發(fā)動機(jī)可變正時技術(shù)

1、發(fā)動機(jī)可變正時技術(shù)可變正時氣門VVT可變進(jìn)氣歧管PDA電子節(jié)氣門可變正時氣門VVT可變正時氣門簡介VVT理論VVT結(jié)構(gòu)VVT的優(yōu)缺點VVT的發(fā)展與應(yīng)用可變正時氣門簡介 可變正時氣門VVT（Variable Valve Timing）可變氣門正時系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過配備的控制及執(zhí)行系統(tǒng)，對發(fā)動機(jī)凸輪的相位進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使得氣門開啟、關(guān)閉的時間隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的變化而變化，以提高充氣效率，增加發(fā)動機(jī)功率。 原理是根據(jù)發(fā)動機(jī)的運(yùn)行情況，調(diào)整進(jìn)氣（排氣）的量，和氣門開合時間，角度。是進(jìn)入的空氣量達(dá)到最佳，提高燃燒效率。優(yōu)點是省油，功升比大。缺點是中段轉(zhuǎn)速扭矩不足。VVT-iVVT中文意思是“可變氣門正時”，由

2、于采用電子控制單元（ECU）控制，因此豐田起了一個好聽的中文名稱叫“智慧型可變氣門正時系統(tǒng)”。該系統(tǒng)主要控制進(jìn)氣門凸輪軸，又多了一個小尾巴“i”，就是英文“Intake”（進(jìn)氣）的代號。這些就是“VVTi”的字面含義了。VVTi.系統(tǒng)是豐田公司的智能可變氣門正時系統(tǒng)的英文縮寫，最新款的豐田轎車的發(fā)動機(jī)已普遍安裝了VVTi系統(tǒng)。豐田的VVTi系統(tǒng)可連續(xù)調(diào)節(jié)氣門正時，但不能調(diào)節(jié)氣門升程。它的工作原理是：當(dāng)發(fā)動機(jī)由低速向高速轉(zhuǎn)換時，電子計算機(jī)就自動地將機(jī)油壓向進(jìn)氣凸輪軸驅(qū)動齒輪內(nèi)的小渦輪，這樣，在壓力的作用下，小渦輪就相對于齒輪殼旋轉(zhuǎn)一定的角度，從而使凸輪軸在60度的范圍內(nèi)向前或向后旋轉(zhuǎn)，從而改變進(jìn)

3、氣門開啟的時刻，達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)氣門正時的目的?？勺儦忾T正時技術(shù)幾乎已成為當(dāng)今發(fā)動機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置，為了進(jìn)一步挖掘傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的潛力，工程人員又在此基礎(chǔ)上研發(fā)出可變氣門升程技術(shù)，當(dāng)二者有效的結(jié)合起來時，則為發(fā)動機(jī)在各種工況和轉(zhuǎn)速下提供了更高的進(jìn)、排氣效率。提升動力的同時，也降低了油耗水平。發(fā)動機(jī)解剖圖 文本文本VVT理論合理選擇配氣正時，保證最好的充氣效率hv，是改善發(fā)動機(jī)性能極為 重要的技術(shù)問題。分析內(nèi)燃機(jī)的工作原理，不難得出這樣的結(jié)論：在進(jìn)、排氣門開閉的四個時期中，進(jìn)氣門遲閉角的改變對充氣效率hv影響最大。進(jìn)氣門遲閉角改變對充氣效率hv和發(fā)動機(jī)功率的影響關(guān)系可以通過圖1進(jìn)一步給以說明。圖1中每條充氣

4、效率hv曲線體現(xiàn)了在一定的配氣正時下，充氣效率hv隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。如遲閉角為40時，充氣效率hv是在約1800r/min的轉(zhuǎn)速下達(dá)到最高值，說明在這個轉(zhuǎn)速下工作能最好地利用氣流的慣性充氣。當(dāng)轉(zhuǎn)速高于此轉(zhuǎn)速時，氣流慣性增加，就使一部分本來可以利用氣流慣性進(jìn)入汽缸的氣體被關(guān)在汽缸之外，加之轉(zhuǎn)速上升，流動阻力增加，所以使充氣效率hv下降。當(dāng)轉(zhuǎn)速低于此轉(zhuǎn)速時，氣流慣性減小，壓縮行程初始時就可能使一部分新鮮氣體被推回進(jìn)氣管，充氣效率hv也下降。圖中不同充氣效率hv曲線之間，體現(xiàn)了在不同的配氣正時下，充氣效率hv隨轉(zhuǎn)速變化的關(guān)系。不同的進(jìn)氣遲閉角與充氣效率 hv曲線最大值相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速不同，一般遲閉角增大，

