动机在低、中转速下的 扭矩输出。；
新世嘉 提示：这些技术统称为可变气门正时技术，只是各大汽车 厂商的标法不同而已。
一、可变气门正时技术
可变气门正时的简单分为：
①连续可变气门正时和不连续可变气门正时； ②进气可变气门正时（如VVT）和进排气双可变气门正时（如DVVT）
简单的可变配气相位只有两段或三 段固定的相位角可供选择，通常是 0°或30°中的一个（如VVT）
提示：
1、控制进气道空气流通截面积大小的动力阀安装在进气管上，动 力阀的开闭由真空控制阀控制动作，ECU根据各传感器信号通过真 空电磁阀（VSV）控制真空罐和真空控制阀的真空通道； 2、真空电磁阀有两种类型：常态常开型和常态常闭型。
二、可变进气系统
ECU控制的动力阀控制系统工作过程
当发动机大负荷运转时，进气量较多，ECU接通真 空电磁阀搭铁回路，真空罐中的真空不能进入真空控制 阀，控制动力阀开启，进气通道面积变大。
更高性能的可变配气相位系统能够连续可 变相位角，根据转速的不同，在0°度～ 30°之间线性调控配气相位角，如CVVT
新世嘉
一、可变气门正时技术
3、VVT
ECU根据发动机转速和负荷等传感器信号来控制凸轮轴调整机构的 机油压力，从而改变进、气门的开启和关闭时刻，这样的系统称为可变 气门正时。
丰田进气门智 能可变气门正时 系统（VVT）
本节 重点
可变配气相位的优点
一、可变气门正时技术
1、可变气门的认识
在现在的轿车发动机上，我们经常可以看见像VVT、DVVT、CVVT、VTECi、VVL、VVTL-i等技术标号。这些显赫的标号都代表发动机采用了可变配气 的技术
科
鲁 兹
新世嘉
卡罗拉
新
本
英
田
新世嘉朗
一、可变气门正时技术
1、可变气门的认识
而在进气量较 多的高速、大 负荷工况下
增大进气空气流通截面积，以较小进 气阻力，有利于改可变进气系统
ECU控制的动力阀控制系统工作过程
当发动机小负荷运转时，进气量较少，ECU断开真空 电磁阀，真空罐中的真空进入真空控制阀，动力阀处于关 闭位置，进气通道面积变小。
二、可变进气系统
可变进气系统有两种类型：
动力阀控制系统和进气谐振系统
二、可变进气系统
1、动力阀控制系统
控制发动机进气道的空气流通截面的大小，以适应发动机不同转 速和负荷时的进气量需求，从而改善发动机的动力性。
在进气量较少 的低速、小负 荷功能工况下
使进气道空气流通截面积减小，提高 进气流速、增大进气惯性、加强气缸内的 涡流强度，以提高发动机的充气效率，改 善发动机低速性能。
在普通的发动机上，进气门和排气门的开闭时间是固定不变的，这种 固定不变的正时很难兼新顾到发动机不同转速的工作需求，
英 采用可变气门正时技术朗，改善了发动机在低、中转速下的扭矩输出。
新世嘉
例如：
日产的2升VVL发动机比没有配备VVT的相同结构的发动机， 提供超过25％的动力输出；
菲亚特1.8L VVT发动机，能在2000rpm～6000rpm之间输出 卡罗拉