可变气门正时系统(VECT)课件

先别给这幅示意图吓倒，它其实不难明白。

整个圆形代表了活塞的一次上落循环，垂直线的上下两端分别气门重叠范围代表上止点和下止点，Io至IC的弧线显示进气气门开启的时段，EO和EC之间的弧线则显示排气气门的开启时段。

这两条弧线上下两方的重叠区域，便是发生Valve Overlapping的时段。

利用圆形可分割成360度的特点，一般引擎的Io会设定在上止点前5至20度的范围内，IC是下止点後的30至50度，EO是下止点前50度左右，EC是上止点後的5至20度。

重叠的程度会视乎引擎的种类而有异，例如自然吸气引擎，进排气活办的重叠范围多数在20至30度之间，赛车引擎则可能达到80~120度。

自从本田VTEC问世这种能按照发动机转速和负荷而改变气门开闭时间的应用技术，在过去十年衍生了为数不少的应用版本，随便一数已有丰田的VVT-i，三菱MIVEC,路华VVC，宝马V ANOS、保时捷VarioCam。

这些系统有被统称为“气门正时控制系统”或“可变气门控制系统”，由于它们调变气门的机械原理不一而足，对机械不感兴趣的车迷便尤其觉得它们扑朔迷离，但大家只需掌握共通原理，内里玄机自当一目了然。

要点只有两个所谓气门控制技术，当然是能够改变气门运动状态的技术，而改变气门的运动，只可能涉及两种套路：一、改变进排气气门同时开启（即重叠）的时间（Valve Overtapping）。

也就是进排气门同时打开的时间有多长；二、改变气门的开启深度(Valve Lift)，大家也可以将它看成气门开启时段内，气门头部深入气缸的深度。

现有的气门控制系统不论使用何种机械结构，都离不开上述两种气门运动（其中之一或双管齐下），若你只想知其然，大可以在此打住，欲知其所有然的便请继续看下去。

气门重叠的必要性传统的内燃机必然有进排气门，这两种气门在开闭时间上的配合，一般统称为气门正时（Valve Timing）。

为了方便说明，整套运动可细分为四种状态，分别是进气门开启（简称IO：Intake Valve Openned）、进气门关闭（简称IC：Intake Valve Closed）；排气门开启（简称EO：Exhaust Valve Openned）、进气门关闭（简称EC：Exhaust Valve Closed）。

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。

图解可变气门正时机构（VVT1. 可变气门正时机构的结构可变气门正时机构的基本结构如下图所示，主要由可变气门凸轮正时调节器、油压控制阀（OCV）、曲轴位置传感器（CKP）、凸轮轴位置传感器（CMP）及发动机管理系统（PCM）等组成。

CKP 将发动机转速信号传给 PCM，CKP将气缸识别信号传给 PCM。

PCM 经分析、计算，发出指令，输出电流（占空比）控制 OCV，改变 OCV 的高压油通道。

OCV 控制可变气门正时执行器调节进气凸轮轴相位，以使气门正时达到最佳。

VVT-i凸轮正时调节器的结构如下图所示，其由固定在进气凸轮轴上的叶片、与从动正时链轮一体的壳体以及锁销组成。

叶片与壳组成的空腔，分为气门正时提前室和气门正时滞后室，由凸轮轴正时机油控制阀将压力油传送给提前室或滞后室，促使调节器叶片带动凸轴旋转，达到调整进气门正时，获得最佳的配气相位的目的。

凸轮轴正时机油压控制阀的结构如下图所示，其主要由滑阀、线圈、柱塞及回位弹簧等组成。

工作时，发动机管理系统（PCM）接收各传感器传来的信号，经分析、计算后传给凸轮轴正时压力油控制阀控制指令，接通凸轮轴正时压力油控制阀电源，控制滑阀移动，将压力油输送给凸轮轴正时调节器，提前、滞后或保持位置。

当发动机停机时，凸轮轴正时机油控制阀多处在滞后状态，以确保启动性能。

2. 可变气门正时机构的工作原理发动机启动时当可变气门正时执行器的止动销与转子啮合时（转子由于弹簧力处于最大配气延迟位置），凸轮轴链轮与凸轮轴作为一个整体旋转。

当油泵压力升高并且止动销脱离时，便可对凸轮轴链轮与凸轮轴的相应角度进行调节。

气门正时提前当油压控制阀（OCV）的滑阀按照PCM 信号移动到左侧时，油泵液压注入到气门正时提前通道，并最终到达可变气门正时执行器的气门正时提前室。

然后，转子与凸轮轴一起向气门正时提前方向旋转，与曲轴驱动的壳旋转方向相同，此时气门正时被提前，如下图所示。

可变气门正时机构的正时提前气门正时延迟当油压控制阀（OCV）的滑阀按照PCM 信号移动到右侧时，油泵液压注入到气门正时延迟通道，并最终到达可变气门正时执行器的气门正时延迟室。