可变配气定时机构讨论课-图文

可变配气定时机构讨论课-图文

近年来在对发动机的高效率化、降低油耗、提高性能和降低尾气排放

的要求越来越高的情况下，作为手段之一的可变配气机构正逐步商业化。

根据内燃机理论上对配气机构的要求，目前成为主流的可变配气机构

按功能上可分为两大类：①可变气门正时(VariableValveTiming,VVT),即

气门开启与关闭时刻可变。其原理是低速时,提前关闭进气门减少进气回流;高速时,推迟关闭进气门,充分利用气流的惯性过后充气,提高充气效率.最早是1983年由阿尔法罗密欧公司开始批量生产，现在已逐渐成为主流。

②可变气门升程(VariableValveLift,VVL),即改变气门开启的最大升程。

其原理是在小负荷时,利用较小的气门升程,控制进入缸内的混合气的量,

同样可以实现无节气门的负荷控制方式.而且,由于气门升程较小,流过气

门的气流速度较快,改善了燃油与空气的混合,进而可以改善燃烧过程。这

种机构1992年首次在本田的VTEC发动机上实现。另外，在这两大类的基

础上，将①和②同时应用于汽油机在一些高档车上应用逐渐多起来。

我们简略介绍六种不同汽车公司开发出来的系统：VTC、VVT-i、VTEC、VVTL-i、

Valvetronic、i-VTEC一．VTC

1．日产汽车公司称为气门正时控制(VTC)，为可变气门正时系统，仅

改变进气门的气门正时。

２．组成如图3．3所示，由进气凸轮轴前端之控制器总成、气门正

时控制阀、ECM及各传感器所构成。

3．ECM由各传感器信号使气门正时控制电磁阀OFF或ON。

当气门正时控制电磁阀OFF时，电磁阀打开，油压从电磁阀泄放，进

气门正常时间开闭，由于无气门重叠角度，故怠速平稳；且由于进气门较

晚关，故高转速时充填效率高。

当气门正时控制电磁阀ON时，电磁阀关闭，油压进入控制器，使进

气凸轮轴位置改变，进气门提前20‘打开，

如图3．5所示，在较低转速时，即可得到较高转矩，如图3．6所示。

二．VVT-i

1．丰田汽车公司称为智能型可变气门正时(VVT-i)，为连续可变气门

正时系统，首先应用在丰田汽车的高级房车LE某US上，目前国产COROLLA、ALTIS及CAMRY也已开始采用。不同的排气量与发动机时，进

气门的开启度数有不同变化，

例如COROLLAALTIS在2’-42‘BTDC时进气门开启，50‘一

10‘ABDC时进气门关闭。

2．VVT-i的设计理念与VANOS相同，都是移动凸轮轴的位置，以改

变气门正时与气门重叠角度，只是移动凸轮轴的机构有点不同。

3．VVT-i的气门正时连续可变，只针对进气门而设计，排气门的气

门正时是固定的。气门正时虽然连续可变，但举升是固定的。

4．VVT-i的控制如图3．8所示，ECM接收各传感器信号，经由修正

及气门正时实际值的回馈，确立气门正时目标值，以工作时间比的方式控

制凸轮轴正时油压控制阀

,改变油压之方向或油压之进出，达到使进气门正时提前、延后或固

定之目的

5．VVT-i的工作原理

发动机电脑接受到下列信号,发动机ECU计算一个最佳的气门正式关

闭时间。

三．VTEC

1．本田汽车公司称为电子控制可变气门正时与举升系统(VTEC)，当

改变气门之举升时，气门正时与气门重叠角度随之改变。

2．1980年代中期，本田汽车公司在可变气门正时系统最早开发成功，并应用在量产丰上，以现代每缸四气门发动机为例，驱动进气门的凸轮轴

上有两种不同高度的凸轮，利

用气门摇臂内活塞位置的切换，以决定低或高凸轮顶开进气门；甚至

每缸凸轮轴上有三种不同高度的进气凸轮，也是利用气门摇臂内活塞位置

之切换，使两支进气门一微开一中开、两支均中开或两支均大开，以达到

低速时省油、转矩高，中速时转矩与功率输出兼具，高速时功率大的特点。

四．VVTL-i

1.TOYOTA最新的VVTL-i，为连续可变气门正时与二段举升系统，与VVT-i功能相同外，气门并可做二段式举升变化，与VTEC相似。

2.VVT-i的二段举升变化，是在凸轮轴与气门间加入摇臂，利用油压，使摇臂销移动，以决定是顶到低、中速凸轮或高速凸轮。当无油压时，摇

臂销不动，低、中速凸轮顶到摇臂，气门开度较小；当有油压时，摇臂销

向右移动，高凸轮顶到摇臂，气门开度较大。

五．Valvetronic

1.BMW最新的Valvetroni，为连续可变气门正时与举升系统，除了气门正时为连续可变外,举升可以连续微调变化,

2.举升连续变化,是使摇臂驱动时，非固定圆心转动，而是微偏中心点，虽然量不大，但再经过摇臂的杠杆作用，气门举升即为连续可变，六．i-VTEC

1.HONDA最新的i-VTEC，为连续可变气门正时与阶段式举升系统，系VTEC+VTC+intelligent的结合，与VTEC功能相同外，利用VTC，使气门正时为连续可变。

2.VTC装置，功能与VVT-i的控制器相同，装在凸轮轴前端的VTC执行器，以油压控制，使凸轮轴左右转动，以提前或延迟气门的开启时间，使气门正时可连续变化。