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一、丰田可变气门正时系统丰田可变进气门正时（VVT-i）系统利用油压来调整进气凸轮轴转角气门正时进行优化，从而提高功率输出、改善燃料消耗率和减少废气排放。
1．系统组成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。
VVT-i系统的组成如图所示。
VVT-i系统的主要部件为VVT-i控制器和凸轮轴正时机油控制阀。
图 VVT-i系统的组成（1）VVT-i控制器VVT-i控制器由一个由正时链条驱动的齿轮和固定在进气凸轮轴上叶片组成，如图所示。
来自进气凸轮轴提前或者延迟侧的通道转送的油压使VVT-i控制器的叶片沿圆周方向旋转，从而连续不断地改变进气气门正时。
当发动机停止时，进气凸轮轴被移动到最大延迟状态以维持起动性能。
在发动机起动后，油压并未立即传到VVT-i控制器时，锁销锁定VVT-i控制器的动作，以防机械部分撞击产生噪声。
图 VVT-i 控制器（2）凸轮轴正时机油控制阀（OCV ）图 凸轮轴正时机油控制阀凸轮轴正时机油控制阀如图所示，根据发动机ECU 的占空比控制，改变滑阀位置，控制流到VVT-i 控制器提前侧或延迟侧的油压。
发动机停止时，进气气门正时是在最大延迟角度上。
2．工作原理凸轮轴正时机油控制阀是根据发动机ECU 输出的电流量，来选择流向VVT-i 控制器的通道。
VVT-i 控制器应用油压使进气凸轮轴旋转到提前、延迟或保持气门正时所在位置。
发动机ECU 根据发动机转速、进气量、节气门位置和冷却液温度来计算出各种运行条件下的最佳气门正时，以便控制凸轮轴正时机油控制阀。
此外，发动机ECU 使用凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器传出的信号来计算实际气门正时，并进行反馈控制以达到目标气门正时。
系统工作原理如图所示。
图 VVT-i系统工作原理图3．工作过程（1）进气正时提前发动机ECU控制凸轮轴正时机油控制阀的位置，使油压作用于气门正时提前侧的叶片室，进气凸轮轴向气门正时的提前方向旋转，如图所示。
基于丰田卡罗拉车型的VVT-i系统构造及故障检修摘要：丰田卡罗拉汽车市场保有量较大，其搭载了丰田1ZR-FE 双VVT-i 发动机，此技术能够根据不同路况适时改变发动机气门的开闭时刻,提高汽车发动机动力性、经济性但却能降低污染物的排放。
本文重点介绍丰田卡罗拉VVT-i 系统的结构、工作原理及故障检修，为汽车教育工作者及维修人员提供技术支持。
关键词：VVT-i系统构造故障检修科技的不断进步，发动机的构造已非常成熟，若发动机在原有基础上的改进与研发则牵动着发动机的发展。
配气机构作为发动机两大机构五大系统中的一部分，它的地位显得非常重要。
VVT-i系统是丰田公司典型的可变气门正时。
ECU 可根据发动机传感器的不同的信号发出控制指令，通过调节油路中的油压来改变正时，改变扭矩，从而及提高发动机动力及燃油经济性，进一步降低污染物的排放。
1.VVT- i的结构VVT—i系统和发动机其他电控系统类似，主要有传感器、ECU、执行器三部分所组成。
其中传感器为发动机上常见的基础传感器，执行器主要由控制器和凸轮轴正时机油控制阀。
1.1 VVT-i 控制器VVT-i 控制器是该系统的核心，主要由控制器外壳、叶轮、锁销等组成。
叶片与凸轮轴是固定的，而外壳与叶片是可以相对活动的。
控制器内的4 个叶片，将壳体分成提前室和滞后室。
控制阀能控制提前室和延迟室的机油压力，推动叶片相对壳体转动，从而改变配气相位。
发动机停止时，机油没有压力，进气侧凸轮轴被锁销固定在最延迟端。
发动机起动后，机油产生压力，克服弹簧的作用推动锁销复位使叶片转动。
1.2 凸轮轴正时机油控制阀凸轮轴机油控制阀是用来控制油压的，发动机缸盖上各装有进气侧和排气侧凸轮轴正时机油控制阀，主要有柱塞、线圈等组成。
其根据发动机ECU 的占空比来控制滑阀，从而来改变油道压力。
通过油压来控制VVT-i 控制器的提前侧或延迟侧。
2. VVT-i 系统工作原理当该系统工作时，ECU根据发动机上的基础传感器，例如空气流量计、节气门位置传感器及曲轴位置传感器等传来的信号进行收集及分析，然后发出对叶轮正时的控制指令，最后执行器电磁阀根据ECU的控制信号来推动滑阀动作。
