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1、氣門正時技術概述

　　發(fā)動機的進氣門和排氣門的開啟開始與關閉終止的時刻，通常 以曲 軸轉角來表示，稱為氣門正時角。從氣門正時圖（見）上可以看出活塞從上止點移到下 正 點的進氣過程中（淺灰色），進氣門會提前開啟（α）和延遲關閉（β）。 當 發(fā)動機作功完畢，活塞從下止點移到上止點的排氣過程中（深灰色），排氣門會提前開啟 （γ）和延遲關閉（δ）。發(fā)動機工作時的轉速很高，四沖程發(fā)動機的一個 工作行程僅需千分之幾秒，這么短促的時間往往會引起發(fā)動機進氣不足，排氣不凈，造成功 率下降。

　　因此，為了解決這一個問題，一般發(fā)動機都采用延 長進、排氣 門的開啟時間，增大氣體的進出容量以改善進、排氣門的工作狀態(tài)，借以提高發(fā) 動機的性 能。

　　技術是近些年來被逐漸應用于現(xiàn)代轎車上的 新技術中的一種， 采用智能可變氣門正時技術的發(fā)動機在低轉速時，氣門重疊角相對小一 些，讓氣門提前打 開和延時關閉的時間更長一些；那么在高轉速情況下，氣門重疊角就變大 一些，讓氣門提 前開啟和延時關閉的時間減短，這樣發(fā)動機在各個工況都能得到充分的進 氣，從而提高了 發(fā)動機的工作效率，也讓發(fā)動機在低轉時能有充分的扭力輸出，高轉速時能 有更強大的功 率輸出，讓發(fā)動機扭力輸出得更平穩(wěn)，特性曲線更線性。

　　2、發(fā)動機智 能可變氣門正時系統(tǒng)的組成及工作原理

　　2.1VVT－i系統(tǒng)的組成

　　VVT－i系統(tǒng) 主要由以下四部分組成：

　　1）傳感器，曲軸位置傳感器、進氣歧 管空氣壓力傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、水溫傳 感器和凸輪軸位置傳感器等負責收集發(fā)動機 負載狀況并反饋信息到ECU.

　　2）電子控制單元ECU，ECU儲 存了最佳氣門正時參數(shù)值，ECU收集傳感器信息并與 預定參數(shù)值進行對比計算，計算出修 正參數(shù)并發(fā)出指令到控制凸輪軸正時液壓控制閥。

　　3）凸 輪軸正時液壓控制閥，根據(jù)ECU指令控制機油槽閥的位置， 也就是改變液壓流量，把提 前、滯后、保持不變等信號指令選擇輸送至可變氣門正時控制 器的不同油道上。

　　出了此系統(tǒng)的優(yōu)點、發(fā)展趨勢。

　　 4）可變氣門正時控制器，安裝在排氣凸輪軸上的，稱為葉片式可變氣門正時控制器， 安裝 在進氣凸輪軸上的，稱為螺旋槽式可變氣門正時控制器。兩者構造有些不同，但作用 相同。

　　2.2VVT－i系統(tǒng)的控制及工作原理

　　由3可見，VVT－i發(fā)動機的ECU內儲存了最佳氣門正時參數(shù) 值，在各種行駛工況下 ECU自動搜尋氣門正時實際值，并與其內部的氣門正時目標值對比 修正，計算出一個對應 發(fā)動機轉速、進氣量、節(jié)氣門位置和冷卻水溫度的最佳氣門正時，并 發(fā)出指令控制凸輪軸 正時液壓控制閥，控制閥根據(jù)ECU指令控制機油槽閥的位置，也就是 改變液壓流量，把提 前、滯后、保持不變等信號指令選擇輸送至VVT－i控制器的不同油道 上。

　　VVT－i發(fā)動機的ECU同時綜合曲軸位置傳感器、進氣歧 管空氣壓力傳感器、節(jié)氣門位 置傳感器、水溫傳感器和凸輪軸位置傳感器等反饋信息來感知 實際氣門正時，然后再執(zhí)行 反饋控制，補償系統(tǒng)誤差，達到最佳氣門正時的位置，從而能有 效地提高汽車的功率與性 能，盡量減少耗油量和廢氣排放。

　　 3、發(fā)動機智能可變氣門正時系 統(tǒng)的優(yōu)勢

　　3.1整個發(fā)動機的 運轉更為線性

　　 VVT－i發(fā)動機由于氣門的配氣正時連 續(xù)可變，所以發(fā)動機在各個工況下都可以獲得相應的 最合適的氣門疊加角，發(fā)動機的功率和 扭力輸出將會更平穩(wěn)，特性曲線更加線性。

　　3.2更好的扭力和功率 輸出

　　VVT－i發(fā)動 機同時兼顧高低轉速的動力輸 出。引擎的轉速能夠設計得更高，因而獲得更多的功率輸 出。低轉速時，采用較大的氣門疊 加角，可以改善低速時的扭力；高速時采用較小的氣門 疊加角，可以提升發(fā)動機的功率。如 此一來，可以改善發(fā)動機在低轉速和高轉速的配氣狀 況，從而可以保證發(fā)動機在高低轉速時 的扭力和功率輸出都會超過傳統(tǒng)發(fā)動機。

　　3.3更好的燃油經(jīng)濟性

　　由于發(fā)動機在各個 工況下都可以獲得相應的最合適 的氣門疊加角，所以燃油燃燒效率更高，從而在提高扭力 和功率輸出的前提下減少了有效地 燃油消耗和廢氣排放。

　　3.4增強了 低轉速時操縱靈活性

　　采用了可變氣門正時技術，發(fā)動VVT －i系統(tǒng)框圖VVT－i系統(tǒng)的 組成機在低轉速時能增加扭力輸出，大大增強駕駛的操縱靈活 性。

　　3.5系統(tǒng)結構 簡單

　　雖然VVT－i的優(yōu)勢很多， 但是它的技術并不 復雜，對于發(fā)動機的工作強度沒有提出更高的要求。工藝要求也比傳統(tǒng) 發(fā)動機的要求高不了 多少，因此制造成本并不算貴。它的硬件成本僅僅是在凸輪軸上裝配 一個液壓閥，通過電磁 閥控制液壓閥的轉動達到改變凸輪軸角度的目的，從而改變發(fā)動機 的氣門正時。

　　4、總結

　　綜上所述，VVT－i發(fā)動機 與傳統(tǒng)發(fā)動機相比。主要技術區(qū)別就是在氣門正時的連續(xù)可變。在自動控制技術的幫助下， 傳統(tǒng)發(fā)動機固定的氣門重疊角，在計算機的控制下隨行車狀況的改變而改變。以往難以解決 的設計矛盾，如今已經(jīng)在計算機的幫助下實現(xiàn)各個工況的最佳配合。之所以許多廠家沒有將 所有的發(fā)動機都匹配VVT－i，是因為軟件方面的制約――設計一套精確合適的配氣控制軟 件，不是每款發(fā)動機都可以輕松做到的，它需要整體設計和匹配。可以預見，未來的汽車發(fā) 展方向應該是機構控制的自動化和操作的智能化。