宝马发动机可变气门配气相位控制系统VANOS技术培训课件
可变汽门正时控制系统学习
BMW VANOS 可变汽门正时控制系统VANOS由液压及机械作动所组成的凸轮控制装置，并藉由DME引擎管理系统所操纵着。
VANOS就是基于一种调整机械的方式，用以修正相对于曲轴运转的进气凸轮位置。
在引擎低转速时，进气门开启较慢，以增进怠速的转速稳定及平滑；在引擎中转速时，进气门比较早启开，用以增加扭力及确保废气回收进入燃烧室，减少燃油的消耗及排放的废气，最后，在引擎高转速时，进气门再度地延迟启开，所以能有全动力的产生。
VANOS意味着能增进废气的管理，增加输出及扭力及提供较佳的怠速质量与燃油效率。
而最新的VANOS版本为双VANOS，使用于新M3引擎上。
VANOS最先发表于BMW M50 5系列的引擎上。
其详细动作原理如下：在顶置凸轮的引擎中，凸轮是介由皮带或链条与曲轴所带动，而在BMW VANOS 中则是使用链条及链轮机构。
曲轴驱动排气凸轮上的链轮，而排气链轮则是锁在排气凸轮上，第二个链条则是围绕于进气链轮上，大的链轮并没有安装在进气凸轮上，而它的中间有一个洞，内侧的洞是一组螺旋齿轮，凸轮的末端也有一组螺旋齿轮在外侧，但它比较小并能结合于大链轮内侧的齿轮上，其中有一金属杯用以配合内侧与外侧的螺旋齿轮，而VANOS中的V( Variable)就是可变的意思，用以改变螺旋齿轮的接合运作，杯齿轮藉由液压的方式来移动，由液压的操作又由DME所控制着。
在怠速时，凸轮的正时是处于延迟，当离开怠速时，DME控制一电磁阀让油压来移动杯齿轮，因此在中转速时可以使凸轮提前至12.5度，大约在5000转时，让它回到原来的位置，因此在中转速时提前量较大也会有较大的扭力输出。
有时驾驶者行驶时常会听到一种声音，这可能就是杯齿轮移动进或出所产生的链轮扭动的结果。
双VANOS ( double-variable camshaft control )能改变进气及排气凸轮，更是意味着能增大其扭力性能，而这个改变则是基于油门的位置及引擎的转速。
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。
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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。
宝马VANOS发动机技术 电子气门控制系统的工作原理
宝马VANOS发动机技术电子气门控制系统的工作原理电子气门控制系统的工作原理电子气门控制系统的工作原理与人类在身体紧张时的状态类似。
假设您去跑步。
您身体所吸进的空气质量将由肺来调节。
您会不由自主地深吸气并由此为肺提供较多的空气，以便在身体中进行能量转换。
如果您现在由跑步换成一种较慢的步法，例如散步，则身体需要的能量和空气相对减少。
您的肺将以平缓呼吸的方式对此进行自动调节。
在这种情况下，如果您在嘴上堵上一块手帕呼，吸将非常费力。
在电子气门控制系统的新鲜空气进气装置中“取消了”节气门（与手帕类似）。
气门升程肺根据空气需要量进行调节。
发动机可以自由呼吸。
在发动机电子气门控制系统进气过程中，节气门几乎一直打开一个合适的角度，以保证出现一个50 mbar 的近似真空。
负荷控制通过气门的关闭时刻实现。
与通过节气门实现负荷控制的普通发动机相比，在进气系统中只产生一个较小的真空，也就是说省去了产生真空的能耗，通过进气过程中较小的功率损失获得较高的效率。
与柴油发动机不同在常规汽油发动机中，进气量通过加速踏板和节气门进行调节并按化学计算比例ë =1 喷射所需要的燃油量。
在带电子气门控制系统的发动机上所吸进的空气量由气门的开启升程和开启持续时间决定。
通过精确控制供油量这里也能实现按ë =1 运行。
与此相反，带汽油直接喷射和浓度分区功能的发动机，在较宽的负荷范围内以低燃油空气混合比工作。
昂贵且易受硫腐蚀的废气后处理装置，例如直喷式汽油发动机上使用的在带有电子气门控制系统的发动机上因此就不需要了。
宝马VANOS发动机技术图中每个进气门分别有两组凸轮控制，一组是高速凸轮，一组是低速凸轮。
红色圆框内就是可变气门行程的控制机构。
当发动机在低转速范围时，红色的控制活塞是落在气门座内的。
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。
当发动机在高转速范围时，红色的控制活塞在液压的驱动下从气门座推入到气门顶中，等于是把气门座和气门刚性的连接在一起，当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。
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）。
可变气门
超声波清洗剂
密封性测试
喷油器清洗
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四、项目演示
喷油器检测、清洗流程：
一、听油泵工作
二、检测线圈
三、检测线路
四、检测电源
五、检测搭铁
六、密封试验
七、清洗
八、清理现场
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本章 小节
认识喷油器
喷油器工作原理及检测
喷油器清洗 项目测试
课后思考
1、如何检测喷油器？ 2、如何清洗喷油器？
汽车改变生活，维修成就人生！
可变气门系基础知识
现代车系：VVT
日产车系：VTC
丰田车系：VVT-i
宝马车系：VANOS
本田车系：VTEC不i-VTEC
一、燃油供给系作用
为发动机工作提供必要燃油！
油怎么去发动机的
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二、燃油供给系组成
燃油供给系由燃油泵、燃油滤清器、油压调节器、喷油器等组成，
