BMW可变配气系统
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BMW可变配气系统
指导老师：夏怀成 汇报人：郭圣川 组员：刘永硕、赵子奇、乔亚宾、赵德 权、佗泽前、王呈君
2014年11月
课程回顾
• 配气机构的功用：按照发动机每一 缸进气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，而非其及时 从气缸排出。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。
传统配气机构的缺点
• 传统配气机构的缺点：对于没有可变气门正时技术的普通 发动机而言，进、排气们开闭的时间都是固定的，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和 工况时的需要。前面说过发动机进、排气的过程犹如人体 的呼吸，不过固定不变的“呼吸”节奏却阻碍了发动机效 率的提升。
可变配气系统的优点
谢谢观看！
请大家提问
Valvetronic的优越性
• 灵活性、准确性、和运转平顺性：电子系统可以针对不同 工况对气门升程进行精确迅速的调节，与传统机械式气门
升程控制机系统相比采用Valvetronic技术的发动机动态响
应更加迅速、调节范围更加灵活多变使发动机工作更加线
性，能够适应发动机的各种复杂工况，并且可以通过改变
Valvetronic可变气门升程系统
• Valvetronic电子气门是具有可变进气门升程控制功能的气 门驱动系统，发动机的进气完全由无级可变进气门升程控 制，不再需要以往对于内燃式汽油发动机来讲必不可少的 节气门。在发动机转速达到最低时，进气门将随后开启以 改善怠速质量及平稳度。发动机处于中等转速时，进气门 提前开启以增大扭矩并允许 废气在燃烧室中进行再循环 从而减少耗油量和废气的排放。最后，当发动机转速很高 时，进气门开启将再次延迟，从而发挥出最大功率。
Double-VANOS原理
Double-VANOS原理
进排气可变正时系统的进气vanos的调节范围可达70°的曲轴 转角，排气vanos的调节范围可达55°的曲轴转角。
Double-VANOS的优势
• 与其他一些机械控制式的可变气门正时系统相比，其采用 电子控制机构可以根据发动机的不同工况迅速精确地作出 配气定时的调整，提高发动机的瞬态动力响应提高燃油经 济性。
Valvetronic可变气门升程系统结构
Valvetronic与传统配气机构对比
Valvetronic工作原理
• 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0.25mm到9.9mm之间的无级变化。
• 可变配气机构优点：根据发动机的不同转速工况，对发动 机的进排气门实现开闭和不同行程的气门升程，使发动机 在任何工况下都能够有最优的配气过程、使发动机在任何 工况下满足动力和燃油经济性的要求。 • 可变气门正时和升程技术就是为了让发动机在各种负荷和 转速下自由调整“呼吸”，从而提升动力表现，提高燃烧 效率。
BMW可变配气系统
Double-VANOS
Valvetronic
Double-VANOS 双凸轮轴可变气门正时系统
• Double-VANOS的名字源于德语术语“variable Nockenwellensteuerung”，意为可变凸轮轴控制。Double-VANOS 双凸轮轴可变气门正时系统可持续调节进气门和排气阀的凸轮轴位置， 由此带来低发动机转速时扭矩明显增大，高发动机转速时功率更高， 同时降低油耗和排放。 • Double-VANOS双凸轮轴可变气门正时系统根据油门踏板和发动机转 速控制扭矩曲线，进气和排气气门正时则根据凸轮轴上可控制的角度 按照发动机的运行条件进行无级的精准调节。 • 在低发动机转速时，改变凸轮轴的位置，使进气门延时打开，改进功 率输出的平稳性。在发动机转速增加时，气门提前打开延迟关闭：增 强动力，降低油耗并减少排放。整个过程由车辆的汽油发动机电子控 制系统（DME）控制
传统动力车型以及高性能 M系列高性能动力车型
发展
• 经过近十年的不断改进至今valvetronic已经发展至第三代， 连续十年获得世界十佳发动机大奖。近年来并配合涡轮增 压和缸内直喷wk.baidu.com术衍生出了一系列带有DoubleVANOS/Valvetronic技术的更加高效更加清洁的发动机以 满足各类车辆的需求。
Valvetronic工作原理
Valvetronic的优越性
• 提高进气效率和燃油经济性：传统进气系统中喷油量主要 有节气门开度决定，也就是说当节气阀打得愈开时，流入 燃烧室的空气也就愈多。在较轻的节气门时，节气阀部分 甚至接近关闭。在活塞仍在运转时，部分的空气进入进气 歧管，这时在燃烧室与节气门之间的进气歧管存在部分的 真空，吸力与泵浦抵抗的活塞，浪费能量，工程师将这个 现象称为“泵浦流失”（Pumping loss），当怠速运转， 节气门只开启一部分，因此有更多的能量损失（此部分能 量高达7%，可以使发动机燃油经济性提高10%）。由于 没有了节气门的阻碍，新鲜空气进入也更为顺畅，使燃烧 更加充分，废气排放更少。这种进气门升程功能可以控制 吸入发动机的空气量，将功率损失保持在极低的水平。 Valvetronic技术的引用大大提高了进气效率和燃油经济性。
不同的电子程序实现不同发动机工作模式的管理。
Valvetronic的缺点
• 成本高：为了保证其安全性必须加装节气门以保证电子系 统失效后能保证发动机的安全性。在重视成本的经济型车
上难以普及目前只能用在高性能和对舒适性要求较高的豪
