汽修技师考核论文

摘要：大家都之道，发动机是汽车的“心脏”，一个企业发动机的生产能力，代表着企业的研发、技术实力。

在油价飞涨的今天，发动机更是至关重要，一款省油的发动机，就是就是用最少的油，输出最大的功率和扭矩，而且其可靠性，环保值都要最大化。

在发动机诸多省油的途径中，采用配气系统可变装置这种技术是最为人们所知的，像本田的VTEC系统，伊兰特的CVVT发动机，以及丰田所使用的VVT-i发动机，都是采用可变配气系统，即改变发动机的正时时间，气门升程等来实现效率的最大化，达到节油的目的。

关键词：发动机新技术可变正时技术发动机省油新技术浅谈汽车发动机可变正时技术前言随着国民经济的迅速发展，中国的汽车产业正在蓬勃发展，在汽车发展的历史中，伴随着轿车大量进入大家庭，琳琅满目的新车配置单，口若悬河的车商销售员，对汽车技术不够理解的“菜鸟”准车主们常常被忽悠得找不着北。

什么是本田VTEC？什么是丰田VVT-i？什么是现代CVVT？别慌，且听我慢慢道来，今天先让我们读懂配置单的“可变气门正时技术”。

引擎配气机构图1 可变气门正时的原理及发展1.1可变正时的原理什么是气门正时？在细说引擎可变气门正时技术之前，我们得明白引擎配气机构的基本原理。

现代引擎多采用DOHC的缸盖设计，两根凸轮轴被设置在引擎顶部，通过齿形带轮或链条从曲轴端取力，并以2：1的速度驱动凸轮轴，此时凸轮轴商凸轮的旋转推动气门进行上下往复运动，从而控制气门的开启和闭合。

而我们今天要关注的，其实就是气门开合的问题。

活塞式四冲程引擎都由进气、压缩、做功、排气4个冲程完成，相信这一章的内容不需废话，我们关注的是气门开启程度对引擎进气的问题。

气缸进气的基本原理是“负压”，也就是气缸内外的气体压强差。

在引擎低速运转时，气门的开启程度切不可过大，这样容易造成气缸内外压力均衡，负压减小，从而进气不够充分，对于气门的工作而言，这个“小程度开启”需要短行程的方式加以控制；而高速恰恰相反，转速动辄5000rpm，倘若气门依然羞羞答答不肯打开，引擎的进气必然受阻，所以，我们需要长行程的气门升程。

往往，工程师们既要兼顾引擎在低速区的扭矩特性，有想榨取高速区的功率特性，只能采取一条“折中”的思路，到头来引擎高速没功率，低速缺扭矩……所以在这样的情况下，就需要一种对气门升程进行调节的装置，也就是我们今天要说的“可变气门正时技术”。

该技术既能保证低速高扭矩，又能获得高速高功率，对引擎而言是一个极大的突破。

1.2可变正时技术的发展80年代，诸多企业开始投入了可变气门正时的研究，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”，英文全称“VariableValveTimingandValveLifeElectron icControlSystem，也就是我们常见的VTEC。

此后，各家企业不断发展该技术，到今天已经非常成熟，丰田也开发了VVT-i，保时捷开发了Variocam，现代开发了DVVT，日产开发了VVEL……几乎每家企业都有了自己的可变气门正时技术。

