可变进气系统课件

可变进气系统可变进气系统 可变进气系统 1功能功能自自然然进进气气的的现现代代汽汽油油发发动动机机，利利用用可可变变进进系系统统，以以达达到到提提高高低、中转速及高转速时的转矩目的。低、中转速及高转速时的转矩目的。可变进气系统的种类可变进气系统的种类 1 1利利用用可可变变进进气气歧歧管管长长度度及及断断面面积积之之方方式式时时，在在低低、中中转转速速，空空气气必必须须经经过过较较细细长长进进气气歧歧管管，由由于于进进气气流流速速快快，且且进进气气脉脉动动惯惯性性增增压压的的结结果果，使使较较多多的的混混合合气气进进入入气气缸缸，提提高高转转矩矩输输出出；而而在在高高转转速速时时，空空气气则则经经过过较较短短的的进进气气歧歧管管，管管径变大，进气阻力小，充填效高，径变大，进气阻力小，充填效高，以维持高转矩输出以维持高转矩输出。2 2利用可变进气道之方式时，在利用可变进气道之方式时，在低转速低转速，一个进气道被，一个进气道被控制阀封闭，控制阀封闭，仅一个进气道气仅一个进气道气，进气气流增快，提高进气惯，进气气流增快，提高进气惯性，改善进气效率，且造成强横涡流或纵涡流，使燃烧迅速性，改善进气效率，且造成强横涡流或纵涡流，使燃烧迅速因而提高转矩输出；而在因而提高转矩输出；而在高转速时，两个进气道均进气高转速时，两个进气道均进气，进，进气充足，可维持高转矩输出气充足，可维持高转矩输出 功能2一、一、可变进气歧管长度及断面积式可变进气歧管长度及断面积式 1 1控制阀装在较粗短的副进气歧管上，当发动机低、控制阀装在较粗短的副进气歧管上，当发动机低、中转速时，控制阀关闭，空气从较细长的主进气歧管进入气中转速时，控制阀关闭，空气从较细长的主进气歧管进入气缸；当发动机高转速时，控制阀打开，空气从主副进气歧管缸；当发动机高转速时，控制阀打开，空气从主副进气歧管进入气缸。进入气缸。一、可变进气歧管长度及断面积式3本田汽车采用的可变进气系统本田汽车采用的可变进气系统 本田汽车采用的可变进气系统 4日产汽车采用的可变进气系统日产汽车采用的可变进气系统 日产汽车采用的可变进气系统 5如图丰田汽车公司采用的进气控制系统如图丰田汽车公司采用的进气控制系统(Acoustic(Acoustic controlinduc-tion systemcontrolinduc-tion system，ACIS)ACIS)，其控制阀是装在每个，其控制阀是装在每个气缸的进气室气缸的进气室2 2之前，当发动机低、中转速时，控制阀关闭，之前，当发动机低、中转速时，控制阀关闭，可得到延长进气歧管长度相同的效应；当发动机高转速时，可得到延长进气歧管长度相同的效应；当发动机高转速时，控制阀打开，可得到缩短进气歧管长度相同的效应。控制阀打开，可得到缩短进气歧管长度相同的效应。如图丰田汽车公司采用的进气控制系统(Acoustic con6丰田汽车采用的进气控制系统作用丰田汽车采用的进气控制系统作用 丰田汽车采用的进气控制系统作用 7如图为福特汽车公司采如图为福特汽车公司采用的可变进气控制系统用的可变进气控制系统(Variable induction(Variable induction control systemcontrol system，VICS)VICS)，以发动机转速，以发动机转速4800r4800rminmin为控制阀关为控制阀关闭或打开的切换点，可闭或打开的切换点，可改变进气室与进气歧管改变进气室与进气歧管间的路径长度，以达到间的路径长度，以达到如图所示，利用控制阀如图所示，利用控制阀的闭开，可得到较高的的闭开，可得到较高的转矩及较宽的转矩带。转矩及较宽的转矩带。如图为福特汽车公司采用的可变进气控制系统(Variable 8可变进气系统课件9SAABSAAB汽车采用的可变进气歧管汽车采用的可变进气歧管 SAAB汽车采用的可变进气歧管 10如图为富豪汽车公司采用如图为富豪汽车公司采用之可变进气系统之可变进气系统(VOLVO(VOLVO Variable induction Variable induction systen V-VIS)systen V-VIS)，有两条，有两条平行但不等长的进气歧管，平行但不等长的进气歧管，控制阀也是装在短进气歧控制阀也是装在短进气歧管上，低转速时关，管上，低转速时关，i i转转速时开，可维持高转矩在速时开，可维持高转矩在宽广的范围内。