可变配气机构及其新技术

可变配气控制技术（一）配气控制技术早期的研究进展比较缓慢，主要成果是在1985年以后取得的，其发展先后顺序大致如下：优化凸轮型线、可变凸轮相位-可变凸轮型线。

机械式全可变气门机构、无凸轮轴电磁（电液、电气及其他）驱动配齐机构、无凸轮轴全可变配气机构。

迄今为止，具有代表性的可变配气机构主要有Toyota公司的VVT-i,BMW公司的Vanos,Honda公司的VTEC,Mitsubishi公司的MIVEC, Porsche公司的Vario-Cam,BMW的Valvotronic等。

1.丰田VVT-i技术VVT-i的全称是Variable Value Timing intelligent，翻译成中文就是智能可变配气正时，这项技术系统是丰田特有的并且在世界技术上领先的发动机技术系统，可以连续调节气门正时，但是不可以调节气门升程。

该技术的工作原理就是当发动机从低速度迈向高速度的时候，电子计算机就会自动地把机油压入进气的凸轮轴，然后驱动齿轮内的小涡轮，在这样的压力下，小涡轮和齿轮可旋转就会有一定的角度，当凸轮轴在六十度范围内往前或者往后旋转时，就可以改变进气门开启的时间，从而达到连续调节气门正时的目的，如图3-3-44所示。

图3-3-44丰田VVT-i技术丰田VVT-i发动机的ECU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，如图3-3-45所示。

图3-3-45丰田VVT-i技术工作原理2.宝马VANOS技术宝马VANOS技术系统是可以调节进气凸轮轴和曲轴位置的，使得在不同情况下进气凸轮轴和曲轴的位置相对应。

宝马公司第一次使用这项技术是在1992年的宝马五系列的搭载M五十发动机上。

可变配气系统是一种引擎技术，旨在通过调整气门的开闭时间和升程，以优化燃烧过程、提高发动机性能和燃油经济性。

以下是可变配气系统的一般工作原理：
1. 气门控制：可变配气系统使用一套气门控制机构，例如液压控制装置或电动
执行器，来控制气门的开闭时间和升程。

这些机构通过传感器和控制单元获取引擎的工作参数，如转速、负荷和温度等。

2. 相位调节：可变配气系统可以调节气门的相位，即气门开启和关闭的时间点。

通过改变相位，可以优化进气和排气过程，以适应不同工况下的发动机要求。

例如，在高速运行时，可以提前气门关闭时间，以增加进气阻力和排气排放效率。

3. 升程调节：可变配气系统还可以调节气门的升程，即气门开启的距离。

通过
改变升程，可以控制气门的开度，从而调节进气和排气量。

在低负荷情况下，可以减小气门升程以降低进气阻力和减少燃油消耗，而在高负荷情况下，可以增加气门升程以增加气缸充气量和提高功率输出。

4. 智能控制：可变配气系统通常与电子控制单元（ECU）集成，以实现智能控制和优化。

ECU根据传感器反馈的数据和预设的算法，确定最佳的气门开闭时间和
升程，以满足性能和燃油经济性要求。

这种智能控制可以根据驾驶条件和环境变化实时调整气门的工作参数。

通过调整气门的开闭时间和升程，可变配气系统可以改善进气和排气过程的效率，提高发动机的燃烧效率和动力输出。

这有助于降低燃油消耗、减少排放和提高驾驶性能，使发动机更加灵活适应不同的工作条件和要求。

调查思考发动机可变配气技术及发展哈菲史楠（西安汽车职业大学，陕西西安710000）摘要:近年来，生态问题与环境保护引发全球关注，因为它是人类实现可持续发展的必然前提，低能耗与低污染已然变成了当前汽车发动机的主要研发目标。

而目前的种种现代技术中，可变配气技术脱颖而出，成为主流研发目标之一，此技术主要通过改变汽车发动机的供气实现降低油耗与污染的要求，为此本文便针对发动机可变配气技术及发展进行简要探析。

关键词:发动机；可变配气技术1关于发动机可变配气技术的研究现状及发展1.1本田VTEC控制机构本田发动机率先成功将可变气门正时与升程电子控制两种配气机构设置在了一台发动机上，简称VTEC机构,实现了人们长久的高速与低速相位值自动转换的梦想，大幅度提升了汽车的动力性与经济性。

