可变配气正时控制机构
发动机新技术毕业论文讲解
设计（论文）题目：汽车发动机新技术的概况与结构原理学院名称：内蒙古大学交通学院专业：汽车运用技术班级：汽车（15）班姓名：郭建平学号：5 1 0 3 0 1 9指导教师：李春芾2013年04月 07日目录绪论：一.汽车发电机发展历史回顾1.1 汽车的起步阶段1.2 汽油机之前的摸索阶段1.3 奔驰的单缸二冲程汽油发动机1.4 四冲程发动机的应用1.5 化油器发动机的淘汰1. 6 电喷发动机的应用二.发动机进排气控制技术2.1 可变气门2.2 可变气门正时2.3 可变进气系统三.汽油缸内直喷技术3.1 缸内直喷技术概念简述3.2 缸内直喷的优点分析3.3 缸内直喷的广泛运用四.发动机均质充量压缩燃烧技术4.1 发动机均质充量压缩燃烧技术概述4.2 HCCI的燃烧机理4.3 HCCI 的优点4.4 HCCI缺点4.5 HCCI特点及其重要意义五 .柴油机电控高压共轨燃油喷射技术5.1柴油机电控高压共轨燃油喷射技术5.2电控柴油喷射系统组成5.3电控高压共轨燃油系统工作原理5.4电控高压共轨燃油系统的特点六.结论七.参考文献正文绪论：21世纪的内燃机将面临来自各方面的挑战,它将义无返顾地朝着节约能源、燃料多样化、提高功率、延长寿命、提高可靠性、降低排放和噪声、减轻质量、缩小体积、降低成本、简化维护保养等方向迅猛发展。
在21世纪,天然气、醇类、植物油及氢等代用燃料将为内燃机增添新的活力,而内燃机电子控制技术在提高品质的同时也延长了内燃机行业的“生命”。
新材料、新工艺的技术革命,为21世纪内燃机的发展产生了新的推动力。
21世纪的内燃机,将在造福人类的同时不断弥补自身缺陷,以尽可能完美的形象为人类作出新的贡献。
一.汽车发电机发展历史回顾1.1 汽车的起步阶段汽车的起步阶段，那时的汽车被马车嘲笑，污染严重，但起步的意义却非同寻常。
汽车整体技术日新月异，而作为汽车的心脏——发动机技术的进步显得更受关注。
如今介绍一辆汽车的发动机时：可变气门正时技术，双顶置凸轮轴技术，缸内直喷技术，VCM汽缸管理技术，涡轮增压技术，等等都已经运用的相当广泛；在用料上也是往轻量化的方向发展：全铝发动机目前的应用已经非常广泛；汽车的污染也是不可避免，于是新能源技术，包括柴油机的高压共轨，燃料电池，混合动力，纯电动，生物燃料技术也已经有普及的趋向，但回顾一下发动机的历史或许更能理解这一百多年来汽车技术所发生的巨大变革。
vvt的工作原理
vvt的工作原理
VVT（可变气门正时）是一种机械系统，在内燃机中可以实
现配气机构的相位调整，以优化发动机性能。
VVT的工作原
理主要基于晚气门关闭和提前点火的概念。
下面是VVT的工
作原理的详细解释：
1. 晚气门关闭：当发动机在低转速或负荷较轻的情况下工作时，VVT系统可以延迟气门关闭时间。
这样做可以增加进气门的
开放时间，从而提高进气效率，使得更多的混合气进入燃烧室。
这种延迟气门关闭的操作有助于提高低速扭矩和燃烧效率。
2. 提前点火：在高转速或负荷较重的情况下，VVT系统可以
提前点火时间。
这样做可以使得气缸的压力在曲柄角度上升时更高，增加了爆发力和燃烧效率，从而提高发动机的性能。
此外，提前点火还可以减少排气温度，减轻水平运动负荷，提高整体燃烧效率。
3. 换气阀相位调整：VVT系统通过调整两个相邻气缸的进气
门和排气门的相位差（即升程时间和气门持续开启时间之间的时间差），以优化发动机的性能。
这种相位调整可以使得在不同工作条件下，充分利用气缸的容积和气流动态特性，提高进气和排气的效率，并提升整体的燃烧效率。
4. 液压控制系统：VVT系统通过液压控制单元，根据发动机
负荷和转速的变化，自动地控制曲轴轴上的液压马达或油门枢轴的位置，以调整气门的相位。
液压控制系统与发动机控制单元（ECU）相连，根据传感器提供的数据和预设的策略，实现
VVT的自动调节。
总的来说，VVT系统通过晚气门关闭、提前点火、换气阀相位调整和液压控制系统的协同工作，实现了发动机在不同工况下的优化性能输出。
这种技术的应用可以提高发动机的动力性能、燃烧效率和燃油经济性。
发动机可变配气技术及发展
调查思考发动机可变配气技术及发展哈菲史楠（西安汽车职业大学，陕西西安710000）摘要:近年来，生态问题与环境保护引发全球关注，因为它是人类实现可持续发展的必然前提，低能耗与低污染已然变成了当前汽车发动机的主要研发目标。
而目前的种种现代技术中，可变配气技术脱颖而出，成为主流研发目标之一，此技术主要通过改变汽车发动机的供气实现降低油耗与污染的要求，为此本文便针对发动机可变配气技术及发展进行简要探析。
关键词:发动机；可变配气技术1关于发动机可变配气技术的研究现状及发展1.1本田VTEC控制机构本田发动机率先成功将可变气门正时与升程电子控制两种配气机构设置在了一台发动机上，简称VTEC机构,实现了人们长久的高速与低速相位值自动转换的梦想，大幅度提升了汽车的动力性与经济性。
发动机配气相位角受车辆气流的进气与排气影响各不相同，其动力与经济性因此而不同;可变配气相位将传统固定不变的配气相位状态进行改变，根据发动机的运行状态下提供最优的配气正时,进而提升发动机的进气系数，解决了传统因转速、负荷造成的动力性与经济性的矛盾,使发动机怠速状态下更加稳定、转速更低，低速下更加平稳山。