一系列可变气门技术虽然商品名各异，但其设计思想却极为相似。

1.3配气相位发动机的进气门和排气门的开启开始与关闭终止的时刻，通常以曲轴转角来表示，称为配气相位。

由于发动机工作时的转速很高，四冲程发动机的一个工作行程仅需千分之几秒，这么短促的时间往往会引起发动机进气不足，排气不净，造成功率下降。

因此，设计师为了解决这一个问题，一般发动机都采用延长进，排气门的开启时间，增大气体的进出容量以改善进，排气门的工作状态，藉以提高发动机的性能。

从配气相位图上可以看出活塞从上止点移到下正点的进气过程中（绿色），进气门会提前开启（α）和延迟关闭（β）。

当发动机作功完毕，活塞从下止点移到上止点的排气过程中（桔色），排气门会提前开启（γ）和延迟关闭（δ）。

十分明显，这种延长气门开启时间的做法，必然会出现一个进气门和排气门同时开启的时刻，配气相位上称为“重叠阶段”，可能会造成废气倒流。

这种现象在发动机的转速仅1000转以下的怠速时候最明显（怠速工作下的“重叠阶段”时间是中等速度工作条件下的7倍）。

这容易造成怠速工作不畅顺，振动过大，功率下降等现象。

尤其是采用四气门的发动机，由于“帘区”值大，“重叠阶段”更容易造成怠速运转不畅顺的现象。

设计师为了消除这一缺陷，就以“变”对“变”，采用了“可变式”的气门驱动机构。

可变式气门驱动机构就是在发动机急速工作时减少气门行程，缩少“帘区值”，而在发动机高速工作时增大气门行程，扩大“帘区值”，改变“重叠阶段”的时间，使发动机在高转速时能提供强大的马力，在低转速时又能产生足够的扭力。

从而改善了发动机的工作性能。

现代轿车发动机上的气门可变驱动机构能根据轿车的运行状况，随时改变配气相位，改变气门升程和气门开启的持续时间，它们的凸轮轴，凸轮轴上的凸轮和气门挺杆等元件是可以变动的。

发动机上的气门可变驱动机构可以通过两种形式实现，一种是凸轮轴和凸轮可变系统，就是通过凸轮轴或者凸轮的变换来改变配气相位和气门升程；另一种是气门挺杆可变系统，工作时凸轮轴和凸轮不变动，气门挺杆，摇臂或拉杆靠机械力或者液压力的作用而改变，从而改变配气相位和气门升程2 各大汽车制造商的技术2.1保时捷Variocam保时捷911跑车引擎采用的可变气门正时技术Variocam通过气门我们可以发现其两个位置，图中每个进气门分别有2种最大行程，绿色位置显然是高速时气门能够达到的最大行程。

控制气门行程变化的，是两组凸轮控制，一组是高速凸轮，既红色部分的凸轮；另一组是低速凸轮，既高速凸轮之间的凸轮。

当引擎在低转速工况时，气门座顶端的黄色的控制活塞落在气门座内。

这样高速凸轮只能驱动气门座向下行程而不能带动整个气门动作，整个气门由低速凸轮驱动气门顶向下行程，这样获得的气门开度就较小。

反之当发动机在高转速工况时，控制活塞在液压的驱动下从气门座推入到气门顶中，把气门座和气门刚性的连接，高速凸轮驱动气门座时就能带动气门向下行程获得较大的气门开度。

2.2本田VTEC本田奥德赛MPV引擎采用的可变气门正时技术VETC在凸轮轴左边有一凸轮轴同步齿形带轮，曲轴动力通过正时链条传递到带轮，并进一步输送到凸轮轴上，以控制凸轮轴角度，进而控制配气正时角。

保时捷在凸轮轴同步齿形带轮上设置了一个液压装置，当ECU接收位于曲轴的传感器的讯息，并进行处理后，将该转速下的配气正时角转变成为电信号传送到液压装置，由液压装置加压，使凸轮轴同步齿形带轮能够顺、逆时针在红色和兰色位置之间自由转动，达到控制配气正时角的目的。

简单地说，就是这套摇臂能够根据转速不同自动选取1进1排的2气门工作或者2进2排的4气门工作，从而让发动机在高低速工况下都能顺畅自如。

通常，转速低于3500rpm时，各有一支进气、排气凸轮工作，此时发动机近似为一台2气门发动机，这样的好处是，能够增加负压，利于进气；转速超过3500rpm时，液压系伺服系统接到发动机中央控制器ECU指令，对摇臂内机油加压，压力机油推动定时柱塞移动，使得同步柱塞将高速摇臂与主副摇臂刚性连接，此时低速凸轮虽然转动，但处于空转状态，并不参与工作，从而4支活塞共同工作，以适应高速运转。