发动机配气相位角受车辆气流的进气与排气影响各不相同，其动力与经济性因此而不同;可变配气相位将传统固定不变的配气相位状态进行改变，根据发动机的运行状态下提供最优的配气正时,进而提升发动机的进气系数，解决了传统因转速、负荷造成的动力性与经济性的矛盾,使发动机怠速状态下更加稳定、转速更低，低速下更加平稳山。

VTEC机构由单独的凸轮与摇臂进行驱动，其主次摇臂间有中间摇臂且不与任何气门产生直接接触，三者均由专门的柱塞实现联动，并运用主油道的油压进行控制冲间凸轮的升程最大，其次为主凸轮,最小升程的为次凸轮，中间凸轮是依据发动机的双进双排、大功率、高转速运行状态进行设计的;主凸轮则是依据单进双排、低转速运行状态进行设计的;次凸轮则是主要依据发动机怠速状态进行设计。

1.2丰田WFi智能可变气门正时系统丰田的VVT-i智能可变气门正时系统主要是改变进气门开闭的时间使之达到最佳气门正时,配气相位角不变、进气门升程的大小不变，此结构发动机运行状态稳定、可靠,功率提升10%到20%,油耗降低3%到5%oVVT-i机构主要由外壳、四齿转子、锁销、油道控制、电磁控制阀组成；其安装在进气凸轮轴前端随正时链轮实现同步转动，在运转的过程中能通过运用润滑系统的油压实现自动调节凸轮轴和正时链轮的相对角度，调节机构的转子中有液压锁销,能实现与连接齿轮的同步传动或解脱,进而实现进气门的开闭时间角度的大小；电磁控制阀接收作者简介:哈菲（1989-），女，汉族，甘肃武威人，本科，助教，汽车检测与维修。

发动机气门技术解析[汽车DIY] 传统的发动机都配备了气门式配气机构，按照发动机的动作顺序和工作循环，定时的开启关闭进排气门。

进气量的多少直接关系到发动机的功率和扭矩。

如何保证进气量足够多，又要保证排气够干净，因此在配气这个环节有很多的技术。

首先我们来认识一下配气定时，以曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻及其开启的持续时间称作配气定时。

一般情况下，进气门会早开，目的是为了在进气开始进气门能有较大的开度或者较大的进气通过面，从而减小进气阻力，使进气顺畅，相应的，而进气门晚关是为了充分利用进气的惯性增大进气量。

相应的排气门早开是为了在气压较大时排干净，而排气门晚关也是为了利用惯性排气。

由于进气门早开和排气门晚关，致使活塞在上止点附近出现进、排气门同时开启的现象，称其为气门重叠。

气门重叠显示图发动机不同转速需要的配气定时也不同。

这是因为当发动机转速改变时，进气流和排气流也随着改变，所以一直采用不变的气门开关时间将会影响燃油的燃烧效率，一般情况下，随着转速的升高，气门重叠角和气门升程随着增加，这样讲有利于获得更好的发动机性能，以便更好的提高发动机的动力输出。

双顶置凸轮轴VVTi，i-Vtec和VVEL等各种可变气门技术相信大家都有所了解，基本上，目前市面上新车所搭载的绝大部分发动机都或多或少的使用了可变气门技术。

可能大家也都知道可变气门技术都可以有效提升发动机动力并节省油耗，但是它们都是通过什么原理实现的呢我们都知道，发动机的配气机构负责向汽缸提供汽油燃烧做功做必须的新鲜空气，并将燃烧后的废气排除出去，这一套动作的工作原理可以看做是动物呼吸器官的吸气和呼气。

从工作原理上讲，配气机构的主要功能是按照一定时限自动开启和关闭各气缸的进、排气门，从而使空气及时通过进气门向气缸内供给新鲜空气或者可燃混合气，并且及时将燃烧做功后形成的废气从排气门排出，实现发动机气缸换气补给的整个过程。