VTEC机构由单独的凸轮与摇臂进行驱动，其主次摇臂间有中间摇臂且不与任何气门产生直接接触，三者均由专门的柱塞实现联动，并运用主油道的油压进行控制冲间凸轮的升程最大，其次为主凸轮,最小升程的为次凸轮，中间凸轮是依据发动机的双进双排、大功率、高转速运行状态进行设计的;主凸轮则是依据单进双排、低转速运行状态进行设计的;次凸轮则是主要依据发动机怠速状态进行设计。
1.2丰田WFi智能可变气门正时系统丰田的VVT-i智能可变气门正时系统主要是改变进气门开闭的时间使之达到最佳气门正时,配气相位角不变、进气门升程的大小不变，此结构发动机运行状态稳定、可靠,功率提升10%到20%,油耗降低3%到5%oVVT-i机构主要由外壳、四齿转子、锁销、油道控制、电磁控制阀组成；其安装在进气凸轮轴前端随正时链轮实现同步转动，在运转的过程中能通过运用润滑系统的油压实现自动调节凸轮轴和正时链轮的相对角度，调节机构的转子中有液压锁销,能实现与连接齿轮的同步传动或解脱,进而实现进气门的开闭时间角度的大小；电磁控制阀接收作者简介:哈菲（1989-），女，汉族，甘肃武威人，本科，助教，汽车检测与维修。
配气机构基本知识点总结
配气机构基本知识点总结一、配气机构的定义和作用1. 配气机构指的是将压缩机的排气气体按一定比例、一定时间和一定顺序分配给多个气缸，以保证每个气缸在合适的时间和压力下充满气体，并确保气缸之间的气体压力均衡的设备。
2. 配气机构的作用是确保内燃机气缸的正常工作，使每个气缸在正确的顺序、正确的时间和正确的压力下吸入空气、压缩气氛、排放废气，从而保证发动机的正常运转。
二、配气机构的组成和工作原理1. 配气机构主要由凸轮轴、气门、气门弹簧、气门挺杆、气门推杆、气门座垫和气门导管等部件组成。
2. 工作原理：当凸轮轴转动时，凸轮的顶部形状与气门橡胶垫的底部形状相吻合，当凸轮滚子要摇动气门时，气门随之开启或闭合。
凹凸轮的横向间距是一定值，所以使气门同步开启、闭合。
三、配气机构的分类1. 根据气门运动的方式，配气机构可以分为机械式配气机构和液压式配气机构。
其中，机械式配气机构通过凸轮轴来直接驱动气门，而液压式配气机构则是利用液压原理来传动气门。
2. 根据气门控制方式的不同，可以分为正时式配气机构和可变气门正时配气机构。
正时式配气机构是气门的开启和关闭时间由固定的凸轮来控制，而可变气门正时配气机构则是通过改变气门开启和关闭时间来实现更高效的气缸充气和排气。
四、配气机构的主要参数1. 配气时期：指气门在一次循环中从开启至关闭再到下一次开启的时间。
2. 配气重叠：指气门关闭和下一次气门开启之间的时间重叠。
3. 气门开启时间和气门关闭时间：分别指气门从关闭到开启的时间和从开启到关闭的时间。
4. 气门升程：指气门从关闭到开启的相对位移距离。
五、配气机构的维护和故障排除1. 定期更换气门和气门导管，以防止气门渗漏和气门劣化造成的工作异常。
2. 定期检查和调整气门间隙，保证气门的开启和关闭时间符合规定的要求。
3. 定期更换气门弹簧，以防止气门弹簧劣化导致气门失控或气门磨合不良。
4. 对配气机构进行定期检查，检查凸轮轴、气门轴承、气门盖等部件的磨损情况，及时进行维护和更换。
vvt-i
（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。 凸轮轴正时控制阀根据ECU的指令控制阀轴的位置，从而将油压施加给凸轮轴正时带轮以提前或推迟配气正时。发动机停机时，动机ECU的指令，当凸轮轴正时控制阀位于图（a）所示时，机油压力施加在活塞的左侧，使得活塞向右移动。由于活塞上的旋转花键的作用，进气凸轮轴相对于凸轮轴正时带轮提前某一角度。 当凸轮轴正时控制阀位于图（b）位置时，活塞向左移动，并向延迟的方向旋转。进而，凸轮轴正时控制阀关闭油道，保持活塞两侧的压力平衡，从而保持配气相位，由此得到理想的配气正时。 提高充气效率是提高发动机动力性能的重要措施。除了增压以外，合理选择配气相位且能随发动机转速不同而变化，以及利用进气的惯性及谐振效应是提高充气效率的重要途径。 进气惯性及谐振效应是随着发动机转速、进气管长度及管径大小的变化而变化。在不同转速下，进气管长度应有所不同，方能获得良好的进气惯性效应。并且，只有采用可变配气相位，可变进气系统才能适应不同发动机转速下的要求，才能较全面地提高发动机性能。 可变进气系及配气相位改善发动机的性能，主要体现在以下几方面： ①能兼顾高速及低速不同工况，提高发动机的动力性和经济性； ②降低发动机的排放； ③改善发动机怠速及低速时的性能及稳定性。 这里首先介绍可变进气系统，至于可变配气相位以后会以不同的方式再作介绍。 可变进气系统分为两类：(1)多气门分别投入工作；(2)可变进气道系统。其目的都是为了改变进气涡流强度、提高充气效率；或者为了形成谐振及进气脉冲惯性效应，以适应低速及中高速工况都能提高性能的需要。 1．