目录 I.可变配气机构 II. VVT的结构及控制机理 III. VVT的实验分析I、可变配气机构 一、配气机构简介 1、功用 按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时 开闭各气缸的进、排气门，使新鲜充量(汽油机为可燃混合气)得以及 时进入气缸，废气得以及时从气缸排出 2、充量系数表示充满气缸的程度(0.8-0.9，增压可能>1)↑→新鲜充量↑→燃烧放出热值↑→功率↑→转矩↑→动力性↑ 3、可变配气机构 发动机工况 提前或滞后开闭进排气 门 合适的气门正时→充气效率↑ →动力性和经济性↑ →低速转矩↑，改善废气排放↑, 怠速稳定性和低速平稳性↑ 因此，可变配气系统技术广泛应用与发动机上I、可变配气机构 4、可变配气机构分类 u 可变气门升程VVL (Variable Valve Lift) VVA u 可变进气系统VIS (Variable Valve System) 传统凸轮轴可变机构 u 可变气门正时VVT (Variable Valve Timing) 无凸轮机构包括电磁式、电气式及电液式全可变气门机构 典型机构：VTEC机构、VVT-i、张紧轮式VVT、叶片式VVT、可变升程机构 u VVA技术的发展趋势与分类、如图1传统→机械式由图 凸轮轴→无凸轮轴非连续可变→连续可变这里主要介绍叶片式VVTII、VVT的结构及控制机理 u配气相位Ø 气门正时（配气相位）是以曲轴转角表示的 进/排气门开启时刻和气门开启延续时间，通 常以配气相位环形图2表示。
由 Ø 图3：通过VVT系统的调节，使发动机性能在 全部工况范围内都达到最优，改善发动机油 耗及排放图2 配气相位图图3 发动机速度特性表1II、VVT的结构及控制机理uVVT 系统分类及特点：Ø一般VVT 系统：IVVT 、EVVT 、DVVT，随设计要求而定ØVVT 系统调整特性与发动机性能不同的发动机工况(转速、负荷、温度等)，要求不同的配气相位因为当 发动机工况(如转速)改变时，由于进气流速和强制排气时期的废气流速也 随之改变，因此在气门晚关期间利用气流惯性增加进气和促进排气的效果 将会不同VVT 系统会随发动机工况不同而调整其特性以满足发动机不同 性能需求，具体如表2、表3 所示II、VVT的结构及控制机理Ø进排气VVT系统调整特性II、VVT的结构及控制机理uVVT 系统构造及工作原理ØVVT 总成构造（叶片式）VVT 总成主要由正时链（皮带）轮、定子（壳体）、转子、锁销、回位弹 簧（排气VVT）及密封组件等部分组成，如图4 所示转子与凸轮轴相连， 正时时带动凸轮轴转动，定子通过螺栓固定在链轮上图4 VVT总成构造(带回位弹簧)II、VVT的结构及控制机理u机油控制阀(OCV)构造ØOCV 主要由阀体(含电磁线圈、控制模块接头等)、滑阀、复位弹簧等部 分组成 如图5所示Ø在这里，OCV供油槽是来自机油泵主油道的机油,其压力>提前腔和滞后腔 进油槽压力P>回油槽压力TII、VVT的结构及控制机理uVVT系统的控制机理在不同工况下OCV电磁阀 VVT(提前 或滞后 )ECU 相位传感器VVT系统控制图II、VVT的结构及控制机理uVVT工作原理 滞后：VVT通过相位传感器接到从ECU传给电磁阀的信号，要 完成相位滞后状态，此时叶片位于相位最提前状态，从主油 道过来的高压油经过凸轮轴油道进入滞后腔，当油压大于锁 止销弹性压力时，锁止销压缩弹簧解锁，VVT逆时针转动， 此时滞后腔油压为P>提前腔压力T，叶片两侧有压力差，此时滞后腔进油，提前腔中低压油通过油道随凸轮轴环形带泄油，当叶片转到最滞后位置，完成相位滞后过程。