5、與充氣效率hv曲線最大值相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速也增加。遲閉角為40與遲閉角為60的充氣效率hv曲線相比，曲線最大值相當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)速分別為1800r/min和2200r/min 。由于轉(zhuǎn)速增加，氣流速度加大，大的遲閉角可充分利用高速的氣流慣性來增加充氣。標(biāo)題 當(dāng)發(fā)動機(jī)處在高轉(zhuǎn)速區(qū)間時，四沖程發(fā)動機(jī)的一個工作沖程僅需千分之幾秒，這么短的時間往往會引起發(fā)動機(jī)進(jìn)氣不足和排氣不凈，影響發(fā)動機(jī)的效率。因此，就需要通過氣門的早開和晚關(guān)，來彌補(bǔ)進(jìn)氣不足和排氣不凈的缺憾。這種情況下，必然會出現(xiàn)一個進(jìn)氣門和排氣門同時開啟的時刻，配氣相位上稱為“氣門重疊角”。 氣門重疊的角度往往對發(fā)動機(jī)性能產(chǎn)生較大的影響，那么這個角度多大為宜呢？我

6、們知道，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速越高，每個氣缸一個工作循環(huán)內(nèi)留給吸氣和排氣的絕對時間也越短，因此要達(dá)到更高的充氣效率，就需要延長發(fā)動機(jī)的吸氣和排氣時間。顯然，當(dāng)轉(zhuǎn)速越高時，要求的氣門重疊角度越大。但在低轉(zhuǎn)速工況下，過大的氣門重疊角則會使得廢氣過多的瀉入進(jìn)氣端，吸氣量反而會下降，氣缸內(nèi)氣流也會紊亂，此時ECU也會難以對空燃比進(jìn)行精確的控制，從而導(dǎo)致怠速不穩(wěn)，低速扭矩偏低。相反，如果配氣機(jī)構(gòu)只對低轉(zhuǎn)速工況進(jìn)行優(yōu)化，那么發(fā)動機(jī)的就無法在高轉(zhuǎn)速下達(dá)到較高的峰值功率。所以發(fā)動機(jī)的設(shè)計都會選擇一個折衷的方案，不可能在兩種截然不同的工況下都達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。 所以為了解決這個問題，就要求配氣相位可以根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和工況的不同

7、進(jìn)行調(diào)節(jié)，高低轉(zhuǎn)速下都能獲得理想的進(jìn)、排氣效率，這就是可變氣門正時技術(shù)開發(fā)的初衷。簡單的說，VVT系統(tǒng)就是通過在凸輪軸的傳動端加裝一套液力機(jī)構(gòu)，從而實現(xiàn)凸輪軸在一定范圍內(nèi)的角度調(diào)節(jié)，也就相當(dāng)于對氣門的開啟和關(guān)閉時刻進(jìn)行了調(diào)整。VVT結(jié)構(gòu)VVTi系統(tǒng)由傳感器、ECU和凸輪軸液壓控制閥、控制器等部分組成。ECU儲存了最佳氣門正時參數(shù)值，曲軸位置傳感器、進(jìn)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匯集到ECU并與預(yù)定參數(shù)值進(jìn)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，控制閥根據(jù)ECU指令控制機(jī)油槽閥的位置，也就是改變液壓流量，把提前、滯后、保持

8、不變等信號指令選擇輸送至VVTi控制器的不同油道上。VVTi系統(tǒng)視控制器的安裝部位不同而分成兩種，一種是安裝在排氣凸輪軸上的，稱為葉片式VVTi，豐田PREVIA（大霸王）安裝此款。另一種是安裝在進(jìn)氣凸輪軸上的，稱為螺旋槽式VVTi，豐田凌志400、430等高級轎車安裝此款。兩者構(gòu)造有些不一樣，但作用是相同的。VVT的優(yōu)缺點優(yōu)點提高低速工況扭矩 減小進(jìn)氣滯后角加大進(jìn)氣提前角為進(jìn)氣提供足夠流通面積， 避免混合氣倒流。提高高速工況功率 加大進(jìn)氣滯后角，充分利用進(jìn)氣慣性，提高充氣效率改善燃油經(jīng)濟(jì)性 充氣效率高，燃燒更充分缺點傳統(tǒng)的VVT技術(shù)通過合理的分配氣門開啟的時間確實可以有效提高發(fā)動機(jī)效率和經(jīng)濟(jì)