多气门分别投入工作 实现多气门分别投入工作的结构方案有如下两种：第一，通过凸轮或摇臂控制气门按时开或关；第二，在气道中设置旋转阀门，按需要打开或关闭该气门的进气通道，其结构如图3-94a)所示，这种结构比用凸轮、摇臂控制简单。 a)涡轮控制阀示意图 b)低速、小负荷工况 c)高速、大负荷工况 图3-94 多气门分别投入工作示意图 当发动机在节气门部分开度工作时，涡流控制阀关闭(见图3-94b)，混合气通过主要螺旋进气道进入气缸。节流的气道促进混合加速，并沿着切线方向进入气缸，这样可以形成较强的进气涡流，对于低速工况及燃烧稀混合气是有利的。 当发动机转速及负荷增加时，仅由主气道进入气缸的混合气不能满足发动机的需要，于是副进气道中的阀门开启，增加进入缸内的混合气(见图3-94c)，而且抑制了进气道中进气涡流强度，这对于提高发动机高速工况时的容积效率及燃烧效率、减少能量损失是有利的。 2．可变进气道系统 可变进气道系统是根据发动机不同转速，使用不同长度及容积的进气管向气缸内充气，以便能形成惯性充气效应及谐振脉冲波效应，从而提高充气效率及发动机动力性能。 (1)双脉冲进气系统 双脉冲进气系统由空气室及两根脉冲进气管组成，如图3-95所示。空气室的入口处设置节气门，并与两根直径较大的进气管相连接，其目的在于防止两组(每组三缸)进气管中谐振空气柱的互相干扰。每根脉冲管子成为形成谐振空气波的通道，分别连接两组气缸。 将六缸机的进气道分成前后两组，这就相当于两个三缸机的进气管，每个气缸有240°的进气冲程，各气缸之间不会有进气脉冲波的互相干扰。上述可变进气系统的效果在于：每个气缸都会产生空气谐振波的动力效应，而直径较大的空气室、中间的产生谐振空气波的通道同支管一起，形成脉冲波谐振循环系统。 图3-95 双脉冲进气系统示意图 a)低速段（n﹤4400r/min）；b)高速段（n﹥4400r/min） 当进气管中动力阀关闭时(见图3-95a)，可变进气管容积及总长大约为70cm的进气管，能在发动机转速n＝3300r/min时，形成谐振进气压力波，提高了充气效率，使转矩达到最大值。当发动机转速大于4000r/min时，进气管中便不能形成有效的进气压力波，于是动力阀门打开(见图3-95b)，两个中间进气通道便连接成一体。优化选择在每个气缸与总管连接的支管容积后，能形成高速(如：n＝4400r/min)下谐振进气脉冲波，使转矩值达到较高值。于是在n＝1500～5000r/min的范围内，转矩曲线变化平缓，如图3-96所示。 图3-96 采用可变进气系统后的转矩特性（六缸发动机） (2)四气门二阶段进气系统 该进气系统由弯曲的长进气管和短的直进气管与空气室相连接，并分别连接到缸盖的两个进气门上，如图3-97所示。在发动机低、中速工况时由长的弯曲管向发动机供气；而在高速时，短进气管也同时供气(动力阀打开)，提高了发动机功率。 在发动机低、中速工况(n﹤3800r/min)，动力阀关闭短进气管的通道(见图3-97a)。空气通过长的弯曲气道，使气流速度增加，并且形成较强的涡流，促进良好混合气的形成。此外，进气管的长度能够在进气门即将关闭时，形成较强的反射压力波峰，使进入气缸的空气增加。这都有助于提高发动机低速时的转矩。 在发动机高速工况(n﹥3800r／min)，动力阀打开(见图3-97b)，额外的空气从空气室经过短进气管进入气缸，改善了容积效率，并且由另一气门进入气缸的这股气流，将低、中速工况形成的涡流改变成滚流运动，更能满足高速高负荷时改善燃烧的需要。 图3-97 四气门二阶段进气系统 a)低速段；b)高速段 (3)三阶段进气系统 该进气系统由末端连在一起的两根空气室管组成，并布置在V形夹角之间。每根空气室通过3根单独的脉冲管连接到左侧或者右侧的气缸上。每一侧气缸形成独立的三缸机，各缸的进气冲程相位为均匀隔开的240°。两根空气室的人口处有各自的节流阀，在两根空气室中部有用阀门控制的连接通道，在空气室末端U形连接管处布置有两个蝶式阀门，如图3-98所示。 图3-98 三阶段进气系统 a)低速（n﹤4000r/min）；b)中速（n﹥4000r/min）；c)高速（n﹥5000r/min） 在发动机低速工况(n﹤4000r/min)(见图3-98a)，两空气室管之间的阀及高速工况用阀关闭。每根空气室管及与其相连接的3根脉冲进气管形成完整的谐振系统，将在一定转速工况下(如：n＝3500r/min)，将惯性及波动效应综合在一起，从而使充气效率及转矩达到峰值。当发动机转速高于3500r/min时，谐振压力波的波幅值变小，因此可变系统的效果也变差，相应地每个气缸的充气效率也变小。 当发动机转速处于4000～5000r/min之间，即中速工况时(见图3-98b)，连接两根空气室的阀门打开，因此部分损坏了低速工况谐振压力波频率，然而却在转速为4500r/min的工况下，形成新的谐振压力波峰，从而使更多的空气或混合气进入气缸。 当发动机转速进一步提高，如：达到5000r/min以上，于是短进气道中蝶阀打开(见图3-98c)，在两个空气室之间的短的及直接通道的空气流动，影响了第二阶段的惯性及脉冲效应。然而在高速范围(5000～6000r/min)内，通过各缸进气管的脉冲及谐振作用，建立了新的脉冲压力波及效果。于是三阶段的可变进气系统在三段转速范围内都能形成一个高的转矩峰值，从而提高了整个转速范围内的转矩，使转矩特性更平坦，数值更高。