宽广的范围内。如图为富豪汽车公司采用之可变进气系统(VOLVO Varia11如图是可变进气歧管长度及断面积式，但其控制阀系依发动机转如图是可变进气歧管长度及断面积式，但其控制阀系依发动机转速而渐改变开度，与上述各种系统的控制阀开启方式不相同。转速而渐改变开度，与上述各种系统的控制阀开启方式不相同。转矩与控制阀开度之关系如图所示。矩与控制阀开度之关系如图所示。可变进气歧管长度及断面积式进气系统的构造可变进气歧管长度及断面积式进气系统的构造如图是可变进气歧管长度及断面积式，但其控制阀系依发动机转速而12(1)(1)低低转转速速时时：副副进进气气歧歧管管上上的的控控制制阀阀全全关关，进进气气流流速速快快，加加上上进进气惯性效果，使充填效率提高，故输出转矩增加。气惯性效果，使充填效率提高，故输出转矩增加。(2)(2)中中转转速速时时：发发动动机机转转速速上上升升，控控制制阀阀慢慢慢慢打打开开，进进气气歧歧管管的的断断面面积积增增大大，使使进进气气阻阻力力减减小小，加加上上进进气气惯惯性性效效果果，故故输输出出转转矩增加。矩增加。(3)(3)高转速时：控制阀全开，进气断面积最大，进气阻力最小，高转速时：控制阀全开，进气断面积最大，进气阻力最小，充填效率最高，发动机输出马力及转矩均增加。充填效率最高，发动机输出马力及转矩均增加。(1)低转速时：副进气歧管上的控制阀全关，进气流速快，加上进13二、可变进气道式二、可变进气道式 如图所示为丰田汽车公司采用的可变进气系统如图所示为丰田汽车公司采用的可变进气系统(TOYOTA(TOYOTA Variable induction systemVariable induction system，T-VIS)T-VIS)，系可变进气道式，在两，系可变进气道式，在两个进气道的其中一个装上控制阀，低、中转速时控制阀关闭，高个进气道的其中一个装上控制阀，低、中转速时控制阀关闭，高转速时控制阀打开，可得到如图所示的结果，以提高低转速时的转速时控制阀打开，可得到如图所示的结果，以提高低转速时的转矩，同时也不会影响四气门发动机在高转速时高输出的特性。转矩，同时也不会影响四气门发动机在高转速时高输出的特性。二、可变进气道式14采用可变进气系统的功能采用可变进气系统的功能 采用可变进气系统的功能 15长进气道长进气道发动机在低转速时，空气经过长的进气发动机在低转速时，空气经过长的进气道，使气缸充气最佳，且扭矩增大。道，使气缸充气最佳，且扭矩增大。短进气道短进气道发动机在高转速时，空气流经短进气道，发动机在高转速时，空气流经短进气道，可提高效率。可提高效率。真空单真空单元元进气道进气道新技术新技术可变进气道可变进气道短进气道真空单元进气道新技术可变进气道161-油封油封 更换更换 注意安装位置注意安装位置2-10 Nm3-10 Nm4-O 型环型环 用于喷油阀用于喷油阀 更换更换5-燃油分配管燃油分配管 带喷油阀带喷油阀6-10 Nm7-10 Nm8-上部冷却液管上部冷却液管9-10 Nm10-O型环型环 用于上部冷却液管用于上部冷却液管 更换更换11-进气管进气管 检查转换功能检查转换功能:12-20 Nm13-Sttze 用于进气歧管用于进气歧管14-25 Nm1-油封10-O型环1711-真空控制单元真空控制单元2-压力弹簧压力弹簧3-转换辊转换辊4-进气歧管进气歧管5-单向阀单向阀安装位置安装位置 蓝色一侧朝蓝色一侧朝Y件件6-Y-件件7-进气歧管转换阀进气歧管转换阀-N1568-10 Nm9-固定板固定板10-橡胶套橡胶套11-隔套隔套12-垫圈垫圈 锥面朝进气歧管锥面朝进气歧管13-油封油封损坏时，必须更换损坏时，必须更换14-油封油封用于转换辊用于转换辊15-6 Nm1-真空控制单元8-10 