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三、燃油供给系工作过程
燃油从油箱中被油泵吸出，经燃油滤清器将杂质滤除后再通过输油管，分 配油管送到各个喷油器。喷油器根据电控单元ECU发出的指令，将适量的燃油 喷入各进气歧管戒气缸内，不空气混合，形成可燃混合气。
项目二：燃油泵及控制线路检修
燃油泵结构及工作原理
燃油泵控制线路及检测 燃油泵拆装、检测 项目演示
主讲人：
3课时
一、燃油泵结构及工作原理
燃油泵是将燃油运送到油轨内，并建立一定的油压。
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二、燃油泵控制线路及检测
1.控制线路
2.线路检测
燃油泵控制线路两种主要形式：一是ECU控制油泵继电器，二是ECU直接 控制油泵。
非常感谢您的聆听与参与！
制作：江 杰 美工：陈永刚、候 萌 指导：何 扬、祝智敏、李永朋、高立鹏
宝马发动机培训3-VANOS
VANOS系统 叶片式VANOS单元
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前端盖 固定板
锁止弹簧 提前调节 压力室 机油通道 机油通道 凸轮轴
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机油通道 带齿圈的 壳体
机油通道 延迟调节 压力室 扭转弹簧 安装螺栓
Engine Repair BMW China Training Academy March 2010 Page 12
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Aftersales Training – VANOS Principles
BMW Service
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VANOS系统 叶片式VANOS单元
Engine Repair BMW China Training Academy March 2010 Page 13
VANOS系统 摆动转子VANOS单元
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前端盖 锁止销 机油通道 带齿圈的 壳体 提前压力 调解室 摆动转子 延迟调节 压力室 机油通道
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VANOS系统 小组讨论
问题： 在发动机起动时，VANOS单元位于何位置？ –进气VANOS单元 –排气VANOS单元
Engine Repair BMW China Training Academy March 2010 Page 11
Thank you very much for your attention.
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
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发动机停止时
壳体 叶片
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发动机工作时
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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）
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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】3-VANOS
特性曲线主要考虑以下参数：
• 发动机转速
负荷
• 节气门位置（负荷要求）
• 冷却液温度。
DME
凸轮轴 位置
VANOS 电磁阀
电气控制 VANOS系统电气控制
– 发动机停机时
进气凸轮轴—“延迟”位置 排气凸轮轴—“提前”位置
– 应急运行模式时，电磁阀不通电
进气凸轮轴处于“延迟”位置，排气凸轮轴处于“提前”位置。
索引 1 2 3 4 5 6 7 8
说明 锁盖 锁销 锁止弹簧 管状部件 机油通道 锁盖 机油通道 VANOS中央阀
N20 VANOS单元
VANOS系统 摆动转子式VANOS单元
N20 进气VANOS 中央阀
索引 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
说明 过滤器 钢球 弹簧 活塞 套管 壳体 活塞上的开口 从主机油通道供给机油 连接VANOS内机油通道的开孔（提前调节） 连接VANOS内机油通道的开孔(延迟调节)
Aftersales Training VANOS
概述 汽油发动机配气相位图
A 进气 B 压缩 C 作功 D 排气 1 上止点（TDC） 2 下止点（BDC） 3 进气门打开 4 进气门关闭 5 点火时刻 6 排气门打开 7 排气门关闭 8 气门重叠
概述 VANOS系统主要功能
➢ 提高功率
➢ 提高扭矩
➢ 内部废气再循环
➢ 减少排放量
➢ 降低耗油量
概述 VANOS在BMW汽车上的应用
➢黑/白进气VANOS（M50TU/M52）
➢无级进气VANOS（M62TU） ➢无级双VANOS（M52TU/M54 N40，N42，N45，N46，N52
N20, N55,N62，N62TU，N73） ➢无级高压进气 VANOS（S50，S50TU） ➢无级高压双 VANOS（S50B32，S52，S54，S62，S85)
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。