9、性，但是對發(fā)動機(jī)性能的提升卻作用不大。VVT發(fā)展歷史環(huán)境與燃油經(jīng)濟(jì)性法規(guī)的壓力使車商選用VVT技術(shù)作為解決方案。1960年代晚期意大利FIAT汽車最早獲得汽車使用的可變汽門正時與揚(yáng)程專利，并在1980年推出最早使用可變汽門技術(shù)引擎的汽車Alfa Romeo Spider 2.0L (US Patent 4,231,330)。1975年通用汽車為了減少汽車廢氣污染發(fā)明可變汽門揚(yáng)程專利技術(shù)，但并未實用化。機(jī)械式的VVT系統(tǒng)可以提前或延后進(jìn)氣排氣氣門的正時。其他的像本田的VTEC技術(shù)可在不同發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下在兩組凸輪中切換。1991年美國Clemson大學(xué)發(fā)明更先進(jìn)的進(jìn)排氣門連續(xù)可變汽門正時并獲得專利，

10、除了OHC引擎此技術(shù)也可使用在OHV推桿式引擎上，在此之后BMW汽車公司與該校機(jī)械系成為密切合作的伙伴。1995年英國Rover汽車集團(tuán)領(lǐng)先合作伙伴Honda汽車，發(fā)明另一種連續(xù)可變汽門正時技術(shù)VVC，使用在MG敞篷跑車上。2009年意大利FIAT汽車發(fā)明Multiair技術(shù)，BBC汽車媒體TopGear指出這科技可讓可變汽門正時與揚(yáng)程達(dá)到比其他系統(tǒng)更大的調(diào)整控制。VVT的應(yīng)用Passat B5轎車選用2.8升V6發(fā)動機(jī)，該發(fā)動機(jī)對可變氣門正時進(jìn)行了特 別設(shè)計。從俯視觀察，排氣凸輪軸安裝在外側(cè)，進(jìn)氣凸輪軸安裝在內(nèi)側(cè)。曲軸通過齒形皮帶首先驅(qū)動排氣凸輪軸，排氣凸輪軸通過鏈條驅(qū)動進(jìn)氣凸輪軸。Pass

11、at B5發(fā)動機(jī)所應(yīng)用的可變氣門正時系統(tǒng)，是通過微機(jī)控制可變氣門調(diào)節(jié)器上升和下降獲得齒形皮帶輪與進(jìn)氣凸輪（進(jìn)氣門）的相對位置變化，這種結(jié)構(gòu)屬于凸輪軸配氣相位可變結(jié)構(gòu)，一般可調(diào)整2030曲軸轉(zhuǎn)角。由于這種機(jī)構(gòu)的凸輪軸、凸輪形線及進(jìn)氣持續(xù)角均不變，雖然高速時可以加大進(jìn)氣遲閉角，但是氣門疊開角卻減小，這是它的缺點。日本本田汽車公司在1989年推出了其自行研發(fā)的“VTEC”技術(shù)，英文全稱“Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System”，即“可變氣門配氣相位和氣門升程電子控制系統(tǒng)”，是世界上第一個能同時控制氣門開閉時間及升程

12、的氣門控制系統(tǒng)。與普通4氣門發(fā)動機(jī)相比，VTEC發(fā)動機(jī)同樣是采用每缸4氣門（2進(jìn)2排），但卻有著自己鮮明的特點，即它并未采用慣用的雙凸輪軸結(jié)構(gòu)，而是仍然采用了單凸輪結(jié)構(gòu)，但在采用VTEC系統(tǒng)后，使得單凸輪軸原本簡單的結(jié)構(gòu)變得較為復(fù)雜。雖然同樣是采用凸輪軸和搖臂等元件，但凸輪與搖臂的數(shù)目及控制方法卻較其他發(fā)動機(jī)有很大不同。除了原有控制2個氣門的一對凸輪和和一對搖臂外，該系統(tǒng)增加了一個較高的中間凸輪及相應(yīng)的搖臂，3個搖臂內(nèi)部裝有由液壓控制移動的小活塞。發(fā)動機(jī)低速時，小活塞在原位置上3個搖臂分離，2個凸輪分別推動相應(yīng)的2個搖臂，控制2個進(jìn)氣門的開閉，氣門升程較小。雖然中間凸輪也推動中間搖臂，但由于搖

