3.可变气门正时(VVT)

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1、3.可变气门正时（VVT技术）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，就需要利用气流的进气惯性，气门要早开晚关，以满足满足进气充足，排气干净的要求。  这种情况下，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”。重叠持续的相对时程可以用此间活塞运行配气相位的相对角度来衡量，这样就可以抛开转速，把它作为系统的固有特性来看待了。这种重叠的角度通常都很小，可是对发动机性能的影响却相当大。那么这个角度多大为宜呢？我们知道，发动机转速越高，每个汽缸一个周期内留给吸气和

2、排气的绝对时间也越短，因此想要达到较好的充气效率，这时发动机需要尽可能长的吸气和排气时间。显然，当转速越高时，要求的重叠角度越大。也就是说，如果配气机构的设计是对高转速工况优化的，发动机容易在较高的转速下，获得较大的峰值功率。但在低转速工况下，过大的重叠角则会使得废气过多的泻入进气岐管，吸气量反而会下降，气缸内气流也会紊乱，此时ECU也会难以对空燃比进行精确的控制，从而导致怠速不稳，低速扭矩偏低。相反，如果配气机构只对低转速工况优化，发动机的就无法在高转速下达到较高的峰值功率。所以传统的发动机都是一个折衷方案，不可能在两种截然不同的工况下都达到最优状态。  4所以为了解决这个问题

3、，就要求配气相位角大小可以根据转速和负载的不同进行调节，高低转速下都可以获得理想的进气量从而提升发动机燃烧效率，这就是可变气门正时技术开发的初衷。在低速和怠速工况下，系统缩小进排气时间使得配气相位的重叠角减小，从而改善低速下的扭矩表现，而高速下则适当增加配气相位重叠角以提高提升马力。发动机可变气门正时技术(VVT,VariableValveTiming)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。　　合理选择配气正时，保证最好的充气效率，是改善发动机性能极为重要的技术问题。分

4、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影响最大。如迟闭角为40°时，充气效率在约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，充气效率也下降。不同的进气迟闭角与充气效率最大值相当的转速不同，一般迟闭角增大，与充气效率最大值相当的转速也增加。迟闭角为40°与迟闭

5、角为60°的充气效率相比，曲线最大值相当的转速分别为1800r/min和2200r/min4。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，更确切地说，加大进气门迟闭角，高转速时充气效率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，应当具有一定程度的灵活性。显然，对于传统固定的凸轮轴挺杆气门机构来说，由于在工作中

6、无法做出相应的调整，也就难于达到上述要求，因而限制了发动机性能的进一步提高。　　帕萨特（Passat）B5轿车选用2.8升V6发动机，该发动机对可变气门正时进行了特别设计。从发动机上方观察，排气凸轮轴安装在外侧，进气凸轮轴安装在内侧。曲轴通过齿形皮带首先驱动排气凸轮轴，排气凸轮轴通过链条驱动进气凸轮轴。PassatB5发动机所应用的可变气门正时系统，是通过微机控制可变气门调节器上升和下降获得齿形皮带轮与进气凸轮（进气门）的相对位置变化，这种结构属于凸轮轴配气相位可变结构，一般可调整20°～30°（曲轴转角）。由于这种机构的凸轮轴、凸轮形线及进气持续角均不变，虽然高速时可以加大进气

7、迟闭角，但是气门叠开角却减小，这是它的缺点。4双VVT-i与VVT不同的是：双VVT-i不仅对进气门进行干预，同时还对排气门也进行干预，效果上就比单单对进气门进行调整要好些。二者的原理一样，只是双VVT-i是对进气门、排气门的同时调整。在正时气门技术的应用方面，应用最早、当时技术最好的是德国宝马（BMW）公司，双VVT-i技术也是BMW首先研发并应用，丰田只是后续跟进。其实正时气门技术对当今发动机技术来说，现在已经算是标配技术，已经不是什么最先进的技术，主流汽车公司都掌握并应用了