一汽花冠VVT-i智能可变气门正时系统的结构原理与故障排除(图)一汽花冠装备的3ZZ-FE和1NZ-FE发动机采用了VVT-i （Variable Valve Timing -intelligent）智能可变气门正时系统。
VVT-i智能可变气门正时系统是一种控制进气凸轮轴气门正时的机构，在进气凸轮轴与传动链轮之间装有油压离合装置，让进气门凸轮轴与链轮之间转动的相位差可以改变，通过调整凸轮轴转角对气门正时进行优化，从而提高发动机在所有转速范围内的动力性、燃油经济性，降低尾气的排放。
这里以3ZZ-FE发动机为例，介绍VVT-i智能可变气门正时系统的结构原理与故障排除方法。
一、结构组成智能可变气门正时系统结构组成如图1所示。
1. VVT-i控制器（OCV）VVT-i控制器结构如图2所示，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。
控制器有气门正时提前室和气门正时滞后室这两个液压室，通过凸轮轴正时机油控制阀的控制，它可在进气凸轮轴上的提前或滞后油路中传送机油压力，使控制器叶片沿圆周方向旋转，调整连续改变进气门正时，以获得最佳的配气相位。
2. 凸轮轴正时机油控制阀凸轮轴正时机油控制阀由用来转换机油通道的滑阀、用来控制移动滑阀的线圈、柱塞及回位弹簧组成，其结构如图3所示。
工作时，发动机ECU接收各传感器传来的信号，经分析、计算后发出控制指令给凸轮轴正时机油控制阀，凸轮轴正时机油控制阀以此控制滑阀的位置，从而控制机油液压，使VVT-i控制器处于提前、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。
二、工作原理发动机ECU根据发动机转速、进气量、节气门位置和水温计算出一个最优气门正时，向凸轮轴正时机油控制阀发出控制指令。
凸轮轴正时机油控制阀根据发动机ECU的控制指令选择至VVT-i控制器的不同油路，使之处于提前、滞后或保持这三个不同的工作状态。
此外，发动机ECU根据来自凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器的信号检测实际的气门正时，从而尽可能地进行反馈控制，以获得预定的气门正时。
发动机“呼吸”术：VVT技术细分详解为了兼顾日益严格的排放法规和车主们油耗低动力足的要求，越来越多的新技术被各大汽车厂商加快步伐开发应用在发动机上。
VVT-i，VTEC，DVVT，这些新鲜的名词诚然能带来销售和竞争各种优势，同时一个个的缩略语也让广大的车友车主车迷们有点眩晕，现在我们便对这些汽车“芯”宠来一个汇总讲解。
机构及工作原理：为了更好了解这几项技术，在此首先对发动机的配气机构及相关术语进行简单介绍：配气机构：它是控制气门开闭的机构，就如发动机气缸的呼吸器一样，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜充量的空气得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。
它一般由凸轮轴、凸轮、气门挺杆、气门和气门弹簧组成。
工作过程：曲轴通过链条或者皮带带动凸轮轴运转，凸轮工作面的旋转过程会顶压气门挺杆，随后气门顶杆就会推动气门向气缸内运动，从而气门被开打；凸轮工作面转过之后，气门会在气门弹簧的作用下回位，从而气门被关闭。
图1：4缸DOHC（双顶臵凸轮轴）式发动机的气门驱动系统气门正时与升程：气门的开闭决定了气门正时（进排气门开闭的时间）与气门升程（气门打开的程度），这两个参数是影响发动机性能和充气效率的重要因素。
发动机运转过程中，高速和低速时对气门正时的要求是不同的，如下图2所示，低速时应采用小的气门重叠角和升程，防止缸内新鲜空气倒流，以便增加低速扭矩，提高燃油经济性，而高速时却希望有大的气门升程气门重叠角，以便进入更多的混合气以满足高速时的动力性要求。
图2 气门正时、气门升程与发动机转速的理想关系然而，传统的配气机构无法根据发动机的实际运转情况及时作出调整，这就导致在非设计工况时发动机无法发挥出最佳性能，于是利用可变配气系统调整气门正时与气门升程的技术便应运而生：主流VVT技术归类分析这里我们对这些技术分类进行一个简单的整理：从科学的意义和实现手段上严格分类应该是由上图而来的，但是目前市面上的各种可变配气执行机构被都习惯性称为VVT技术，有的仅仅气门正时可变，有的仅仅气门升程可变，而有的则是两者都可变。
