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汽车可变气门正时


发动机可变进气系统
北京市汽车职业维修学校 综合办公室 秦杨鹏 qinyangpeng@sina.cn

主要内容
一、传统的发动机配气机构 本田发动机VTEC VTEC技术 二、本田发动机VTEC技术 丰田发动机VVT VVT三、丰田发动机VVT-i技术 丰田发动机双VVT VVT四、丰田发动机双VVT-i技术 丰田发动机VVTL VV

TL技术 五、丰田发动机VVTL技术 六、大众可变进气歧管技术 七、大众可变配气相位技术

一、发动机的配气机构
∵配气机构的组成及工作原理∵
凸轮轴 凸轮轴正时齿轮

气门 曲轴正时齿轮

曲轴

一、发动机的配气机构
∵传统配气机构性能分析∵ ∵

一、发动机的配气机构
∵传统配气机构性能分析∵ ∵
一汽—大众1.6L BFQ发动机 一汽 大众1.6L 2V 75kw BFQ发动机 大众
发动机外特性 曲线

一、发动机的配气机构
∵传统配气机构性能分析∵ ∵
结论: 1、无法兼顾发动机在低转 速和高转速的进气要求。 2、无法满足发动机在转速 大幅度变化时对动力性的 需求。 3、导致油耗增大,排放标 准降低。

二、本田发动机VTEC技术 本田发动机VTEC技术 本田发动机VTEC
90年代初,本田公司推出了一种既可改变配气定 时,又能改变气门运动规律的可变配气定时—— 升程的控制机构,称为VTEC机构。

本田雅阁F22B1发动机

二、本田发动机VTEC技术 本田发动机VTEC技术 本田发动机VTEC

二、本田发动机VTEC技术 本田发动机VTEC技术 本田发动机VTEC
VTEC技术仍有其不足! VTEC技术仍有其不足! 技术仍有其不足

二、本田发动机VTEC技术 本田发动机VTEC技术 本田发动机VTEC
∵本田 本田i-VTEC技术∵ ∵

三、丰田发动机VVT-i技术 丰田发动机VVT丰田发动机VVT
VVT( VVT(Variable Valve Timing ),即 可变气门正时” ),即“可变气门正时”。

可变气门正时系统。当今高性能发动机普遍配备该 可变气门正时系统。 系统。该系统通过配备的控制及执行系统, 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、 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, 的时间随发动机转速的变化而变化,以提高充气效 增加发动机功率。 率,增加发动机功率。

三、丰田发动机VVT-i技术 丰田发动机VVT丰田发动机VVT
VVTVVT-i intelligence), ),即 (Variable Valve Timing with intelligence),即“智 能可变气门正时” 能可变气门正时”。 该系统的最大特点是可根据 发动机的状态控制进气凸轮轴 如佳美2.4 花冠等), 2.4、 ),通过 (如佳美2.4、花冠等),通过 调整凸轮轴转角对配气时机进行 优化,以获得最佳的配气正时, 优化,以获得最佳的配气正时, 从而在所有速度范围内提高扭矩, 从而在所有速度范围内提高扭矩, 并能大大改善燃油经济性, 并能大大改善燃油经济性,有效 提高汽车的功率与性能, 提高汽车的功率与性能,减少油 耗和废气排放。 耗和废气排放。

三、丰田发动机VVT-i技术 丰田发动机VVT丰田发动机VVT
∵VVT-i系统组成∵ VVT- 系统组成∵

三、丰田发动机VVT-i技术 丰田发动机VVT丰田发动机VVT
∵VVT-i控制器∵ VVT- 控制器∵ VVTVVT-i控制过程
螺旋槽式VVT- 螺旋槽式VVT-i控制器包括 VVT 正时皮带驱动的外齿轮、与 正时皮带驱动的外齿轮、 外齿轮 进气凸轮轴刚性连接的内齿 进气凸轮轴刚性连接的内齿 轮,以及一个位于内齿轮与 外齿轮之间的可移动活塞 可移动活塞, 外齿轮之间的可移动活塞, 活塞表面有螺旋形花键, 活塞表面有螺旋形花键,活 塞沿轴向移动,会改变内、 塞沿轴向移动,会改变内、 外齿轮的相位, 外齿轮的相位,从而产生气 门配气相位的连续改变。 门配气相位的连续改变。