那么气门的原理和作用应该怎么理解呢我们将发动机的气门比作是一扇门，门的开启的大小和时间长短，决定了进出入的人流量。

大众奥迪可变配气机构的工作原理引言：现代发动机配备了一些先进技术，例如直喷、可变气门正时以及可变配气机构等。

可变配气机构技术是随着电子控制技术的发展而出现的。

本文将对大众奥迪可变配气机构的工作原理进行详细介绍。

一、配气机构的作用配气机构是发动机作为四冲程原理的关键部分，因为它负责在准确的时间点打开和关闭进气门和排气门，以确保燃烧室的精确时序。

随着最新技术的出现，可以控制这种时序的方法变得更加灵活。

可变配气机构就是一项新技术。

二、可变配气机构的原理可变配气机构的原理是在进气道和排气道上添加控制单元，这些单元将负责变化进气道和排气道的形状和大小，以确保发动机的有效性和效率。

因此，可变配气机构与常规配气机构的不同之处在于，后者始终保持相同的进气道和排气道形状和大小。

可变配气机构通常分为两种类别。

第一种是偏心轮和传动轮机械驱动的机械可变配气机构，第二种是电动活塞式可变配气机构。

大众奥迪采用的是后者。

三、大众奥迪的可变配气机构大众奥迪的可变配气机构可以实现气门的无级可调节。

它由电动活塞（也被称为液压缸、液压装置）组成，扮演开关进气和排气门的角色。

活塞被控制器指示，以打开或关闭气门，并可在进气和排气模式之间切换。

这种液压装置的优点是响应时间快，工作稳定、扭矩高，加速和降速更加平顺，可确保最佳的燃油经济性和性能表现。

大众奥迪的可变配气机构的一个有趣之处是它可以自适应不同的驾驶条件和方式，以确保最可靠的运行并创造出发动机的性能最大化。

四、总结通过上述分析，我们可以发现，可变配气机构可以提高发动机的性能和燃油经济性，同时也可以适应不同的驾驶环境和条件。

大众奥迪的可变配气机构是一种优秀的技术，它可以帮助汽车制造商生产出更加可靠和高效的发动机，并为用户创造更加优质的驾驶体验。

奔驰可变配气机构结构与工作原理引言：随着汽车技术的不断发展，可变配气机构在发动机领域中扮演着越来越重要的角色。

奔驰作为一家享有盛誉的汽车制造商，其可变配气机构的设计和工作原理备受关注。

本文将以奔驰可变配气机构的结构与工作原理为主题，深入探讨其技术特点和优势。

一、奔驰可变配气机构的结构奔驰可变配气机构由凸轮轴、凸轮轴调节器、凸轮轴驱动装置和控制系统等组成。

其中，凸轮轴是传输动力的核心部件，凸轮轴调节器负责调节凸轮轴的相位，凸轮轴驱动装置提供凸轮轴的旋转动力，控制系统则负责监控和调整凸轮轴的工作状态。

1. 凸轮轴：奔驰可变配气机构的凸轮轴采用了特殊的设计，以实现可变的凸轮形状和凸轮轴相位的调节。

凸轮轴的形状可以根据不同的工况和驾驶需求进行调整，从而实现更高效的燃烧和更低的排放。

此外，凸轮轴还通过凸轮提供了气门的开启和关闭控制。

2. 凸轮轴调节器：奔驰可变配气机构的凸轮轴调节器采用了液压或电动驱动的可变凸轮轴齿轮机构。

凸轮轴调节器可以根据驾驶条件和发动机负荷实时调整凸轮轴的相位。

通过改变凸轮轴的相位，可以调整气门的开启和关闭时间，从而优化燃烧过程，提高发动机的功率和燃油经济性。

3. 凸轮轴驱动装置：奔驰可变配气机构的凸轮轴驱动装置通常采用链条传动或齿轮传动。

这种传动方式能够有效地将发动机的动力传递给凸轮轴，确保凸轮轴的正常旋转。

同时，凸轮轴驱动装置还能根据凸轮轴调节器的指令调整凸轮轴的相位，以实现精确的凸轮控制。

4. 控制系统：奔驰可变配气机构的控制系统是整个系统的核心部分。

它通过传感器实时监测发动机的工作状态和驾驶条件，并根据这些信息控制凸轮轴调节器的运动。

控制系统能够根据不同的驾驶需求和发动机负荷自动调整凸轮轴的相位，以实现最佳的燃烧效果和动力输出。

二、奔驰可变配气机构的工作原理奔驰可变配气机构的工作原理基于凸轮轴相位的调节和凸轮形状的变化。

在发动机工作过程中，控制系统根据驾驶条件和发动机负荷的要求，通过控制凸轮轴调节器的运动，改变凸轮轴的相位和凸轮的形状。

发动机可变配气相位技术(VVT engine technology)本文介绍了通过在配气机构多刚体模型中引入柔性体，描述了配气机构的动力学性能，建立了柔性体气门弹簧,分析了气门弹簧动刚度的非线性行为,并且依据模态技术计算得到其动态应力。