乘用车发动机VVT、D-VVT、CVVT、D- CVVT机构对比解析
乘用车发动机VVT、D-VVT、CVVT、D- CVVT机构对比解析一、可变气门正时技术VVT发动机可变气门正时技术( Variable Valve Timing，VVT)是当下热门的发动机技术之一，它通过对气门的控制进行进排气的配气，近些年被越来越多地应用于现代轿车上。
可变气门正时是一种用于汽车活塞式发动机中的技术。
VVT技术可以调节发动机进气排气系统的重叠时间与正时（其中一部分或者全部），降低油耗并提升效率。
可变气门正时系统OCV VCT由电磁阀（OCV）和可变凸轮轴相位调节器（VCT）组成，通过调节发动机凸轮相位，使进气量可随发动机转速的变化而改变，从而达到最佳燃烧效率，提高燃油经济性。
气门是由引擎的曲轴通过凸轮轴带动的，气门的配气正时取决于凸轮轴的转角。
在普通的引擎上，进气门和排气门的开闭时间是固定不变的，这种不变的正时很难兼顾到引擎不同转速的工作需求，VVT就能解决这一矛盾。
简单地说，就是改变进气门或排气门的打开与关闭的时间，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。
工作原理：活塞式发动机通常通过提升节流阀来进气与排气，提升阀直接或间接地被凸轮轴上的凸轮驱动。
在每个进气排气循环中，凸轮驱动气门打开（升程）一定时间（重叠时间）。
在高转速下，发动机需要更多的空气，但是进气气门可能在所需空气完全进入前关闭，造成性能降低，因此气门打开和关闭的正时十分重要。
持续打开的气门会导致燃料未经燃烧便排出发动机，会降低发动机的性能并增加排气污染，所以比赛用发动机怠速不能过低。
另一方面，如果凸轮持续令气门打开较长时间，像赛车的情况，在较低转速下便会出现问题。
曲轴通过正时皮带、齿轮或链条来驱动凸轮轴，凸轮轴上凸轮的轮廓与位置通常是为特定的发动机转速而优化，通常这会降低发动机在低转速情况下的扭矩和高转速情况下的功率。
VVT技术能够使其根据发动机工况进行改变，提高了发动机的效率与动力。
四种形式的可变配气机构 2
三、工作原理：
1、怠速工况—转速较低，混合气流速慢，进气提前 角应较小，使进气重叠角减小，以防止发动机回火。 为此，电磁阀的控制电流较小，磁吸力较小，使滑 阀应处于“保持状态”，油道内无油压，锁销处于 锁止状态，进气门不提前开启，保证怠速平稳运转。
2、中等负荷工况—转速较高，混合气流速加快，惯性 能量较大，进气门应早开，加大重叠角，可使废气排 出量加大，提高容积效率。滑阀应处于“提前状态”， 以加大发动机的扭矩值。为此，电磁阀的电流随之加 大，滑阀在较大的磁吸力作用下，可左移到极限位置， 出油孔和回油孔随动开启。使转子右旋转，进气门开
（一）构造—它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。
只能对进气凸轮轴进行调 整。排气凸轮轴被曲轴正 时齿带驱动，不能调整。 进气凸轮轴通过正时链条 被排气凸轮轴驱动。 凸轮轴调整是通过电控液 压活塞将油压作用于链条 张紧器来完成的。凸轮轴 调整机构的工作油路与气 缸盖上的油道相通。
启程度随之加大，最大可达40° 曲轴转角。
3、大负荷工况—转速相对降低，混合气流速变慢，应使进气门早 开程度减小，以防止发动机回火，用加大晚关程度来加大扭矩值。 为此，电磁阀不通电，不产生磁吸力，滑阀在其弹簧的作用下，被 推到右端极限位置。其出油道和回油道反向转换，转子反向左转， 进气门早开程度减小，滑阀应处于“迟后状态”，保证了发动机扭
丰田车系
智能可变气门正时系统(VVT—i系 统)
VVT—i（Variable Valve Timing intelligent）
智能可变气门正时系统，用来控制进气凸轮轴在 40°角范围内，自动保持最佳的气门正时，以适应 发动机工作状况的需要，实现了在所有速度范围内， 使配气相位智能化的变化（保持、提前、迟后）。从 而，提高了发动机的扭矩和燃油经济性及净化性。
vvt定义
VVTVVT（Variable Valve Timing）可变气门正时系统。
该系统通过配备的控制及执行系统，对发动机凸轮的相位进行调节，从而使得气门开启、关闭的时间随发动机转速的变化而变化，以提高充气效率，增加发动机功率。
基本简介发动机可变气门正时技术(VVT，Variable Valve Timing)原理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。
优点是省油，功升比大而缺点是中段转速扭矩不足。
韩系车的VVT是根据日本中的丰田的VVT-I和本田的VTEC技术模仿而来，但是相比丰田的VVT-I可变正时气门技术，VVT仅仅是可变气门技术，缺少正时技术，所以VVT发动机确实要比一般的发动机省油，但是赶不上日系车的丰田和本田车省油。