同理提前过程图6II、VVT的结构及控制机理II、VVT的结构及控制机理uOCV电磁阀工作原理OCV 按照ECU 的指令，通过滑阀(Spool Valve)的轴向位置来调节机油的流向，使叶片相对壳体转动，从而实现对配气相位的调节及控制Ø电磁阀由PMW脉宽信号输入l系统工作电压通常为10～16Vl占空比通常由128Hz的脉宽来调节l在闭环控制方式中，约15ms执行一次循环II、VVT的结构及控制机理u电磁控制阀：占空比最大状态(提前)供油方向BAII、VVT的结构及控制机理u电磁控制阀：中等占空比状态供油孔阻塞BA15II、VVT的结构及控制机理供油方向BA泻油孔u电磁控制阀：断电状态(滞后)II、VVT的结构及控制机理uVVT发动机结构和工作原理演示III、VVT的实验分析uVVT 机构在发动机燃烧中的影响分析以某款2.0L 直列4 缸DOHC 自然吸气汽油机为基础, 用软件模拟分析 进、排气门开启和关闭时刻的不同对发动机性能的影响表1 整车的参数表2 变速器参数表3 90km / h 等速行驶优化油耗数据表4 120km / h 等速行驶优化油耗数据结论: 以90km/ h 等速行驶时采用VVT 技术可节省燃料消耗14.4%; 进气门提前 53 °, 排气门不变。
结论: 以120km/ h 等速行驶时采用VVT 技术 可节省燃料消耗7.7%; 进气门提前43°, 排气 门基本不变III、VVT的实验分析表5 分段等速行驶优化油耗数据 由表作图表6 分段加速行驶优化油耗数据由表作图III、VVT的实验分析u分析结论ØVVT 在整车低速行驶时省油非常明显, 而在高速时, 效果有所降 低因为该发动机在设计时, 是以高速省油为目标, 在设计进、排 气门相位角时, 优先考虑高速的经济性ØVVT 在匀速行驶工况下, 省油明显因为在加速过程中, 发动机负 荷加大, 需要提高充气效率, 所以调整气门重叠角不能过大, 因此与 原来进气相位角相差45°~ 50°,而匀速行驶, 负荷相比较低, 气门重 叠角比较大(与原来相位角相差50°以上), 进气管负压降低, 减少动 力损失, 因此油耗明显分析结论III、VVT的实验分析uCVVT 发动机与普通汽油机万有特性的对比Ø对象：4 缸直列、16 气门汽油机Ø设备：电涡流测功机、火花塞式压力传 感器、油耗仪、DSP 多通道数据采集系统Ø发动机CVVT的万有特性图1 和图2 中曲线为燃油消耗率的等值线，对比图1 和图2 可以看出, CVVT 发动机的低燃油消耗率的分布区域比普 通汽油机的宽广。
由此可知CVVT 发动机具有更经济、适用范围广的优 点表1 发动机技术参数III、VVT的实验分析uCVVT 调节相位的万有特性 Ø 图3 为发动机CVVT 调节的万有特性图中等位线为CVVT 动作的凸轮转 角，从图中可以看出, CVVT 动作比较大的区域是2 000～5 000 r /min的 转速范围、20～80 kW功率的范围内, 该转速和功率范围正是发动机最常 工作的区域, 是希望经济性好的区域对比图1 万有特性可以得到, 发动机 在这个区域也是经济性最好的区域 Ø 由图3： Ø a. 功率较小且转速较低时, CVVT 动作较小这是 因为如果进气门迟关角较大, 会有严重的进气倒流 产生, 而采用CVVT 系统减小进气门迟关角, 可以有 效避免进气倒流, 保证充气效率, 从而达到改善燃烧 稳定性、提高燃油经济性的目的 Ø b.转速较高时, CVVT 动作较大, 进气迟关角 增大这是为了最大限度地利用惯性充气, 提高充 气效率, 以满足动力性要求请领导点评！问题解答1.相位提前，顺时针？曲轴。