Nm18可变进气系统课件19扭矩带进气歧管转换的发动机扭矩曲线固定式进气歧管的扭矩曲线扭矩功率扭矩带进气歧管转换的发动机扭矩曲线固定式进气歧管的扭矩曲线扭20功率带进气歧管转换的功率曲线 固定式进气歧管的功率曲线扭矩功率功率带进气歧管转换的功率曲线 固定式进气歧管的功率曲线扭矩功21可变可变气门正时系统气门正时系统 可变气门正时系统 22配气相位配气相位 进气门早开角：进气顺畅进气门早开角：进气顺畅 进气门晚关角：利用惯性，进气门晚关角：利用惯性，增加气量增加气量 排气提前角：尽早自由排排气提前角：尽早自由排气气 排气迟后角：利用惯性，排气迟后角：利用惯性，减少废气残余减少废气残余1030 4080 4080 1030 以曲轴转角表示的进排气门开闭时刻及其开启持续的时以曲轴转角表示的进排气门开闭时刻及其开启持续的时间，称为间，称为配气相位配气相位。配气相位进气门早开角：进气顺畅1030 4023配气相位配气相位以曲轴转角表示的进排气门开闭时以曲轴转角表示的进排气门开闭时刻及其开启持续的时间，称为刻及其开启持续的时间，称为配气配气相位相位。1030 4080 4080 1030 配气相位以曲轴转角表示的进排气门开闭时刻及其开启持续的时间24进气门开、关时刻：进气门开、关时刻：发动机转速低时，进气管内混合发动机转速低时，进气管内混合气随活塞运动，活塞运动慢气随活塞运动，活塞运动慢。进气门应提前关闭，以避免混合进气门应提前关闭，以避免混合气回流进气管。气回流进气管。发动机低速时，进气凸轮轴相位发动机低速时，进气凸轮轴相位应提前调整。应提前调整。2.2.3可变进气相位可变进气相位进气门开、关时刻：2.2.3可变进气相位25进气门开、关时刻：进气门开、关时刻：发动机转速高时，进气管内气流快，发动机转速高时，进气管内气流快，活塞在向上运动过程中，混合气应活塞在向上运动过程中，混合气应可继续涌入气缸，为增加混合气量，可继续涌入气缸，为增加混合气量，进气门延迟关闭。进气门延迟关闭。进气门开、关时刻：26日日产产汽汽车车公公司司的的VTCVTC设设计计，是是在在一一定定的的作作用用条条件件时时，使使进进气气门门提提早早打打开开，发发动动机机可可在在较较低低转转速速时时产产生生较较高高转转矩矩，可可变变气门正时只有一段变化气门正时只有一段变化；而而丰丰田田汽汽车车公公司司的的VVT-iVVT-i设设计计与与宝宝马马BMWBMW汽汽车车公公司司的的VANOSVANOS设设计计，均均为为连连续续可可变变气气门门正正时时系系统统，气气门门开开度度即即举举升升是是一一定定的的，但但气气门门开开闭闭时时间间随随发发动动机机转转速速与与负负荷荷而而连连续续可可变变，可可达达到到省省油油、怠怠速速稳稳定定、提提高高转转矩矩、增增大大动动力力输输出出及及减减少少排排气污染的目的。气污染的目的。本田汽车公司的本田汽车公司的VTECVTEC设计，系可变气门正时与举升系统，设计，系可变气门正时与举升系统，其气门打开的举升可变其气门打开的举升可变，但气门举升改变是分段式，目前，但气门举升改变是分段式，目前最多分成三段，同样可达到低转速时省油、稳定、转矩提最多分成三段，同样可达到低转速时省油、稳定、转矩提高，及高转速时增大动力输出的目的。高，及高转速时增大动力输出的目的。日产汽车公司的VTC设计，是在一定的作用条件时，使进气门提早27一、一、VTCVTC 日日产产汽汽车车公公司司称称为为气气门门正正时时控控制制(Valve(Valve timing timing controlcontrol，VTC)VTC)，仅仅改改变变进进气气门门的的气门正时气门正时。由进气凸轮轴前由进气凸轮轴前端之控制器总成、端之控制器总成、气门正时控制电气门正时控制电磁阀、磁阀、ECMECM及各传及各传感器所构成。感器所构成。一、VTC 28VTCVTC电路控制方块图电路控制方块图 VTC电路控制方块图 29ECMECM由各传感器信号，使气门正时控制电磁阀由各传感器信号，使气门正时控制电磁阀OFFOFF或或ONON。