BMW在之前的一代发动机中早已采用该技术，目前如本田的VTEC、i-VTEC、；丰田的VVT-i；日产的CVVT；三菱的MIVEC；铃木的VVT；现代的VVT；起亚的CVVT；江淮的VVT；长城的VVT等也逐渐开始使用。
总的说来其实就是一种技术，名字不同。
VVT--iVVT中文意思是“可变气门正时”，由于采用电子控制单元（ECU）控制，因此丰田起了一个好听的中文名称叫“智慧型可变气门正时系统”。
该系统主要控制进气门凸轮轴，又多了一个小尾巴“i”，就是英文“Intake”（进气）的代号。
这些就是“VVT－i”的字面含义了。
VVT—i.系统是丰田公司的智能可变气门正时系统的英文缩写，最新款的丰田轿车的发动机已普遍安装了VVT—i系统。
丰田的VVT—i系统可连续调节气门正时，但不能调节气门升程。
它的工作原理是：当发动机由低速向高速转换时，电子计算机就自动地将机油压向进气凸轮轴驱动齿轮内的小涡轮，这样，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。
简述可变气门正时系统的控制原理
简述可变气门正时系统的控制原理
可变气门正时系统是一种用于发动机的技术，通过控制气门的开闭时间和幅度来改变进排气过程的时机和量，从而优化燃烧过程，提高发动机的效率和性能。
可变气门正时系统的控制原理可以分为两个方面：气门的开闭控制和气门的幅度控制。
在气门的开闭控制方面，可变气门正时系统通常采用了电子控制单元（ECU）和传感器来实现。
传感器可以感知到发动机的负荷、速度、温度等参数的变化，并将这些信息传给ECU。
ECU根据接收到的传感器信号，来控制气门的开闭时间，以适应不同工况下的发动机要求。
通过改变气门的开闭时间，可以调节进排气过程的时机，从而提高燃烧效率和动力输出。
在气门的幅度控制方面，可变气门正时系统通常采用了液压驱动和调节机构来实现。
液压系统通过调节液压油的压力和流量来控制气门的开度，从而改变气门的幅度。
通过调节气门的幅度，可以进一步优化气门的开闭时机和进排气过程的量，提高发动机的性能和燃烧效率。
总结起来，可变气门正时系统的控制原理主要包括了气门的开闭控制和气门的幅度控制。
通过电子控制单元和传感器，可以根据发动机的工况要求来调节气门的开闭时间。
同时，通过液压驱动和调节机构，可以进一步调节气门的幅度，从而实现优化燃烧过程，提高发动机的效率和性能。
vvt发动机工作原理
vvt发动机工作原理
VVT发动机是一种采用可变气门正时技术的内燃机，它的工
作原理是通过调整气门的开启和关闭时间，以最佳的正时点点燃燃料，从而提高燃烧效率和动力输出。
VVT发动机的主要原理是通过可变气门正时机构来调整进气
和排气气门的开启和关闭时间。
一般来说，发动机在低转速范围内需要更多的进气量来提供较大的扭矩输出，而在高转速范围内则需要更多的排气量来提供更大的马力。
因此，通过调整进气和排气气门的开启和关闭时间，可以在不同转速下实现最佳的气门正时。
VVT发动机的可变气门正时机构通常由可变气门正时齿轮、
油液控制器和油液传输系统组成。
在发动机运行时，油液控制器会根据一系列传感器信号，如转速、负载和油温等，来控制齿轮的偏移，从而改变气门的开启和关闭时间。
当发动机处于低速冷启动状态时，VVT发动机会延迟进气气
门关闭时间，以增加进气量。
而在高速运行状态下，发动机会提前关闭进气气门，并延迟排气气门关闭时间，以提高排气量和动力输出。
此外，VVT发动机还可以根据车辆的驾驶需求，实现进一步的调整，如提高动力输出或提高燃油经济性。
总的来说，VVT发动机通过调整气门正时来提高燃烧效率和
动力输出，进而提高发动机的性能和燃油经济性。
它是现代发动机技术的一大进步，为汽车提供了更加高效和可靠的动力系统。
四种形式的可变配气机构课件
PPT学习交流
3
一、概述
发动机配气相位角的大小因车而异，总的目的是：利用气流的惯性和压差， 使进气充分、排气彻底，提高动力性和经济性。
可变配气相位改变了配 气相位固定不变的状态， 在发动机运转工况范围 内提供最佳的配气正时， 提高了充气系数，较好 地解决了高转速与低转 速、大负荷与小负荷下 动力性与经济性的矛盾， 在一定程度上改善了废 气排放、怠速稳定性和 低速平稳性，降低了怠 速转速。
1．两个排气门由单独的凸轮和摇臂驱动；两个进气门由单独的不 同升程和相位的凸轮和摇臂驱动，主次摇臂之间装有中间摇臂，它 不与任何气门直接接触，三者依靠专门的柱塞联动，利用主油道油 压控制。如图：
PPT学习交流
10
２．中间凸轮升程最大，它是按发动机“双进双排”、高转速、大功 率的工作状态设计的。主凸轮的升程小于中间凸轮，它是按“单进双 排”、低转速工作状态设计的。次凸轮升程最小，最高处只是稍微高 于基圆，其作用是在低转速时微开，防止喷出的燃油不能进缸。
PPT学习交流
14
2. 高速运转时—当信号达到规定值时，ECM指令VTEC电磁阀开启液 压油道，油压推动3个柱塞移动，3个摇臂栓为一体。由于中间凸轮 的升程大于另外两个凸轮，且凸轮的相位角也大，主次进气门即大 幅度地同步开闭。此时，处于“双进双排”工作状态，功率明显加大。
PPT学习交流