13、臂之間已分離，其它2個搖臂不受它的控制，所以不會影響氣門的開閉狀態(tài)。但當(dāng)發(fā)動機(jī)達(dá)到某一設(shè)定的高轉(zhuǎn)速時，發(fā)動機(jī)電腦會指令電磁閥啟動液壓系統(tǒng)，推動搖臂內(nèi)的小活塞，使3個搖臂連成一體，一起由中間凸輪驅(qū)動。由于中間凸輪比其它凸輪高，升程大，所以進(jìn)氣門開啟時間延長，升程隨之增大。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速降低到某一設(shè)定的低轉(zhuǎn)速時，搖臂內(nèi)的液壓也隨之降低，活塞在回位彈簧作用下退回原位，3個搖臂分開。VVT相關(guān)車型 韓系車的VVT是根據(jù)日本中的豐田的VVT-I和本田的VTEC技術(shù)模仿而來，但是相比豐田的VVT-I可變正時氣門技術(shù)，VVT僅僅是可變氣門技術(shù)，缺少正時技術(shù)，所以VVT發(fā)動機(jī)確實要比一般的發(fā)動機(jī)省油，但是趕不上

14、日系車的豐田和本田車省油。 BMW在之前的一代發(fā)動機(jī)中早已采用該技術(shù)，目前如本田的VTEC、i-VTEC、；豐田的VVT-i；日產(chǎn)的CVVT；三菱的MIVEC；鈴木的VVT；現(xiàn)代的VVT；起亞的CVVT等也逐漸開始使用。總的說來其實就是一種技術(shù)，名字不同。可變進(jìn)氣歧管PDA可變進(jìn)氣歧管概述PDA的組成PDA的技術(shù)原理PDA的應(yīng)用可變進(jìn)氣歧管概述可變進(jìn)氣歧管PDA（Port De-ActivationValve)是通過改變進(jìn)氣管的長度或截面積，提高燃燒效率，使發(fā)動機(jī)在低轉(zhuǎn)速時更平穩(wěn)、扭矩更充足，高轉(zhuǎn)速時更順暢、功率更強(qiáng)大！進(jìn)氣歧管一端與進(jìn)氣門相連，一端與進(jìn)氣總管后的進(jìn)氣諧振室相連，每個汽缸都有一

15、根進(jìn)氣歧管。發(fā)動機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時，進(jìn)氣門不斷地的開啟和關(guān)閉，氣門開啟時，進(jìn)氣歧管中的混合氣以一定的速度通過氣門進(jìn)入汽缸，當(dāng)氣門關(guān)閉時混合氣受阻就會反彈，周而復(fù)始會產(chǎn)生震動頻率。如果進(jìn)氣歧管很短，顯然這種頻率會更快；如果進(jìn)氣歧管很長的話，這個頻率就會變得相對慢一些。如果進(jìn)氣歧管中混合氣的震蕩頻率與進(jìn)氣門開啟的時間達(dá)到共振的話，那么此時的進(jìn)氣效率顯然是很高的?？勺冞M(jìn)氣歧管，在發(fā)動機(jī)高速和低速時都能提供最佳配氣引用技術(shù)Repose引用德國的排氣管改裝理念與技術(shù)，對自己的品牌精益求精，嚴(yán)格把控改裝排氣管時的每個環(huán)節(jié)，并且對車主所提出的疑問會作全方面的專業(yè)講解介紹相關(guān)的技術(shù)，這也是Repose一直引用德國技術(shù)

