汽油机可变配气技术发展

摘要 (2)一、可变气门正时技术 (3)（一）、可变气门正时系统的原理 (3)1、可变配气相位调整原理 (4)2、可变配气相位技术条件 (5)（二）、可变气门正时技术的现状 (5)（三）、可变气门正时技术的发展趋势 (6)二、国内外可变气门配气机构的现状和发展趋势 (7)（一）、可变配气机构分类 (7)（二）、可变气门技术的发展现状 (7)三、可变配气相位技术研究意义 (8)三、连续可变配气凸轮轴设计浅析 (9)（一）、连续可变凸轮轴作用 (9)（二）、连续可变配气凸轮轴的工作原理 (9)（三）、连续可变配气凸轮轴与传统可变配气技术凸轮轴优缺点比较 (9)（四）、可变配气相位技术条件 (11)四、可变气门正时技术的发展趋势 (11)参考文献 (13)本文介绍了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。

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。

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;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、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。

Passat B5轿车有4缸和6缸两种发动机,4缸机有4G54与4G64两种型号,6缸机型号为6G72,其配气机构均采用顶置凸轮轴式配气机构。

介绍了气门间隙自动调整器的结构、工作原理,以及其维护与保养。

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。

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。

大众可变气门正时技术详解1、概述近几十年来，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。

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。

2、可变气门正时理论合理选择配气正时，保证最好的充气效率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。

如迟闭角为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地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h v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。

可变配气系统工作原理可变配气系统的工作原理是通过改变气门的开启时间和持续时间来优化气门效率，以提高发动机的性能。

在传统的固定配气系统中，气门的开启和关闭时间是固定的，无法根据发动机运行情况和要求进行调节。

而在可变配气系统中，气门的开启和关闭时间是通过一系列的机械或电子控制装置来进行调节的。

可变配气系统可以分为两种类型：进气侧可变配气系统和排气侧可变配气系统。

进气侧可变配气系统主要通过改变进气气门的开启时间和持续时间来实现，而排气侧可变配气系统则是通过改变排气气门的开启时间和持续时间来实现。

在进气侧可变配气系统中，一种常见的技术是连续可变气门正时系统（CVVT）。

CVVT系统通过改变进气气门的开启时间和持续时间，可以提高进气效率，增加燃烧效率，减少排放，并提高发动机的动力性能和燃油经济性。

CVVT系统通常由一个可变气门正时调节器、气门正时控制单元和传感器等部件组成，通过这些部件的协同工作，可以实现对气门正时的实时调节。

在排气侧可变配气系统中，一种常见的技术是连续可变排气气门正时系统（CVVT）。

CVVT系统通过改变排气气门的开启时间和持续时间，可以优化排气效率，减少排气阻力，提高废气排放效率，并提高发动机的整体性能。

CVVT系统通常由一个可变排气气门正时调节器、排气气门控制单元和传感器等部件组成，通过这些部件的协同工作，可以实现对排气气门正时的实时调节。

总的来说，可变配气系统通过调节气门的开启时间和持续时间，以实现对发动机气门效率的优化，提高发动机的性能、燃油经济性和排放控制。

这种技术对汽车行业的发展和进步起到了积极作用，为汽车制造商提供了更多的选择和创新空间，推动了发动机技术的不断进步和发展。

配气机构的新发展配气机构的任务是根据内燃机工况的需要适时适度地开闭进排气门，对气缸进行换气。

目前广泛采用的是气门、凸轮式配气机构，它具有保证汽缸密封性的优点。

气门—凸轮式配气机构按气门布置分侧置气门和顶置气门机构。

现代发动机配气机构采用的技术主要有以下三方面。

顶置凸轮轴技术，多气门技术，可变配气定时及气门升程技术。

一、顶置凸轮轴技术顶置气门配气机构，内燃机的充气系数较高，燃烧室比较紧凑，内燃机有较好的性能指标，是侧置气门机构所不能达到的，故侧置气门机构已被淘汰。

顶置气门配气机构又根据凸轮轴的放置位置分成凸轮轴下置型和顶置凸轮轴型。

绝大部分柴油机采用凸轮轴下置型，但这种机构高速运转时产生较大的惯性力和振动及噪声，消耗较大的动力。

目前的趋向是把凸轮轴放在气门上方，省去了推杆、挺柱，称顶置凸轮轴型(OHC)；还有些机构将顶置凸轮轴放在气门室罩里，凸轮直接作用于气门上，这种机构省去了摇臂，高速时气门工作良好，零件惯性力极小，工作平稳。