毕业论文论文题目：丰田VVT-i系统结构原理及检修系部：汽车工程学院专业名称：汽车运用技术班级：121013 学号：12姓名：潘瑶指导教师：谢剑完成时间：2015 年 6 月 20 日目录一、可变气门正时概述 (1)1、可变气门正时作用 (1)2、可变气门正时优点 (2)3、可变气门正时类型 (2)4、可变气门正时基本原理 (3)二、丰田VVT-i系统结构与原理 (4)1、VVT-i系统组成 (4)2、VVT-i工作原理 (6)三、丰田VVT-i系统主要部件的检修 (7)1、凸轮轴正时机油控制阀（OCV）进行检查 (7)2、VVT-i控制器检查 (9)四、丰田VVT系统故障诊断方法 (11)五、丰田VVT-i系统故障案例分析 (13)1、故障现象 (13)2、诊断过程 (13)3、故障排除 (17)参考文献 (18)丰田VVT-i系统结构原理及检修摘要:本文首先描述丰田VVT-i系统结构与工作原理，然后介绍丰田VVT-i系统遇到故障后的检查与诊断方法以及简单介绍修理方法，最后通过案例对VVT-i故障诊断论述。
关键词: VVT-i系统；结构原理；故障检修四冲程发动机每一个工作循环进、排气过程只有千分之几秒。
在这极短的时间内，被吸入的可燃混合气愈多，废气排得愈干净、愈彻底，发动机的功率就愈大。
反之，功率就愈小，发动机的动力性和经济性就会下降。
由此可见，发动机的各项性能指标都基本取决于吸入空气量的多少和换气质量的好坏。
因此，气门的配气相位对于发动机的整体性能有着最为重要的作用。
但从原则上讲，一种配气相位只适合一种发动机转速。
以前的发动机在设计时就要决定着重低速还是高速性能，因为侧重不同，相应地另外一方面的性能就被削弱。
为此，人们希望发动机在任何转速范围都能得到较大的功率。
为了更好的使发动机在最佳工况下工作，出现了可变气门正时技术，通过可变气门正时，可以使发动机的性能向最优化的方向发展。
本文主要是以丰田智能可变气门正时技术（Variable Valve Timing-intelligent，即VVT-i）进行撰写。
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概述
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。
近几十年来，基于提高汽车发动机动力性、经济性和降低排污的要求，许多国家和发动机厂商、科研机构投入了大量的人力、物力进行新技术的研究与开发。
目前，这些新技术和新方法，有的已在内燃机上得到应用，有些正处于发展和完善阶段，有可能成为未来内燃机技术的发展方向。
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可变气门正时系统
发动机可变气门正时技术（VVT，Variable Valve Timing）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。
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可变气门正时理论
合理选择配气正时，保证最好的充气功率hv，是改善发动机性能极为重要的技术问题。
分析内燃机的工作原理，不难得出这样的结
论：在进、排气门开闭的四个时期中进气门迟闭角的改变对充气效率hv影响最大。
进气门迟闭角改变对充气效率hv和发动机功率的影响关系可以通过图1进一步给以说明。
图1中每条充气效率hv曲线体现了在一定的配气正时下，充气效率hv随转速变化的关系。
如迟闭角40°时，充气效率hv是在约1800r/min的转速下达到最高值，说明在这个转速下工作能最好的利用气流的惯性充气。
当转速高于此转速时，气流惯性增加，就使一部分本来可以利用气流惯性进入汽缸的气体被关在汽缸之外，加之转速上升，流动阻力增加，所以使充气效率hv下降。
当转速低于此转速时，气流惯性减小，压缩行程初始时就可能使一部分新鲜气体被推回进气管，充气效率hv也下降。
图中不同充气效率hv曲线之间，体现了在不同的配气正时下，充气效率hv随转速变化的关系。
不同的进气迟闭角与充气效率hv
曲线最大值相当的转速不同，一般迟闭角增大，与充气效率hv曲线最大值相当的转速也增加。
迟闭角为40°与迟闭角为60°的充气效率hv曲线相比，曲线最大值相当的转速分别为1800r/min和2200r/min。
由于转速增加，气流速度加大，大的迟闭角可充分利用高速的气流惯性来增加充气。