15
3．汽车在静止状态空转时，VTEC机构不投入工作。动态投入工作 时，车速有明显提高。 4．VTEC机构技术状态的好坏，除电控部件外，对机油品质、润滑 系统相关部件和大小瓦的配合间隙要求严格（0.02~0.04mm），必 须使用本田机油，完成润滑和锁止控制。
摩托车可变配气正时机构自动控制装置的设计
（ 庆大 学 机械 工程 学 院 ， 庆 ４ ｏ４ ） 重 重 ０ ０ ４
摘
要 ：介绍 了一种基 于双 凸轮结构 的摩托 车发动机可变配气正时 （ Ｖ ） Ｖ Ｔ 机构 自动控制装置 。简述 了该
装置 的控制策略 、 工作 原理和硬件设计 ， 并给 出了具体 的程序设计 流程图。该装置具 有制造成 本低 、 机构 紧凑 、 制精 度高和可靠性 好的优点 ， 控 广泛适用于各 中小排量摩托车发动机 Ｖ Ｔ机构 。 Ｖ
ａｄｓ ａｌ ｉ ｌｃｍ ｎ ｍ ｔ ｃｃｅ ｎ ｎ Ｖ ｅｈ ｎ ｍ， ｈ ｄａｔ ｅｏ ｗ ｃｓ，ｏ ｐｃ ｓ ｃｕｅ ｃｎｒｌ ｎ ｍ ｌｄｓ ａｅ ｅｔ ｏ ｒ ｌｅ ｇ ｅＶ Ｔｍ ｃａｉ ａ ａ ａｖｎａ ｆｏ ｏｔｃｍ ａｔ ｔ ｔｒ，ｏ ｔ ｐ ｏｙ ｉ ｓ ｓ ｇ ｌ ｒ ｕ ｏ
ａ ｔ ｍ ａ ｉ ｏ ｔ ｏ ｅ ｉｅ ｕｏ ｔｃ ｃ ｎ ｒ ｌｄ ｖ ｃ
ＺＨＡＮＧ ．Ｗ Ｕ ｎ ｓ ｅ ｇ Ｌｉ Ｄｏ ｇ—ｈ ｎ
（ ａｕｔ ｆ ｃ ａ ｉ ｌ ｎ ｉｅｒ ｇ Ｃ ｏ ｇ ｎ ｎｖ ｒｉ ， ｈ ｎ ｑｎ ０ ０ ４ Ｃ ｉａ Ｆ ｃ ｌ ｏ ｈ ｎｃ ｇｎｅｉ ， ｈ ｎ ＱｉｇＵ ｉｅｓ ｙ Ｃ ｏ ｇ ｉｇ４ ０４ ， ｈｎ ） ｙ Ｍｅ ａＥ ｎ ｔ
０ 引 言
负荷工 况时驱动高速摇 臂控制 进气 门。 主凸轮和高速凸轮的切换 是以主凸轮和高速 凸轮产生 的 ２种转矩 曲线 的交叉点为基 本点 ， 交叉点 所对应 的转速 即为切换转速 。对应 于不同 的节 气 门开度 ， 双进气正 时参
数 Ｖ Ｔ系 统 的 切换 转 速 是不 同 的 。 Ｖ
维普资讯
２０ ０６年 第 ２ ５卷 第 ９期
简述可变气门正时系统的控制原理
简述可变气门正时系统的控制原理可变气门正时系统（Variable Valve Timing，简称VVT）是一种用于控制发动机气门开闭时间和持续时间的技术。
它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，从而实现提高燃烧效率、降低排放和提升动力性能的目的。
本文将从控制原理的角度对VVT进行简述。
VVT的控制原理主要涉及到几个关键的技术，包括电控可变气门正时系统（Electronically Controlled Variable Valve Timing，简称ECVVT）、液压可变气门正时系统（Hydraulic Variable Valve Timing，简称HCVVT）和可变气门升程系统（Variable Valve Lift，简称VVL）等。
我们来看一下ECVVT的控制原理。
ECVVT通过电控方式实现气门正时的调整。
它使用了一套由电子控制单元（ECU）、凸轮轴位置传感器、气门位置传感器和执行机构等组成的系统。
ECU通过凸轮轴位置传感器和气门位置传感器等传感器获取发动机工况和气门状态等信息，并根据预设的控制策略来控制执行机构调整气门的开闭时间。
在不同的工况下，ECU会根据发动机的负荷、转速和温度等参数来计算出最佳的气门正时，然后通过控制执行机构来实现气门的精确控制。
我们来了解一下HCVVT的控制原理。
HCVVT通过液压控制方式实现气门正时的调整。
它使用了一个由凸轮轴、凸轮轴相位调节器、油压控制阀和油液供给系统等组成的系统。
凸轮轴相位调节器通过改变凸轮轴的相位来实现气门正时的调整。
当需要调整气门正时时，油压控制阀会根据控制信号调整凸轮轴的相位，从而改变气门的开闭时间。
通过控制油压的大小和相位调节器的位置，可以实现气门正时的精确控制。
我们来介绍一下VVL的控制原理。
VVL通过调整气门升程来实现气门正时的调整。
它使用了一个由凸轮轴、分段凸轮轴和控制机构等组成的系统。
在不同的工况下，控制机构会根据发动机的负荷、转速和温度等参数来调整凸轮轴的位置，进而改变气门的升程。
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。
电控汽油机连续可变配气正时系统的标定与匹配
动 。定 子 与正时 链 轮连 成 一 体 ， 通过 正 时 链条 与 曲
轴连 接 ， 到定 比传动 。ＯＣ 阀是 一个组 合 型 电液 达 Ｖ 比例 控制 阀 ， 由电 磁 阀和 液 压 四通 阀构成 。发动 机 Ｅ Ｕ 通过 Ｐ Ｃ ＷＭ 占空 比控 制 电磁 阀使 阀 芯处 于 不 同位 置 ， 而 控 制 液 进
（ ．江 苏 大学 汽 车 与 交 通 工程 学 院 ，江 苏 镇 江 ２ ２ １ ； ．上 海 华 普 汽 车 有 限 公 司 ， 海 ２ １０ ） １ １０ ３ ２ 上 ０ ５ １