顶置凸轮轴型(OHC)又可分成SOHC 型和DOHC 型。

前者只用一根凸轮轴来驱动进、排气门；而后者采用两根凸轮轴来分别驱动进、排气门。

这种结构适用于进、排气门呈V 形排列的内燃机。

二、多气门技术配气机构的最新发展是改善燃料经济性，其关键在于如何提供更多的新鲜空气。

多气门内燃机很早就己经出现了，但仅用于赛车，目的是减轻排气门的热负荷和机械负荷，但并未能在内燃机制造业得到推广。

意大利布加奇公司首先创出具有四个排气门和一个进气门的内燃机，促进多气门内燃机产量迅速提高的原因在于自动控制技术的快速发展和生产的工艺水平越来越高，可以充分发挥多气门配气方案的优越性，保证内燃机在整个负荷和速度范围内形成最佳混合气，并适时适度送入气缸。

多气门内燃机优点很明显，可以增大流通截面积，提高充气系数，提高内燃机功率，还可以降低燃油消耗，减少排放。

三、可变气门正时配气机构(VVA )常规内燃机配气相位都是按内燃机性能要求，通过试验确定某一转速和负荷条件下较为适合的配气相位，自然只达到一种转速最为有利。

内燃机可变气门技术的研究与展望摘要：综合国外汽车发动机可变配气相位(VVT)技术的发展状况，概述了可变配气相位技术的意义和应用，文中对当今已有的发动机可变气门驱动机构进行了分类介绍，并以有关汽车公司实用化的产品为例，分析了不同可变气门驱动机构的结构、工作原理和技术特点。

关键词：发动机可变气门正时1、前言由于环境保护和人类可持续发展的要求，低能耗和低污染已成为汽车发动机的发展目标。

要求发动机既要保证良好的动力性又要降低油耗以满足排放法规的规定。

在目前发动机所采用的各种现代技术手段中，可变配气相位技术（Variable Valve Timing，VVT）已成为提高发动机动力性和经济性新技术之一，显著改善了发动机的怠速稳定性和排放特性。

传统式发动机其凸轮配气相位是通过各种不同配气相位的试验，从中选取某一固定配气相位兼顾各种工况，是发动机性能的一种折衷方案，因而不可能在各种清况下达到最佳性能，发动机潜能得不到充分发挥。

相比于固定配气相位，可变配气相位则可以在发动机整个工作范围内的转速和负荷下，提供合适的气门开启、关闭时刻或升程，从而改善发动机进、排气性能，较好地满足高转速和低转速、大负荷和小负荷时的动力性、经济性、废气排放的要求，提高发动机整体性能。

可变配气相位技术可广泛应用在汽油机及柴油机上，特别是双凸轮轴的多气门发动机上。

可变配气相位在汽油机上应用，可以提高发动机的动力性和经济性；改善废气排放；改善怠速稳定性和低速时的平稳性；提高充气效率和低速扭矩；降低怠速转速。

可变配气相位在柴油机上的应用，可以控制发动机的有效压缩比，使其既具有良好的起动性能，又能提高燃油经济性；提高各种转速下的充气系数，提高功率。

2、国内外可变气门技术的发展现状70年代后，很多企业开始对配气控制技术进行研究，具体发展历程见图1.1。

1989年本田首次发布了“可变气门配气相位和气门升程电子控制系统（V ariable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System，VTEC）”。