主要是控制同步柱塞连接的是高速摇臂还是低速摇臂。

2.3宝马Valvetronic宝马760豪华轿车引擎采用的可变气门正时技术Valvetronic与保时捷Variocam、本田VTEC相同的技术还有很多，例如丰田VVT-i，通用ECOtec系列引擎的VVT等等，这些技术能够改变气门升程，但是局限性在于，这些技术都只有“两段式”可调，在气门行程进行变化的一颗会感觉到顿挫感。

由此，宝马对气门行程的调节煞费苦心，开发了一套可以连续可变的气门正时技术，目前号称最具科技含量的气门正时技术。

与众不同的是，宝马采用的是电机驱动的方式，电机的周相运动通过蜗杆传动齿轮，准变为摇臂的控制角度变化，然后在凸轮轴的驱动下由摇臂带动气门运动。

通过改变摇臂的角度即可改变气门的行程。

由于采用了电机控制，在ECU指令下电机能够“无极”变化角度，使得气门升程的改变并不影响引擎工作，没有顿挫感，也更能有针对性地对每个转速范围进行细致的配气分析。

电机连续改变摇臂的角度，进而改变气门的升程，这时候不用改变凸轮轴。

2.4丰田VVT-iVVT-i是丰田独有的领先发动机技术，VVT-i （Variable Valve Timing and Lift with intelligence）的意思是“智能可变配气正时系统”。

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，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，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，有效提高汽车的功率与性能，减少油耗和废气排放。

目前丰田皇冠、锐志等车型采用的是双VVT-i技术，简单的说，就是在原有VVT-i对进气阀门进行控制的基础上，双VVT-i对排气阀门也进行控制。

电脑根据发动机转速、节气门的开度，对开闭双方的阀门进行连续的调节，可以在全转速范围内提高进排气效率和提高扭矩2.5雷诺—日产CVTC雷诺、日产合并之后，多项技术都在集团内部进行共用。

其中就包括日产潜心研究的CVTC 连续可变气门正时系统。

其原理与本田VTEC接近，也是采用液压作用改变凸轮轴同步齿形带轮与凸轮轴末端的夹角，从而改变配气正时角。

多个正时齿轮在凸轮轴与正时齿轮之间有高压油区和低压油区。

只要调节两个油区之间的压力差，就能改变配气正时角了。

两个油区的油压通过油压控制阀调节的。

当高压油路（图中红色的通道）接通时，整个油室处于加压状态，凸轮轴顺时针偏转一定角度，配气正时被推迟，重叠角增大，适用于低转速；当电磁阀控制黄色区域压力高于红色区域压力时，凸轮轴逆时针偏转一定角度，配气正时被提前，这样重叠角减小，适用于高转速。

2.6起亚CVVTCVVT（连续可变气门正时系统）的工作原理与VVTI并无差别，只有控制气门正时没有控制气门升程的功能。

因此引擎只会改变吸、排气的时间差，无法改变进气量。

简单来说它的工作原理就是当发动机由低速向高速转换时，电子计算机就自动地将机油压向进气凸轮轴驱动齿轮内的小涡轮，这样，在压力的作用下，小涡轮就相对于齿轮壳旋转一定的角度，从而使凸轮轴在60度的范围内向前或向后旋转，从而改变进气门开启的时刻，达到连续调节气门正时的目的。

所以在上述结构的作用下，可以保证发动机按照不同的路况改变气门开启、关闭时间，在保证输出足够牵引力的同时提高燃油经济性。

另有消息，国内首款CVVT发动机已于今年8月在吉利汽车公司量产，吉利的中级车远景将搭载该型号的1.8L发动机。

2.7马自达S-VTS-VT（持续气门正时）与本田的VTEC有很大的区别，马自达使用了一个静态凸轮轴，而凸轮轴轴被安装到了一个齿轮嵌齿上，该嵌齿可以加快或者减缓轴的旋转速度。