当电磁当电磁阀阀OFFOFF时时，电磁阀打开，油压从电磁阀泄放，电磁阀打开，油压从电磁阀泄放，进气门正常时间开进气门正常时间开闭闭，由于无气门重叠角度，故怠速平稳；且由于进气门较晚关，由于无气门重叠角度，故怠速平稳；且由于进气门较晚关，故高转速时充填效率高。故高转速时充填效率高。当电磁阀当电磁阀ONON时时，电磁阀关闭，油压进，电磁阀关闭，油压进入控制器，使入控制器，使进气凸轮轴位置改变进气凸轮轴位置改变即可得到较高转矩。即可得到较高转矩。ECM由各传感器信号，使气门正时控制电磁阀OFF或ON。当电30二、二、VANUSVANUS1 1宝马汽车公司称为可变凸轮轴控制宝马汽车公司称为可变凸轮轴控制(Variable camshaR(Variable camshaR contrl)contrl)，为，为连续可变气门正时系统连续可变气门正时系统。目前目前BMWBMW汽车的新汽车的新3 3系列及其他系列汽车均已陆续采用系列及其他系列汽车均已陆续采用Double Double VANOSVANOS，为，为双可变凸轮轴控制双可变凸轮轴控制，即进、排气凸轮轴均有，即进、排气凸轮轴均有VANOSVANOS装装置，进气门的可变角度达置，进气门的可变角度达4040度，而排气门为连续可变。度，而排气门为连续可变。在不同转速与负荷时，控制电磁阀的位置，使凸轮轴改变位置，在不同转速与负荷时，控制电磁阀的位置，使凸轮轴改变位置，得到气门正时与重叠角度连续变化，得到气门正时与重叠角度连续变化，在低转速时，凸轮轴位于在低转速时，凸轮轴位于使进气门较晚开之位置使进气门较晚开之位置，减少气门重叠角度；而在，减少气门重叠角度；而在高转速时，高转速时，凸轮轴移到使进气门早开之位置凸轮轴移到使进气门早开之位置，使进气时间提早，并增加气，使进气时间提早，并增加气门重叠角度，如此使怠速稳定，低中转速转矩提高，高转速功门重叠角度，如此使怠速稳定，低中转速转矩提高，高转速功率大，并减少排气污染。率大，并减少排气污染。二、VANUS31排气凸轮轴排气凸轮轴进气凸轮轴进气凸轮轴凸轮轴调节阀凸轮轴调节阀N205液压缸液压缸排气凸轮轴排气凸轮轴进气凸轮进气凸轮轴轴 凸轮轴调整器凸轮轴调整器（与链条张紧器一（与链条张紧器一体）体）排气凸轮轴进气凸轮轴凸轮轴调节阀N205液压缸排气凸轮轴进气32功率调整功率调整调整功率时，链条下部短，上调整功率时，链条下部短，上部长，进气门延迟关闭。部长，进气门延迟关闭。进气管内气流速高，气缸充气进气管内气流速高，气缸充气量足。量足。因此高转速时，功率大。因此高转速时，功率大。排气凸排气凸轮轴轮轴进气凸进气凸轮轴轮轴凸轮轴调整凸轮轴调整器器功率调整排气凸轮轴进气凸轮轴凸轮轴调整器33扭扭 矩调整矩调整凸轮轴调整器向下拉长，于是链条凸轮轴调整器向下拉长，于是链条上部变短，下部变长。上部变短，下部变长。因为排气凸轮轴被齿形带固定了，因为排气凸轮轴被齿形带固定了，此时排气凸轮轴不能被转动，进气此时排气凸轮轴不能被转动，进气凸轮轴被转一个角度，进气门提前凸轮轴被转一个角度，进气门提前关闭。关闭。在这个位置时，在中、低转速，可在这个位置时，在中、低转速，可获得大扭矩输出获得大扭矩输出.扭 矩调整34怠速怠速怠速时，进气门延迟关闭怠速时，进气门延迟关闭.扭矩调整扭矩调整转速在转速在1000rpm以上时，进气门提以上时，进气门提 前关闭。左侧前关闭。左侧凸轮轴调整器向下，右侧调整器向上运动。凸轮轴调整器向下，右侧调整器向上运动。功率调整功率调整 转速在转速在3700rpm以上时，左侧凸轮轴调整器以上时，左侧凸轮轴调整器向上，右侧调整器向下运动，进气门延迟关向上，右侧调整器向下运动，进气门延迟关闭。闭。怠速扭矩调整功率调整 35三、三、VVT-iVVT-i 1 1丰丰田田汽汽车车公公司司称称为为智智能能型型可可变变气气门门正正时时(Variable(Variable valve valve timing-intelligenttiming-intelligent，VVT-i)VVT-i)，为为连连续续可可变变气气门门正正时时系系统统，首首先先应应用用在在丰丰田田汽汽车车的的高高级级房房车车LEXUSLEXUS上上，目目前前国国产产化化的的COROLLACOROLLA、ALTISALTIS及及CAMRYCAMRY也也已已开开始始采采用用。