汽油机技术发展趋势
汽油机技术的发展趋势可以归纳为以下几点：
1. 高效化：汽油机的燃烧效率一直是技术改进的重点，以减少燃料消耗和废气排放。

未来的发展方向是进一步优化燃烧室和喷射系统，提高能量转化效率，减少能量损失。

2. 节能减排：随着环保意识的增强，汽油机技术也将重点关注减少尾气排放。

发展方向包括提高汽车动力系统整体能量利用率、优化排放控制系统等。

3. 电动化：电动汽车的兴起将对传统汽油机技术造成一定冲击，因此汽油机技术发展趋势中不可忽视的一点是电动化。

汽油机在混合动力系统中的应用和燃料电池技术的发展都是重要方向。

4. 智能化：随着智能交通技术的发展，汽油机技术也将趋向智能化。

例如，通过车载传感器和数据分析，汽油机可以实现自动调整，提高燃油利用率和性能。

5. 微型化和轻量化：随着城市化进程的加快，对小型、轻量化汽车的需求将增加。

因此，汽油机技术也将朝着微型化和轻量化的方向发展，以适应市场需求。

汽油机控制技术发展现状及趋势分析内燃机的发明，带动了汽车的发展，给世人在“行”上带来极大的便利，使得窨距离缩小，人们的工作速度得以提高。

近年来随着电子技术的发展，又使汽车发动机如虎添翼，成为高新技术的集成。

一、世界汽油机技术发展现状为了适应汽车对节油、环保、安全的需要，车用汽油机主要朝着更节油、更环保的方向发展，因此欧洲己执行欧Ⅳ标准。

以下为国外在汽油机方面主要先进技术。

1．多气门技术：每缸3-5个气门（大多为4气门），可提高功率，改善燃烧质量，如捷达王5气门、丰田8A4气门等。

2．双顶置凸轮轴（D.HC）可提高转速、提升可靠性。

3．可变气门正时（VVT）：根据不同转速调节气门时，可节省燃油，改善排放，如本田VTEC、丰田VVT-i等。

4．汽油机增压：可提高升功率，在排量不变的情况下，可提高功率，如帕萨特1.8T 轿车。

5．可变进气道长度（VIM）：在不同转速下使用不同进气道长度，保证在任何工况下都有较好的充气效率，如奥迪A6。

6．停缸技术：在输出功率减小时，使一部分气缸停止工作，可节省燃油，如通用开拓者EXT 2005款有8个气缸，需要时可使4个气缸一停止工作。

7．全铝发动机：使用铝缸体、缸盖、活塞等，可减小质量，节省燃油，如日本铃木1.3L、1.4L汽油机。

8．智能驱动气门（SVA）：取代传统凸轮轴，每一个气门挺杆上有一个独立的驱动器，可以减少20%油耗及污染物，如：法国法雷奥公司已设计出样机，2009年可大批量投产。

9．可变压缩比汽油机：将传输功率与压缩比控制功能进行整合，压缩比可变。

2005年法国MCE-5公司己开发出样机。

10．汽油机直喷（GDI）和稀薄燃烧技术：将高压汽油直接喷射到气缸内，周围为稀薄混合气，实现分层燃烧，可提高燃料经济性，节油约20%，如丰田皇．冠3.0L V6汽油机（国产皇冠无GDI技术）。

11．可控燃烧速率系统（CBR）：两个进气道，有一个是切向进气的，另一个是中性的。

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。

汽车新技术: 可变配气相位引言近年来，随着汽车工业的快速发展，汽车的性能和效率要求也越来越高。

为了满足这些需求，汽车制造商一直在努力寻找新技术，其中之一就是可变配气相位技术。

本文将详细介绍可变配气相位技术以及它对汽车性能和效率的影响。

什么是可变配气相位技术？可变配气相位技术是指通过控制发动机进气和排气门的开启和关闭时间，来调整气门的开启和关闭时机以及持续时间。

传统配气相位是固定的，不随发动机工况的变化而变化。

而可变配气相位技术则根据发动机负荷、转速和其他因素来实时调整气门的开启和关闭时间，以优化燃烧过程。

实现可变配气相位的方法实现可变配气相位的方法有多种，下面是几种常见的方法：1. 可变气门正时系统（VVT）可变气门正时系统是一种通过控制凸轮轴相对于曲轴的角度来实现可变配气相位的技术。

通过调整凸轮轴的角度，可以改变气门的开启和关闭时机，以适应不同的工况。

VVT技术可以提供更好的动力和燃油经济性。

2. 可变进气歧管（VIM）可变进气歧管是一种通过改变进气歧管的形状和长度，来实现可变配气相位的技术。

不同的进气歧管形状和长度可以改变进气道的流向和速度，从而影响燃烧过程。

VIM技术可以提供更好的动力和响应性。

3. 可变排气歧管（VEM）可变排气歧管是一种通过改变排气歧管的形状和长度，来实现可变配气相位的技术。

不同的排气歧管形状和长度可以改变排气道的流向和速度，从而影响排气过程。

VEM技术可以提供更好的动力和排放性能。

4. 电子控制单元（ECU）电子控制单元是控制发动机运行的核心设备。

通过控制ECU的软件，可以实现对可变配气相位的精确控制。

ECU利用传感器来监测发动机工况，并根据参数来调整配气相位，以达到最佳性能和效率。

可变配气相位技术的优势可变配气相位技术具有许多优势，对汽车性能和效率的改善有着显著的影响：1. 动力提升可变配气相位技术可以调整气门的时机和持续时间，使得燃烧过程更加充分，更加高效。

这可以提升发动机的动力输出，提高汽车加速性能和爬坡能力。

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。