16、的原因之一。因此可變進(jìn)氣歧管，在發(fā)動機(jī)高速和低速時都能提供最佳配氣。發(fā)動機(jī)在低轉(zhuǎn)速時，用又長又細(xì)的進(jìn)氣歧管，可以增加進(jìn)氣的氣流速度和氣壓強(qiáng)度，并使得汽油得以更好的霧化，燃燒的更好，提高扭矩。（就像捏扁水管后，水流就會更有力）發(fā)動機(jī)在高轉(zhuǎn)速時需要大量混合氣，這是進(jìn)氣歧管就會變的又粗有短，這樣才能吸入更多的混合氣，提高輸出功率。如果有長短兩根進(jìn)氣歧管，在低轉(zhuǎn)速時短進(jìn)氣歧管關(guān)閉，發(fā)動機(jī)使用長進(jìn)氣歧管進(jìn)氣；高轉(zhuǎn)速時則關(guān)閉長進(jìn)氣歧管，使用短管進(jìn)氣；或者在進(jìn)氣歧管內(nèi)設(shè)置閥門，通過開關(guān)來控制歧管內(nèi)的閥門，以此來控制進(jìn)氣歧管的長度，分段可調(diào)能夠?qū)崿F(xiàn)多種長度，更能后適應(yīng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的要求。PDA的組成在豐田汽車的

17、ACIS系統(tǒng)中，主要包括進(jìn)氣控制閥、真空開關(guān)閥及真空罐。進(jìn)氣控制閥被置于進(jìn)氣室中，它可以執(zhí)行打開和關(guān)閉的動作。通過它的打開和關(guān)閉，可以將進(jìn)氣歧管分成兩段，從而改變其有效長度。進(jìn)氣控制閥的動作指令是由發(fā)動機(jī)控制單元發(fā)出的，發(fā)動機(jī)控制單元通過控制真空開關(guān)閥控制真空力，真空力是操作進(jìn)氣控制閥的執(zhí)行器的動力源。真空罐則為該系統(tǒng)提供真空源的裝置，真空罐有一個內(nèi)裝式單向閥，它有貯備真空的作用，即使在低真空條件下，也能使執(zhí)行器完全關(guān)閉進(jìn)氣控制閥。PDA的技術(shù)原理由于混合氣是具有質(zhì)量的流體，在進(jìn)氣管中的流動狀態(tài)是千變?nèi)f化的，工程上往往要運(yùn)用流體力學(xué)來優(yōu)化其內(nèi)部設(shè)計，例如將進(jìn)氣歧管內(nèi)壁打磨光滑減輕阻力，或者刻意

18、制造粗糙面營造汽缸內(nèi)的渦流運(yùn)動。但是，汽車發(fā)動機(jī)的工作轉(zhuǎn)速間隔高達(dá)數(shù)千轉(zhuǎn)，各工況所需的進(jìn)氣需求不盡相同，這對普通的進(jìn)氣歧管是個極大的考驗。于是，天工程師對進(jìn)氣歧管進(jìn)行了深層次的開發(fā)讓進(jìn)氣歧管“變”起來。變長度汽車用4沖程發(fā)動機(jī)的活塞上上下下往復(fù)2次循環(huán)才算完成一個工作循環(huán)，進(jìn)氣門只有1/4時間打開，這樣在進(jìn)氣歧管內(nèi)造成一個進(jìn)氣脈沖。發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速越高，氣門開啟間隔也就越短，脈沖頻率也就越高。簡單的說，進(jìn)氣歧管的振動也就越大。工程師通過改變進(jìn)氣歧管長度，改進(jìn)氣流的流動。進(jìn)氣歧管被設(shè)計成蝸牛一般的螺旋狀，分布在發(fā)動機(jī)缸體中間，氣流從中部進(jìn)入。當(dāng)發(fā)動機(jī)在2000prm低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時，黑色控制閥關(guān)閉，氣流被