不不同同的的排排气气量量与与发发动动机机时时，进进气气门门的开启度数有不同变化的开启度数有不同变化。2 2VVT-iVVT-i的的设设计计理理念念与与VANOSVANOS相相同同，都都是是移移动动凸凸轮轮轴轴的的位位置置，以以改改变变气气门门正正时时与与气气门门重重叠叠角角度度，只只是是移移动动凸凸轮轮轴轴的的机机构构有有点点不不同。同。3 3VVT-iVVT-i的气门正时连续可变，为的气门正时连续可变，为只针对进气门而设计，如只针对进气门而设计，如图所示，排气门的气门正时是固定的图所示，排气门的气门正时是固定的。气门正时虽然连续可变，。气门正时虽然连续可变，但但举升是固定举升是固定的。的。三、VVT-i36VVT-iVVT-i的气门正时变化的气门正时变化 VVT-i的气门正时变化 374 4VVT-iVVT-i的控制如图所示，的控制如图所示，ECMECM接收传感器信号，经由修正及气接收传感器信号，经由修正及气门正时实际值的回馈，门正时实际值的回馈，确立气门正时目标值确立气门正时目标值，以工作时间比，以工作时间比(Duty ratio)(Duty ratio)的方式的方式控制凸轮轴正时油压控制阀控制凸轮轴正时油压控制阀(CamshaR(CamshaR timing oil control valve)timing oil control valve)，改变油压之方向或油压之进出，改变油压之方向或油压之进出，达到使达到使进气门正时提前、延后或固定进气门正时提前、延后或固定之目的。之目的。4VVT-i的控制如图所示，ECM接收传感器信号，经由修正385 5VVT-iVVT-i的构造与作用的构造与作用 (1)VVT-i (1)VVT-i执行器装在进气凸轮轴前端，凸轮轴正时油压控制阀装执行器装在进气凸轮轴前端，凸轮轴正时油压控制阀装于其侧端。于其侧端。5VVT-i的构造与作用39VVT-i执行器执行器(Actuator)的构造如图所示，的构造如图所示，叶片与进气凸轮轴固定叶片与进气凸轮轴固定在一起，在外壳内，因油压的作用，叶片可在一定角度内旋转，带在一起，在外壳内，因油压的作用，叶片可在一定角度内旋转，带动进气凸轮轴一起旋转，达到进气门正时之连续不同变化；另外锁动进气凸轮轴一起旋转，达到进气门正时之连续不同变化；另外锁定销右侧有油压送入时，柱塞克服弹簧力量向左移，与链轮盘分离，定销右侧有油压送入时，柱塞克服弹簧力量向左移，与链轮盘分离，故叶片可在执行器内左右移动；但无油压进入时，柱塞弹出，叶片故叶片可在执行器内左右移动；但无油压进入时，柱塞弹出，叶片与链轮盘及外壳等联结成一体转动。与链轮盘及外壳等联结成一体转动。VVT-i执行器(Actuator)的构造如图所示，叶片与进40作用：给凸轮轴正时油压电磁阀作用：给凸轮轴正时油压电磁阀ONON，阀柱塞移至最左侧，此时，阀柱塞移至最左侧，此时左油道与机油压力相通，而右油道则为回油，故左油道与机油压力相通，而右油道则为回油，故机油压力将叶机油压力将叶片向凸轮轴旋转方向推动，使进气凸轮轴向前转一角度，进气片向凸轮轴旋转方向推动，使进气凸轮轴向前转一角度，进气门提前开启门提前开启，进排气门重叠开启角度最大。，进排气门重叠开启角度最大。作用：给凸轮轴正时油压电磁阀ON，阀柱塞移至最左侧，此时左油41进气门进气门正时固定正时固定(Hold)(Hold)时：时：ECMECM送出送出ONON时间一定之工作时时间一定之工作时间比信号给凸轮轴正时油压电磁阀，如图示，间比信号给凸轮轴正时油压电磁阀，如图示，阀柱塞保持在阀柱塞保持在中间，堵住左、右油道，此时不进油也不回油，叶片保持在中间，堵住左、右油道，此时不进油也不回油，叶片保持在活动范围的中间活动范围的中间，故进气门开启提前角度较少。，故进气门开启提前角度较少。