可变气门定时升程的浅析

宝马的Valvetronic
• BMW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。 可变气门升程控制机构保持凸轮 的型线不变，通过改变凸轮轴与气门 之间从动件的运动规律来实现气门升 程的改变
构（移相器），从而实现凸轮轴在一定范围内的角度调节，也就相当于对气 门的开启和关闭时刻进行了调整。
丰田的VVT与VVT-i
移相器中的内转子通过螺栓与凸轮轴固定在 一起，外转子和链轮刚性连接在一起并通过 链条与曲轴连接。停机时，锁止销以无压力 的方式嵌入凹口锁止槽中，保证每次发动机 启动时凸轮轴随着链轮一起转动，使凸轮轴 有确定的初始相位。调节相位时，润滑油首 先供到凹口锁止槽中，将锁止销压回壳体并 释放转子。供油油路与压力腔 A 接通，向该 腔中供油，回油油路与压力腔 B 接通，向外 泄油，内转子叶片在压力差的作用下带动凸 轮轴相对链轮转动，从而改变正时相位。反 向调节时，供泄油与上述方向相反。由电磁 阀控制供泄油的方向，可在 一定范围内调节 凸轮轴相位，从而控制气门开合时间、角度
奥迪的AVS
原理：奥迪的AVS可变气门 升程系统在设计理念上与本 田的i-VTEC有着异曲同工之 妙，只是在实施手段上略有 不同。这套系统为每个进气 门设计了两组不同角度的凸 轮，同时在凸轮轴上安装有 螺旋沟槽套筒。螺旋沟槽套 筒由电磁驱动器加以控制， 用以切换两组不同的凸轮， 从而改变进气门的升程.
本田的VTEC
本田公司在1989年推出了自行研制的“可变气门正时和气门升程电子控制系统”
• 原理：VTEC发动机的凸轮和摇臂数目及控制方法与普通发动机不同，中低转速时用小凸
轮驱动气门，在中低转速下两气门的配气相位和升程不同，此时一个气门升程很小，几乎 不参与进气过程，进气道基本上相当于单进气门发动机。而在高转速时，通过VTEC电磁阀 控制液压油走向，使得两进气摇臂连成一体，并由开启时间最长升程最大的进气凸轮轴来 驱动气门，此时两进气门同时进行工作。
宝马的Val来自百度文库etronic
• 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。在电机的驱动下，进气门的升程可以 实现从0.18mm到9.9mm之间的无级变化。
可变气门定时/升程的浅析
汇报人：王亚男
配气机构
目 录
可变气门正时/升程
可变气门正时/升程的应用
可变气门正时/升程的优缺点
配气机构 配气机构功用：按照发动机每一气缸内进行的工作循环和发火
次序要求定时开启和关闭进排气门，使新鲜充量及时进入气缸而 废气及时从气缸排出。
配气机构的组成：
气门组由气门、气门导管、 气门座及气门弹簧等零件 组成。 气门传动组主要包括 凸轮轴、正时齿轮、挺柱 及其导杆，推杆、摇臂和摇臂轴等组成。
奥迪的AVS
当发动机在低负载的情况下，为了追求发动机的节油性能，此时AVS系统则将凸轮推 至左侧，以较小的凸轮推动气门。发动机在高负载的情况下，AVS系统将螺旋沟槽套 筒向右推动，使角度较大的凸轮得以推动气门。在此情况下，气门升程可达到11毫 米，以提供燃烧室最佳的进气流量和进气流速，实现更加强劲的动力输出。
可变气门技术的应用
丰田的VVT-i VVT（两级可变气门正时） 本田的i-VTEC VTEC（两级可变气门正时与升程） 奥迪的AVS（连续可变气门升程） 宝马的Valvetronic（连续可变气门正时与升程）等
丰田的VVT与VVT-i
工作原理：简单的说，VVT系统就是通过在凸轮轴的传动端加装一套液力机
优缺点
可变气门机构一般均可改变配气相位， 有的还能改变气门升程，不同可变气门 机构均可在一定程度上提高发动机动力 性、经济性和怠速稳定性，降低 HC、 NOx的排放。
搭载这项技术的车型有一个共同的 毛病，就是在可变气门正时系统启动后， 发动机的噪音会明显提高。
谢谢
发展 • 发动机可变气门驱动技术有着100多年的历史，但配气控制技 术主要成果是在1985年以后取得的。此后大量的可变气门驱动机 构应运而生，应用该技术的发动机产品也越来越多，其发展历程 如图:
原理
可变气门升程是在发动机不同转速下匹配合适的气门升程，使得低
转速下扭矩充沛，而高转速时马力强劲。低转速时系统使用较小的气 门升程，这样有利于增加缸内紊流提高燃烧速度，增加发动机的低速 扭矩，而高转速时使用较大的气门升程则可以显著提高进气量，进而 提升高转速时的功率输出。 可变气门正时是根据 发动机的运行情况，调 整进气（排气）的量， 和气门开合时间，角度。 使进入的空气量达到最 佳，提高燃烧效率。
配气机构
按气门的布置形式可分为气门顶置和气门侧置 按凸轮轴布置可分为凸轮轴下置，中置和上置
一般情况下进气门比排气门直径要大
气门正时
配气定时就是进排气门的实际开闭时刻，通常用相对于上
下止点曲拐位置的曲轴转角的环形图。
由来 现代高科技的发展已将汽车发动机的节能、增效、低排放作为 “节能—高效—环保”一体化课题进行综合研究和技术开发。配 气相位固定不变的限制已越来越显得不适应节能和排放要求。为此， 可变气门驱动( Variable Valve Actuation,简称为VVA)技术已成为 汽车发动机研究重点方向之一。 完全可变气门技术包括连续可变气门正时技术和连续可变气门 升程技术，可以根据发动机不同工况实施不同的配气相位和气门升 程，满足发动机在高转速与低转速、大负荷与小负荷时的要求，全 面提高发动机在动力性、经济性和怠速稳定性等方面的综合性能。 具体来说，可变气门技术在部分负荷时利用进气门早关或进气门升 程减小的方法控制进入缸内的混合气体，实现无节气门的负荷控制 方式，从而减少泵气损失、改善汽油机燃油经济性。而且，由于气 门升程较小，提高流过气门的气流速度，可以改善汽油机低速小负 荷工况下燃油与空气的混合，进而改善燃烧过程。