摘 要 ：介 绍 了 Ｊ ４ ５发 动 机 的 连 续 可 变 配 气 正 时 （ Ｌ Ｇ１ ＣＶＶＴ）系统 的机 构 组 成 、 作 及 控 制 原理 ， 该 控 制 系统 工 对
第 ３ （ 期 总第 １８期 ） ８
２１ ０ ０年 ６月
车
用
发
动
机
Ｎｏ ３ Ｓ ｒａ Ｎｏ １ ８ ． （ ｅｉ１ ． ８ ）
Ｖ ＥＨ Ｉ ＣＬＥ ＥＮＧ Ｉ Ｅ Ｎ
Ｊ ｎ ２ １ ｕ ． ００
电控 汽 油 机连 续 可 变 配气 正 时 系统 的标 定 与 匹配
郭 自强 ，罗 福 强 ， 张 彤 ，王 存 磊 ，周 光 伟
压 油 的 流 动 方 向 及 流 通 截 面 积 。根 据 流 动 方 向 确 定 相 位 调 节 的
方 向 ， 过 改 变 流 通 通
由于现 代 车用 发 动机 的转 速 高 ， 运转 参 数 变化
大 ， 了满足 可变配 气 机 构控 制 过 程 中实 时性 的要 为 求， 必须要 对其 进行 台架标 定试验 ， 以满 足发动 机不
验至关 重要 。
四种形式的可变配气机构
电磁铁在高温环境下容易退磁，导致 性能下降。因此，电磁式可变配气机 构在高温环境下的可靠性有待提高。
05
电机式可变配气机构详解
工作原理
电机驱动
电机式可变配气机构通过电机驱动气门开度的变化，实现进、排 气门正时和升程的连续可调。
传感器信号输入
根据发动机负荷、转速等传感器信号，控制单元计算出最佳气门正 时和升程，并通过电机执行器实现精确控制。
闭环控制
通过反馈信号对气门开度进行闭环控制，确保实际气门开度与目标 值一致，提高控制精度。
结构组成
控制单元
接收传感器信号，计算并输出控制指 令，驱动电机执行器工作。
电机执行器
将控制单元的指令转化为机械运动， 驱动气门开度变化。
传感器
监测发动机负荷、转速等参数，为控 制单元提供输入信号。
气门机构
包括气门、气门弹簧、气门座等部件 ，与电机执行器配合实现气门开度的 连续可调。
四种形式的可变配气机构
汇报人：XX
目 录
• 引言 • 四种形式的可变配气机构概述 • 液压式可变配气机构详解 • 电磁式可变配气机构详解 • 电机式可变配气机构详解 • 复合式可变配气机构详解 • 四种形式的可变配气机构比较与选择
01
引言
目的和背景
提高发动机性能
随着汽车技术的不断发展，对发动机性能的要求也越来越高。可变配气机构作 为一种能够优化发动机性能的技术，受到了广泛关注。
成本效益原则
在满足性能需求的前提下，尽量选择 成本较低的可变配气机构类型。例如 ，对成本要求较高的车型可考虑选择 机械式可变配气机构。
可靠性原则
选择经过验证且可靠性高的可变配气 机构类型，以确保发动机长期稳定运 行。
- 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)。
图为雷诺的可变配气正时控制机构。
在凸轮轴与正时齿轮之间有两个液压室。
一个为高压油区一个为低压油区。
因此，只要调节两个油区之间的压力差，就能改变配气正时角了。
而两个油区的油压是通过上图所标示的油压控制阀调节的。
油压调节阀实质上就是一个电磁阀，通过电脑传输过来的脉冲电流来控制阀门的通断。
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，根据图中红色箭头的方向很容易判断，此时配气正时被推迟，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，凸轮轴会如图中黄色箭头所示，提前一个角度，这样重叠角减小，适用于高转速。
下图能更直观的表现这一工作过程：
注：“图中蓝色部分是凸轮轴末端，白色部分是正时齿轮”。
对于可变配气正时控制，虽然各大车厂的名字叫法各不相同，但其功能作用和控制方法多为大同小异，所以了解了这些控制方式和性能特征，对于车型的选择也可以重新定位。
我国汽车工业起步较晚，所以技术比较落后。
由于这种技术结构复杂，成本相对比传统技术要高一些，所以国内车厂大多没有使用这些技术，他们的配器机构都是传统设计。
但也有少数厂家，引进了这些先进的发动机控制技术，比如现在广州本田雅格2.4，新奥德塞2.4，还有东风本田CR-V上使用的I-VTEC 发动机都使用了这些技术。
在家用经济型车中，广本飞度的1.5VTEC发动机是唯一使用了可变配气技术的车型。
可变配气技术详解（3）
除了配气会影响发动机吸气效率外，还有一个不容忽视的影响进气的因素就是进气管。
不论是纯空气还是空气和汽油的混合物，都可以看成是有一定质量的流体，而流体是在进气管中流过的，根据流体力学和震动学的原理来优化进气管的设计对于提高发动机的吸气效率是非常重要的。
具体方法有：把进气歧管内壁加工得非常光滑来减小气阻，也可以设计特殊的进气道形状让流体阻力得到优化，还可以减小空气滤清器的吸气阻力等等。
这些都是传统对进气管的优化方法，现在大部分车都是这样做的。
这里我们来介绍一种技术含量更高的进气道优化方法——可变进气管长度技术。
首先让我门来看看进气歧管的长度对汽车的进气有哪些影响吧。
大家都知道，4行程发动机是曲轴每旋转两圈为一个周期，而这个周期的1/4的时间是用来进气的，也就是说在一个周期内1/4的时间进气门打开，剩下的3/4的时间进气门是关闭的。