进气门正时固定时进气门正时固定时VVT-iVVT-i的作用的作用 进气门正时固定(Hold)时：ECM送出ON时间一定之工作42进气门进气门正时延迟正时延迟(Retard)(Retard)时：时：ECMECM送出送出ONON时间较短的工作时时间较短的工作时间比信号给凸轮轴正时油压电磁阀，如图所示，间比信号给凸轮轴正时油压电磁阀，如图所示，阀柱塞移至最阀柱塞移至最右侧，此时左油道回油，右油道与机油压力相通，故机油压力右侧，此时左油道回油，右油道与机油压力相通，故机油压力将叶片逆凸轮轴旋转方向推动，故进气门开启提前角度最少将叶片逆凸轮轴旋转方向推动，故进气门开启提前角度最少。进气门正时延迟时进气门正时延迟时VVT-iVVT-i的作用的作用 进气门正时延迟(Retard)时：ECM送出ON时间较短的43(3)VVT-i(3)VVT-i在各种运转状态及负荷时，进气门的提前在各种运转状态及负荷时，进气门的提前状况及其优点，如表所示。状况及其优点，如表所示。(3)VVT-i在各种运转状态及负荷时，进气门的提前状况及其44四、四、VTECVTEC 1 1本本田田汽汽车车公公司司称称为为电电子子控控制制可可变变气气门门正正时时与与举举升升系系统统(Variable(Variable valve valve timingtiminglift lift electronic electronic control control systemsystem，VTEC)VTEC)，当当改改变变气气门门之之举举升升时时，气气门门正正时时与与气气门门重重叠叠角角度度随随之之改改变。变。2 219801980年代中期，本田汽车公司在可变气门正时系统最早年代中期，本田汽车公司在可变气门正时系统最早开发成功，并应用在量产车上，以现代每缸四气门发动机为例，开发成功，并应用在量产车上，以现代每缸四气门发动机为例，驱动驱动进气门的凸轮轴上有两种不同高度的凸轮进气门的凸轮轴上有两种不同高度的凸轮，利用气门摇臂内，利用气门摇臂内活塞位置的切换，以决定低或高凸轮顶开进气门；活塞位置的切换，以决定低或高凸轮顶开进气门；甚至每缸凸轮甚至每缸凸轮轴上有三种不同高度的进气凸轮轴上有三种不同高度的进气凸轮，也是利用气门摇臂内活塞位置，也是利用气门摇臂内活塞位置之切换，使两支进气门一微开一中开、两支均中开或两支均大开，之切换，使两支进气门一微开一中开、两支均中开或两支均大开，以达到以达到低速时省油、转矩高，中速时转矩与功率输出兼具，高速低速时省油、转矩高，中速时转矩与功率输出兼具，高速时功率大的特点。时功率大的特点。四、VTEC45 3 3如表所示为本田汽车公司五种如表所示为本田汽车公司五种VTECVTEC形式的比较，其中尤以形式的比较，其中尤以DOHC VTECDOHC VTEC型，系进、排气门均可变气门正时与举升，用在本型，系进、排气门均可变气门正时与举升，用在本田跑车田跑车$2000$2000上，是目前自然进气发动机中，每公升上，是目前自然进气发动机中，每公升(即即1,000e1,000ee e)排气量的发动机输出的最高纪录保持者，其排气量的发动机输出的最高纪录保持者，其2 20L0L发动发动机，最大功率输出可达机，最大功率输出可达1 79kW1 79kW，即，即每每1 1OLOL的功率输出达的功率输出达89895kW5kW。3如表所示为本田汽车公司五种VTEC形式的比较，其中尤以46可变进气系统课件474 4SOHC NEW VTECSOHC NEW VTEC，用于阿科德，用于阿科德(ACCORD)(ACCORD)汽车汽车 (1)SOHC NEW VTEC (1)SOHC NEW VTEC 概述概述 现代常用的四气门发动机，由于气门打开举升是固定不变的，现代常用的四气门发动机，由于气门打开举升是固定不变的，若要具有高转速、高输出的性能，就无法兼顾到一般行车常用转若要具有高转速、高输出的性能，就无法兼顾到一般行车常用转速范围之性能，亦即速范围之性能，亦即能高转速、高输出的发动机，在低转速时转能高转速、高输出的发动机，在低转速时转矩不足，怠速稳定性较差，且燃油消耗量较高；而着重于一般回矩不足，怠速稳定性较差，且燃油消耗量较高；而着重于一般回转域转矩输出的二气门发动机，其高转速性能会降低。转域转矩输出的二气门发动机，其高转速性能会降低。