华车和高性能车上。
搭配Double-VANOS/Valvetronic的车型
指导老师：夏怀成 汇报人：郭圣川 组员：刘永硕、赵子奇、乔亚宾、赵德 权、佗泽前、王呈君
2014年11月
课程回顾
• 配气机构的功用：按照发动机每一 缸进气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，而非其及时 从气缸排出。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。
传统配气机构的缺点
• 传统配气机构的缺点：对于没有可变气门正时技术的普通 发动机而言，进、排气们开闭的时间都是固定的，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和 工况时的需要。前面说过发动机进、排气的过程犹如人体 的呼吸，不过固定不变的“呼吸”节奏却阻碍了发动机效 率的提升。
可变配气系统的优点
谢谢观看！
请大家提问
Valvetronic的优越性
• 灵活性、准确性、和运转平顺性：电子系统可以针对不同 工况对气门升程进行精确迅速的调节，与传统机械式气门
升程控制机系统相比采用Valvetronic技术的发动机动态响
应更加迅速、调节范围更加灵活多变使发动机工作更加线
性，能够适应发动机的各种复杂工况，并且可以通过改变
Valvetronic可变气门升程系统
• Valvetronic电子气门是具有可变进气门升程控制功能的气 门驱动系统，发动机的进气完全由无级可变进气门升程控 制，不再需要以往对于内燃式汽油发动机来讲必不可少的 节气门。在发动机转速达到最低时，进气门将随后开启以 改善怠速质量及平稳度。发动机处于中等转速时，进气门 提前开启以增大扭矩并允许 废气在燃烧室中进行再循环 从而减少耗油量和废气的排放。最后，当发动机转速很高 时，进气门开启将再次延迟，从而发挥出最大功率。
Double-VANOS原理
Double-VANOS原理
进排气可变正时系统的进气vanos的调节范围可达70°的曲轴 转角，排气vanos的调节范围可达55°的曲轴转角。
Double-VANOS的优势
• 与其他一些机械控制式的可变气门正时系统相比，其采用 电子控制机构可以根据发动机的不同工况迅速精确地作出 配气定时的调整，提高发动机的瞬态动力响应提高燃油经 济性。
Valvetronic可变气门升程系统结构
Valvetronic与传统配气机构对比
Valvetronic工作原理
• 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0.25mm到9.9mm之间的无级变化。
• 可变配气机构优点：根据发动机的不同转速工况，对发动 机的进排气门实现开闭和不同行程的气门升程，使发动机 在任何工况下都能够有最优的配气过程、使发动机在任何 工况下满足动力和燃油经济性的要求。 • 可变气门正时和升程技术就是为了让发动机在各种负荷和 转速下自由调整“呼吸”，从而提升动力表现，提高燃烧 效率。
BMW可变配气系统
Double-VANOS
Valvetronic
Double-VANOS 双凸轮轴可变气门正时系统
• Double-VANOS的名字源于德语术语“variable Nockenwellensteuerung”，意为可变凸轮轴控制。Double-VANOS 双凸轮轴可变气门正时系统可持续调节进气门和排气阀的凸轮轴位置， 由此带来低发动机转速时扭矩明显增大，高发动机转速时功率更高， 同时降低油耗和排放。 • Double-VANOS双凸轮轴可变气门正时系统根据油门踏板和发动机转 速控制扭矩曲线，进气和排气气门正时则根据凸轮轴上可控制的角度 按照发动机的运行条件进行无级的精准调节。 • 在低发动机转速时，改变凸轮轴的位置，使进气门延时打开，改进功 率输出的平稳性。在发动机转速增加时，气门提前打开延迟关闭：增 强动力，降低油耗并减少排放。整个过程由车辆的汽油发动机电子控 制系统（DME）控制
传统动力车型以及高性能 M系列高性能动力车型
发展
• 经过近十年的不断改进至今valvetronic已经发展至第三代， 连续十年获得世界十佳发动机大奖。近年来并配合涡轮增 压和缸内直喷wk.baidu.com术衍生出了一系列带有DoubleVANOS/Valvetronic技术的更加高效更加清洁的发动机以 满足各类车辆的需求。
Valvetronic工作原理
Valvetronic的优越性
• 提高进气效率和燃油经济性：传统进气系统中喷油量主要 有节气门开度决定，也就是说当节气阀打得愈开时，流入 燃烧室的空气也就愈多。在较轻的节气门时，节气阀部分 甚至接近关闭。在活塞仍在运转时，部分的空气进入进气 歧管，这时在燃烧室与节气门之间的进气歧管存在部分的 真空，吸力与泵浦抵抗的活塞，浪费能量，工程师将这个 现象称为“泵浦流失”（Pumping loss），当怠速运转， 节气门只开启一部分，因此有更多的能量损失（此部分能 量高达7%，可以使发动机燃油经济性提高10%）。由于 没有了节气门的阻碍，新鲜空气进入也更为顺畅，使燃烧 更加充分，废气排放更少。这种进气门升程功能可以控制 吸入发动机的空气量，将功率损失保持在极低的水平。 Valvetronic技术的引用大大提高了进气效率和燃油经济性。
不同的电子程序实现不同发动机工作模式的管理。
Valvetronic的缺点
• 成本高：为了保证其安全性必须加装节气门以保证电子系 统失效后能保证发动机的安全性。在重视成本的经济型车
上难以普及目前只能用在高性能和对舒适性要求较高的豪
华车和高性能车上。
搭配Double-VANOS/Valvetronic的车型