改变进气迟闭角可以改变充气效率hv曲线随转速变化的趋向，以调整发动机扭矩曲线，满足不同的使用要求。
不过，更确切的说，加大进气门迟闭角，高转速时充气效率hv增加有利于最大功率的提高，但对低速和中速性能则不利。
减小进气迟闭角，能防止气体被推
回进气管，有利于提高最大扭矩，但降低了最大功率。
因此，理想的气门正时应当是根据发动机的工作情况及时做出调整，应具有一定程度的灵活性。
显然，对于传统的凸轮轴挺杆气门机构来说，由于在工作中无法做出相应的调整，也就难于达到上述要求，因而限定了发动机性能的进一步提高。
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在北极星LH2发动机上的应用
可变正时的结果与传动在北极星LH2发动机上，其传动方式以及进排气凸轮轴分布如图2所示，排气凸轮轴安装在外侧，进气凸轮轴安装在内侧。
曲轴通过链条首先驱动排气凸轮轴，排气凸轮轴通过另外一个链条驱动进气凸轮轴。
可变气门正时调节器如图3所示，（a）图为发动机在高速状态下，为了充分利用气体进入气缸的流动惯性，提高最大功率，进气迟闭角增大后的位置（轿车发动机通常工作在高速状态下，所以这一位置为一般工作位置）。
（b）图为发动机在低速状态下，为了提高最大扭矩，进气门迟闭角减少的位置。
进气凸轮轴由排气凸轮轴通过链条驱动，两轴之间设置一个可变气门正时调节器，在内部液压缸的作用下，调节器可以上升和下降。
当发动机转速下降时，可变气门正时调节器下降，上部链条被松动，下部链条作用着排气凸轮旋转拉力和调节器向下的推力。
由于排气凸轮轴在曲轴正时链条的作用下不可能逆时针反旋，所以进气凸轮
轴受到两个力的共同作用：一是在排气凸轮轴正常旋转带动下链条的拉力；二是调节器推动链条，传递给排气凸轮的拉力。
进气凸轮轴顺时针额外转过θ角，加快了进气门的关闭，亦即进气门迟闭角减少θ度。
当转速提高时，调节器上升，下部链条被放松。
排气凸轮轴顺时针旋转，首先要拉紧下部链条成为紧边，进气凸轮轴才能被排气凸轮轴带动旋转。
就在下部链条由松变紧的过程中，排气凸轮轴已转过θ角，进气凸轮才开始运动，进气门关闭变慢了，亦即进气门迟闭角增大了θ度。
两种工作状态从图2和图3不难看出，该发动机在左侧和右侧的可变气门正时调节器操作方向始终要求相反。
当发动机的左侧可变气门正时调节器向下运动时，右侧可变气门正时调节器向上运动，左侧链条紧边在下边，右侧链条紧边在上边。
调节器向下移动时，紧边链条都是由短变长。
当发动机处于较低转速时，要求进气门关闭的较早，如图4（a）所示。
左列缸对应的可变气门正时调节器向下运动，上部链条由长变短。
左右列缸对应的进气凸轮轴在两个力的共同作用下都顺时针额外转过θ角，加快了进气门的关闭，满足了低速近期们关闭早，可提高最大扭矩的要求
当发动机处于较高转速时，要求进气门关闭得较迟，如图4（b）所示。
左列缸对应的可变气门正时调节器向上运动。
上部链条由短变长，下部链条由长变短。
右列缸对英的可变气门正时调节器向下运动，
上部链条由长变短，下部链条由短变长。
在左列缸的下部链条，右列缸的上部链条同时由长变短的过程中，排气凸轮轴已转过θ度，进气凸轮才开始动作，进气门关闭变慢了，满足了高速，进气门关闭较迟，可提高最大功率的要求。
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可变正时的微机控制
发动机的可变气门正时系统由发动机控制单元ECM进行控制，微机控制关系如图5所示。
左右列缸对应的可变气门正时机构均设置了一个可变正时电磁阀。
发动机在获得转速传感器的信息后，对左右列缸对应的可变气门正时电磁阀的控制方式做出正确选择控制阀体
动作。
当获得不同阀体位置时，通往可变气门正时调节器内的液压缸油路变换，使得可变气门正时调节器上升或下降，以至于左右列缸对应的进气门获得了不同的迟闭角。
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丰田VVT-I发动机的优势
丰田VVT-i发动机的ECM在各种行驶工况下自动搜寻一个对应发动机转速、进气量、节气门位置和冷却水温度的最佳气门正时，并控制凸轮轴正时液压控制阀，并通过各个传感器的信号来感知实际气门正时，然后再执行反馈控制，补偿系统误差，达到最佳气门正时的位置，从而能有效地提高汽车的功率与性能，尽量减少耗油量和废气
排放。