因此，能因此，能够适应各种转速变化，具有宽广动力波段的可变气门正时与举升够适应各种转速变化，具有宽广动力波段的可变气门正时与举升机构的发动机，为现代的理想发动机。机构的发动机，为现代的理想发动机。4SOHC NEW VTEC，用于阿科德(ACCORD)汽48SOHC NEW VTECSOHC NEW VTEC的凸轮轴构造的凸轮轴构造 可变气门正时及举升机构，可变气门正时及举升机构，在凸轮轴上，每缸进气门在凸轮轴上，每缸进气门设有一低一高两个低转速设有一低一高两个低转速用凸轮，及一个高转速用用凸轮，及一个高转速用凸轮，如图示。凸轮，如图示。在一般回在一般回转域时，低转速用凸轮驱转域时，低转速用凸轮驱动，动，主进气门开度比副进主进气门开度比副进气门大；气门大；而在高回转域时，而在高回转域时，高转速用凸轮驱动，高转速用凸轮驱动，主副主副进气门以相同开度打开，进气门以相同开度打开，举升比低速时大。举升比低速时大。SOHC NEW VTEC的凸轮轴构造 可变气门正时及举升机49中间摇臂的两端分别是主中间摇臂的两端分别是主摇臂与副摇臂，摇臂与副摇臂，中间摇臂中间摇臂为高转速用，主摇臂与副为高转速用，主摇臂与副摇臂为低转速用摇臂为低转速用。主摇臂。主摇臂内有内有正时活塞与同步活塞正时活塞与同步活塞A，中间摇臂内有，中间摇臂内有同步活塞同步活塞B，副摇臂内有，副摇臂内有止挡活塞止挡活塞。每缸的凸轮轴上有三种不每缸的凸轮轴上有三种不同举升的凸轮，中间凸轮同举升的凸轮，中间凸轮为高回转用，举升最大，为高回转用，举升最大，左右凸轮为低回转用，主左右凸轮为低回转用，主凸轮举升次之，副凸轮举凸轮举升次之，副凸轮举升最小。中间摇臂内有运升最小。中间摇臂内有运动弹簧总成，为辅助定位动弹簧总成，为辅助定位中间摇臂的两端分别是主摇臂与副摇臂，中间摇臂为高转速用，主摇50低转速时各摇臂的动作低转速时各摇臂的动作 低转速时各摇臂的动作 51高转速时：因油压进入，正时活塞向右移，主、副与中高转速时：因油压进入，正时活塞向右移，主、副与中间摇臂被同步活塞间摇臂被同步活塞A A与与B B连接成一体动作，故连接成一体动作，故3 3个摇臂均个摇臂均由中间凸轮由中间凸轮C C以高举升驱动。以高举升驱动。高转速时：因油压进入，正时活塞向右移，主、副与中间摇臂被同步52ECMECM控控制制:电电脑脑依依据据发发动动机机转转速速、发发动动机机负荷、车速及水温的信号控制，负荷、车速及水温的信号控制，ECM控制:电脑依据发动机转速、发动机负荷、车速及水温的信号53 (2)SOHC(2)SOHC 3 3 STAGES VTECSTAGES VTEC 其构造如图所其构造如图所示，具有二组活塞组示，具有二组活塞组及二个油路，气门摇及二个油路，气门摇臂的构造也与二段式臂的构造也与二段式 VTECVTEC不同，如图所示。不同，如图所示。(2)SOHC 3 STAGES VTEC54可变进气系统课件55 三段式三段式VTECVTEC之作用之作用第第一一段段时时：二二个个油油路路都都没没有有油油压压，三三个个气气门门摇摇臂臂都都可可自自由由活活动动，两两支支进进气气门门分分别别由由主主摇摇臂臂与与副副摇摇臂臂驱驱动动，举举升升分分别别是是7mm7mm与与微微开开，使使进进气气涡涡流流强强烈烈，燃燃烧烧完完全全，达达到到低低转转速速时时省省油油及及转转矩矩提提高高的的效效果，如图所示。果，如图所示。第第二二段段时时：上上油油路路送送入入油油压压，活活塞塞移移动动，使使主主摇摇臂臂与与副副摇摇臂臂结结合合为为一一体体，因因此此两两支支进进气气门门均均由由主主摇摇臂臂驱驱动动，亦亦即即由由低低速速凸凸轮轮驱驱动动，举升都是举升都是7mm7mm，以确保中转速时转矩与功率值，如图所示。以确保中转速时转矩与功率值，如图所示。第三段时：上、下油路都送入油压，上油路之油压仍使主、副摇第三段时：上、下油路都送入油压，上油路之油压仍使主、副摇臂结合为一体；下油路送入之油压，使活塞与活塞臂结合为一体；下油路送入之油压，使活塞与活塞C C移动，故中移动，故中间摇臂与主摇臂及副摇臂结合为一体，两支进气门均由中间摇臂间摇臂与主摇臂及副摇臂结合为一体，两支进气门均由中间摇臂驱动，亦即由凸轮高度最高的高速凸轮驱动，驱动，亦即由凸轮高度最高的高速凸轮驱动，两支进气门的举升两支进气门的举升都是都是1 0mm1 0mm，以确保高功率之输出，如图所示。