四、丰田发动机双VVT-i技术 丰田发动机双VVT丰田发动机双VVT
∵双VVT-i(Dual VVT-i) 发动机基本构成∵ VVTVVT∵

四、丰田发动机双VVT-i技术 丰田发动机双VVT丰田发动机双VVT
∵双VVT-i控制器内部结构∵ VVT- 控制器内部结构∵

五、丰田发动机VVTL技术 丰田发动机VVTL技术 丰田发动机VVTL
∵VVTL结构组成∵ VVTL结构组成∵ 结构组成
L-lift 气门升程

五、丰田发动机VVTL技术 丰田发动机VVTL技术 丰田发动机VVTL
∵VVTL工作过程∵ VVTL工作过程∵ 工作过程
低速时:低速凸轮带动 两个摇臂开闭气门,高 速凸轮空转。 高速时:高速凸轮带动 两个摇臂开闭气门,低 速凸轮空转。

五、丰田发动机VVTL技术 丰田发动机VVTL技术 丰田发动机VVTL
∵VVTL-i发动机特性图线∵ VVTL- 发动机特性图线∵

丰田Celica1.8L

五、可变进气歧管技术 可变进气歧管技术
∵发动机进气特性∵ 发动机进气特性∵

由于空气流速慢,单 位时间内进入到汽缸 的气体量少,若要满 足发动机低速大扭矩 输出的需要,须减小 进气管道直径。 低速时

虽然空气流速增加,但气 门打开时间变得极为短暂, 若要满足发动机高速大功 率输出的需要,须增大进 气管道直径。

高速时

五、可变进气歧管技术 可变进气歧管技术
进气管(行程 横截面积可变 横截面积可变) 进气管(行程/横截面积可变)
ECU根据发动机转速信号,通过改变翻板位置来改变进气行程 ECU根据发动机转速信号, 根据发动机转速信号 转速低于4000rpm以-长行程 转速低于4000rpm以 4000rpm 转速高于4000rpm -短行程 转速高于4000rpm

五、可变进气歧管技术 可变进气歧管技术
固定式和可变式进气 歧管发动机扭矩 扭矩对比 歧管发动机扭矩对比
扭矩 带进气歧管转换的发动机扭矩曲线

固定式进气歧管的扭矩曲线

五、可变进气歧管技术 可变进气歧管技术
固定式和可变式进气 歧管发动机功率 功率对比 歧管发动机功率对比
功率 带进气歧管转 换的功率曲线

固定式进气歧管的功率曲线

五、可变进气歧管技术 可变进气歧管技术
可变式进气歧管

六、大众可变配气相位技术 大众可变配气相位技术 大众

六、大众可变配气相位技术 大众可变配气相位技术
∵凸轮轴调整 ∵
进气门开、关时刻: 进气门开、关时刻:
发动机转速低时,进气管内混合气 随活塞运动,空气流速慢。 进气门应提前关闭,以避免混合气 回流进气管。 发动机低速时,进气门应提前关闭, 进气凸轮轴相位应提前调整。

六、可变配气相位技术 可变配气相位技术
∵凸轮轴调整 ∵
进气门开、关时刻: 进气门开、关时刻:
发动机转速高时,进气管内气流快, 活塞在向上运动过程中,混合气应 可继续涌入气缸,为增加混合气量, 进气门延迟关闭。

六、可变配气相位技术 可变配气相位技术
∵机构组成 ∵
排气凸轮轴 进气凸轮轴 凸轮轴调节阀N205 凸轮轴调节阀N205 液压缸 进气凸轮轴 排气凸轮轴

凸轮轴调整器 (与链条张紧器一体) 与链条张紧器一体)

六、可变配气相位技术 可变配气相位技术
∵工作原理 ∵
排气凸轮轴 进气凸轮轴

功率调整
调整功率时,链条下部短,上部长, 进气门延迟关闭。 进气管内气流速高,气缸充气量足。 因此高转速时,功率大。

凸轮轴调整器

六、可变配气相位技术 可变配气相位技术
∵工作原理 ∵
排气凸轮轴 进气凸轮轴

扭矩调整
凸轮轴调整器向下拉长,于是链条 上部变短,下部变长。 因为排气凸轮轴被齿形带固定了, 此时排气凸轮轴不能被转动,进气 凸轮轴被转一个角度,进气门提前 关闭。 在这个位置时,在中、低转速,可 获得大扭矩输出。

凸轮轴调整器

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