这就造成进气管内的空气存在一定的进气频率。
所以我们不妨把它假设成震动来进行分析。
根据震动学的原理，当震动物体的震动周期和频率与他的固有周期和固有频率频率相同时，震动能量最大，震动波叠加，这就是人们常说的共振。
对于震动的物体而言共振的能量是最大的。
那么如果把进气看成是震动，那么当发动机的吸气频率与进气管中空气的固有频率相同时，进气能量最大。
但发动机的吸气频率是随发动机转速的变化而变化的。
当发动机转速高时，吸气频率也高；当发动机转速降低时，吸气频率就随之降低了。
那怎么样才能让进气管内的空气的固有频率能与发动机的吸气频率保持一致呢？最可行的办法就
是改变进气管的长度。
当发动机处于低转速时使用长进气管，因为进气管越长，空气在管内的震动频率越低，只要长度与转速相匹配就能得到最大的进气能量；反过来说，当发动机处于高转速时，由于吸气频率高，所以就要换上较短的进气管来提高空气在进气管内的固有频率，得到最大的进气能量。
所以就需要设计一套可以让进气管长度变化的系统来达到这一目的，那么可变进气管长度技术就诞生了。
如下图就是可变进气管长度的控制机构：
当发动机在2000转左右时电脑控制进气管长度控制阀关闭，让空气先流经螺旋形状的长进气管后再进入汽缸，此时为长进气管状态。
当发动机转速上升到5000转时，进气管长度控制阀打开，让空气不经螺旋管道而直接进入到汽缸，此时为短进气管状态。
（如下图）
图为奔驰SLK发动机的进气管设计。
该设计就是用的控制阀来控制进气管的长度，目前
多数车厂喜欢采用这种机构控制。
但也有使用其他控制方式的（如下图）：
图为宝马新7系的发动机进气管设计，从图中可以看出，他不是采用控制阀来切换进气管的长度，而是在进气管中间设计了一个可以旋转的转子，当这个转子旋转一定角度后进气管的长度就发生了改变，同样达到了优化进气的目的。
有了这套系统，发动机就能在高低转速时都能保持良好的进气效率，进气效率提高了发动机的整个工作效率也就提高了。
随之而来的就是节能，环保以及动力输出线性，扭力分布均匀等优点了
前文已经介绍了可变气门行程，可变配气正时，可变进气管长度技术，这篇文章介绍配气和进气系统中最后一个需要可变参数的技术：可变进气歧管截面积技术。
别听这名字这么长这么绕口，其实道理很简单。
就同上文介绍的可变气门行程的道理一样，发动机在低转速时为了能够增强汽缸内的负压，而使用短行程的进气门设置。
可变进气歧管截面积技术也是为了发动机低转速时提高缸内负压而设计的可变机构。
根据流体力学的原理，在其他参数不变的情况下，管道的截面积越大流体压力越小；管道截面积越小流体压力越大。
这就象高压水枪的管口一样。
高压水枪的出水口直径要比高压水管的直径小很多倍，所以水流的压力也上升了很多倍，这样才能把水推到很远的距离。
根据这一原理，再分析发动机各个工况的工作特性，就需要我们设计一套机构能在发动机高转速时使用较大的进气歧管截面积提高进
气流量；在发动机低转速时使用较小的进气歧管截面积，提高汽缸的进气负压，也能在汽缸内充分形成涡流，让空气跟汽油更好的混合。
下图是不同进气歧管截面积下发动机进气情况的模拟：
图中所视的是发动机在低转速时，使用不同进气歧管截面积情况下的进气情况模拟。
图（1）表示的是进气歧管截面积较大时汽缸的吸气状况和气门关闭后缸内气体混合情况。
图（2）表示的是进气歧管截面积较小时汽缸的吸气状况和气门关闭后缸内气体的混合情况。
从图中很容易看出，图（2）的吸气效率更高，吸入缸内的混合气更多，而且缸内更容易形成涡流，气门关闭后空气与汽油的混合更加充分。
有了这些可靠的实验数据，在配气机构中设计一套可以随发动机转速变化的可变进气歧管截面积的机构就显得由为必要了。
现在大多数发动机都采用了多气门设计，主流发动机使用的每缸4气门设计（两进两排），也有极少数厂家使用每缸5气门设计（三进两排）。
我们就以主流的4气门为例。
由于有两个进气门，那就意味着有两跟进气歧管。
所以要改变进气歧管的截面积实现起来就比较容易了。
我们只需要在其中一个进气歧管中装入一个可随电脑控制开闭的气阀，就能控制该歧管的使用状况了。
当发动机处于高转速时，改气阀打开，这时两根进气歧管同时进气，获得大流量的混合气体；当发动机处于低转速时，该气阀关闭，理论上可以看成是使用一根进气歧管进气。
这样进气歧管的截面积就减小了一倍。
能获得更好的进气负压和混合气涡流，发动
机的工作效率在高转速和低转速时都得到了提高。
如下图就是进气歧管截面积的控制方法：
宗上所述，现代发动机与传统发动机相比。
主要技术区别就是在自动控制方面的大力提高。
随着电子行业的飞速发展，嵌入式技术有了很大的提高。
在可靠性，响应速度，数据处理方面，都能达到汽车各个工况的要求。
在自动控制技术的帮助下，传统发动机的很多不可变参数，如今已经可以在计算机的控制下随行车状况的改变而改变。
以往设计师们需要左右兼顾的设计矛盾，如今已经在计算机的帮助下实现各个工况的最佳配合。
上世纪的汽车技术，是建立在大排量，多缸，多气门上的。
可以遇见，未来的汽车发展方向应该是机构控制的自动化和操作的智能化。