，以确保高功率之输出，如图所示。三段式VTEC之作用56可变进气系统课件57可变进气系统课件58六、可变气门正时六、可变气门正时(与举升与举升)系统的改良、系统的改良、1 1由由以以上上的的说说明明可可了了解解，VANOSVANOS与与VVT-iVVT-i系系统统是是气气门门正正时时随随发发动动机机转转速速与与负负荷荷而而连连续续可可变变，但但举举升升没没有有变变化化，无无法法兼兼顾顾低低转转速速省省油油及及高高转转速速高高功功率率的的需需求求；而而VTECVTEC系系统统是是气气门门正正时时与与举举升升均均可可变变，但但其其举举升升变变化化是是分分成成二二段段或或三三段段，因因此此气气门门正正时时也也是是分段式的变化，无法如分段式的变化，无法如VANOSVANOS与与VVT-iVVT-i般的连续可变般的连续可变。2 2各汽车厂分别针对本身设计，发展出新型的可变气门正各汽车厂分别针对本身设计，发展出新型的可变气门正时与举升系统。时与举升系统。六、可变气门正时(与举升)系统的改良、593 3VVTL-iVVTL-i (1)TOYOTA(1)TOYOTA最最 新新 的的 VVTL-i(Vaffable VVTL-i(Vaffable valve valve timingtiminglift-intelligent)lift-intelligent)，为为连连续续可可变变气气门门正正时时与与二二段段举举升升系系统统，与与VVT-iVVT-i功功能能相相同同外外，气气门门并并可可做做二二段段式式举举升升变变化化，与与VTECVTEC相相似。似。(2)VVTL-i (2)VVTL-i之二段举升变化，是在凸轮轴与气门间加入摇之二段举升变化，是在凸轮轴与气门间加入摇臂，利用油压，使摇臂销臂，利用油压，使摇臂销(Rocker arm pin)(Rocker arm pin)移动，以决定是移动，以决定是顶到低、中速凸轮顶到低、中速凸轮(Low and medium speed cam)(Low and medium speed cam)或高速凸轮或高速凸轮(Hi(Hi曲曲speed cam)speed cam)。当无油压时，摇臂销不动，低、中速凸轮。当无油压时，摇臂销不动，低、中速凸轮顶到摇臂，气门开度较小；当有油压时，摇臂销向右移动，顶到摇臂，气门开度较小；当有油压时，摇臂销向右移动，高凸轮顶到摇臂，气门开度较大。高凸轮顶到摇臂，气门开度较大。3VVTL-i604 4ValvetronicValvetronic (1)BMW(1)BMW最最新新的的ValvetronicValvetronic，为为连连续续可可变变气气门门正正时时与与举举升升系系统统，除除了了气气门门正正时时为为连连续续可可变变外外，举举升升也也可可以以连连续续微微调调变变化。化。5 5i-VTECi-VTEC (1)HONDA(1)HONDA最最新新的的i-VTECi-VTEC，为为连连续续可可变变气气门门正正时时与与阶阶段段式式举举升升系系统统，系系VTEC+VTC+VTEC+VTC+intelligentintelligent的的结结合合，与与VTECVTEC功功能能相相同同外，利用外，利用VTCVTC，使气门正时为连续可变。，使气门正时为连续可变。(2)VTCalve timing contr01)(2)VTCalve timing contr01)装置，功能与装置，功能与VVT-iVVT-i的控制的控制器器(Controller)(Controller)相同，、装在凸轮轴前端的相同，、装在凸轮轴前端的VTCVTC执行器执行器(Aetuator)(Aetuator)，以油压控制，使凸轮轴左右转动，以提前或延，以油压控制，使凸轮轴左右转动，以提前或延迟气门的开启时间，使气门正时可连续变化。迟气门的开启时间，使气门正时可连续变化。4Valvetronic61