主要从进气门晚关角及进排气的动态效应几方面着手，不断改进发动机的配气相位以及进排气系统，使发动机的实际性能曲线逐步接近计算机仿真曲线。

其中配气相位、进气门间隙、排气门间隙、转速、负荷五个调整参数之间是相互影响的。

该方法为优化设计配气机构等机械产品及对其进行疲劳性能研究提供了依据。

该仪器可检测各种汽、柴油发动机的启动性能、高压点火性能、燃油喷射性能、充电性能、动力性能、配气相位、发动机异响震动分析等30余种技术参数，并分析故障产生的原因，在检测过程中，可随时显示各种波形及技术参数和结果并可随机打印，该仪器内存有一百多种国内外发动机技术参数，内容十分丰富，随时可以与检测结果对比。

目前，汽车工业的发展正在面临着两个主要问题——能源的枯竭与环境的污染。

现代高科技的发展已将汽车发动机的节能、减排、低排放作为“节能-高效-环保”一体化课题进行综合研究和技术开发。

为了同时提高汽油机的燃油经济性和动力性,满足越来越严格的排放法规要求,世界各大公司竞相采用新技术生产汽车的发动机。

汽车发动机的配气相位对其动力性、经济性以及排气污染都有重要的影响。

为了保护环境以及为了人类可持续发展，实现低能源消耗和低排放污染已成为汽车发动机的发展方向，这就要求发动机在保证良好动力性的同时，又要降低燃油消耗量，需要某种可变配气相位机构能使气门正时、气门开启持续时间及气门升程等参数中的一个或多个随发动机的工况变化实时进行调节，即配气相位角也应该随之改变。

最佳的配气相因此，二十一世纪符合市场需求的应当是节能、环保、高性能的汽车。

从进气晚关角及进排气的动态效应几方面着手，不断改进发动机的配气相位以及进排气系统，使发动机的实际性能曲线逐步接近计算机仿真曲线。

1说到可变配气相位，可变气门行程这类名字大家可能会有点陌生，但如果说到本田的VTEC，丰田的VVTi，还有保时捷的Variocam等这些名字可能就很熟悉了。

其实这些只是车厂给他们的可变配气技术的不同命名而已，在技术上都是共通的，而这些英文缩写翻译成中文以后就是上面所说的可变配气相位和可变气门行程技术。

要想了解可变配气技术，那首先得了解汽车配气机构的工作原理和特性了。

目前主流车型的配气机构都是用的每缸4气阀（两进两排）设计。

（如图）这种设计最大的好处就是能获得较大的进气支管截面积，从而得到较大的进气流量提高发动机工作效率。

传统的多气门发动机的气门行程是不可变的，这就是说他只有一个固定的行程。

让我们想想，在设计气门行程参数时会有一个什么样的问题呢？如果气门行程设置得较大，那么在发动机高转速时混合气的进气效率肯定是很高的，因为发动机在高转速时空气流速很快，这就需要较大的气门开口才能让混合气尽可能的充满汽缸，但在低转速范围，效果却截然相反，因为发动机在低转速范围时，进气管内的空气流速很慢，这就需要活塞向下行程时那么怎么样得到较大的负压呢？我们不妨做个实验。

我们可以找一根喝饮料用的塑料软管，当把塑料软管的一头放在空气中另一头放在口中用较慢的速度吸气时可以感到塑料软管内很通畅，但能吸到口中的空气很少；如果用手指稍微堵住吸管的一头再用较慢的速度吸气时，可以明显感觉到吸管内真空度变大，且能吸入口中的空气较多了。

发动机的吸气原理也是一样的，所以在低转速时如果气门的开度较大，就会因为进气管内的真空度不够而吸气效率下降。

所以汽车设计师在选择气门开度时既不能太大，也不能太小。

如果开度大那么虽然高转速时功率能提高，但低转速时由于进气量太小，会让发动机的扭力下降，工作不稳定，严重时甚至熄火。

反之如果选择较小的气门开度，那么低转速时的扭力虽然提高了，但高转速时的功率却发挥不出来。

这就产生了一对矛盾。

所以设计师只能选择一个折中的气门行程来尽可能的兼顾到高低转速的动力发挥。