19、迫從長歧管流入汽缸，此時，進(jìn)氣歧管的固有頻率得以降低，以適應(yīng)氣流的低轉(zhuǎn)速。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速上升到5000rpm，進(jìn)氣頻率上升，此時控制閥開啟，氣流繞開下部導(dǎo)管直接注入汽缸，這降低了進(jìn)氣歧管的共振頻率，利于高速進(jìn)氣。上面這種方式結(jié)構(gòu)簡單，但是只有2級可調(diào)，這顯然不能完全滿足各個轉(zhuǎn)速下發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣需求。解決的辦法是設(shè)計一套連續(xù)可變進(jìn)氣歧管長度的機(jī)構(gòu)。寶馬760裝配的V12發(fā)動機(jī)就采用了該設(shè)計。寶馬的進(jìn)氣機(jī)構(gòu)中間設(shè)計了一個轉(zhuǎn)子來控制進(jìn)氣歧管的長度，通過轉(zhuǎn)子角度的變化，使進(jìn)氣氣流進(jìn)入汽缸的長度連續(xù)可變。這顯然更能滿足各個轉(zhuǎn)速下的進(jìn)氣效率。動力輸出更加線性，扭力分布更加均勻，燃油經(jīng)濟(jì)型更加優(yōu)秀。變截面我們知

20、道，低轉(zhuǎn)速時氣門會設(shè)置成短行程開啟，高轉(zhuǎn)速時氣門會設(shè)置成長行程開啟，這都是“負(fù)壓”惹出來的禍。那么除了氣門，進(jìn)氣歧管就不能達(dá)到同樣的效果嗎？流體力學(xué)的原理，管道的截面積越大，流體壓力越??；管道截面積越小，流體壓力越大。舉個例子：小時候我們都玩過自來水，將水管前端捏扁，自來水的壓力會變得非常大。根據(jù)這一原理，發(fā)動機(jī)需要一套機(jī)構(gòu)，在高轉(zhuǎn)速時使用較大的進(jìn)氣歧管截面積，提高進(jìn)氣流量；在低轉(zhuǎn)速時使用較小的進(jìn)氣歧管截面面積，提高氣缸的進(jìn)氣負(fù)壓，也能在氣缸內(nèi)充分形成渦流，讓空氣與汽油更好的混合。PDA的擴(kuò)展：可變長度進(jìn)氣歧管當(dāng)汽油機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時，汽油機(jī)電子控制模塊指令轉(zhuǎn)換閥控制機(jī)構(gòu)關(guān)閉轉(zhuǎn)換閥。這時，空氣須經(jīng)空

21、氣濾清器和節(jié)氣門沿著彎曲而又細(xì)長的進(jìn)氣歧管流進(jìn)氣缸。細(xì)長的進(jìn)氣歧管提高了進(jìn)氣速度，增強(qiáng)了氣流的慣性，使進(jìn)氣充量增多；當(dāng)汽油機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，汽油機(jī)電子控制模塊指令轉(zhuǎn)換閥控制機(jī)構(gòu)，打開轉(zhuǎn)換閥，空氣經(jīng)空氣濾清器和節(jié)氣門及轉(zhuǎn)換閥直接進(jìn)入粗短的進(jìn)氣歧管。粗短的進(jìn)氣歧管，進(jìn)氣阻力減小，也使進(jìn)氣充量增多。雙通道可變進(jìn)氣歧管每個進(jìn)氣歧管都有兩個進(jìn)氣通道，一長一短。根據(jù)汽油機(jī)的工作轉(zhuǎn)速高低、負(fù)荷大小，由旋轉(zhuǎn)閥2控制空氣經(jīng)過哪一個通道流進(jìn)氣缸。在長進(jìn)氣道中安裝有噴油器。當(dāng)汽油機(jī)在中、低速運(yùn)轉(zhuǎn)時，旋轉(zhuǎn)閥2受到由汽油機(jī)電子控制模塊發(fā)出的指令，在旋轉(zhuǎn)閥控制機(jī)構(gòu)（執(zhí)行器）作用下，將短進(jìn)氣通道1封閉，新鮮空氣充量經(jīng)空氣濾清器

22、、節(jié)氣門沿長進(jìn)氣通道3經(jīng)過缸蓋上的進(jìn)氣道5和進(jìn)氣門6進(jìn)入氣缸；當(dāng)汽油機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時，汽油機(jī)電子控制模塊發(fā)出指令，旋轉(zhuǎn)閥控制機(jī)構(gòu)（執(zhí)行器）作用將短進(jìn)氣道1打開，使長進(jìn)氣道通道短路，將長進(jìn)氣通道改變?yōu)檩o助進(jìn)氣通道。這時，新鮮空氣充量同時經(jīng)過兩個進(jìn)氣通道進(jìn)入氣缸?？勺冮L度進(jìn)氣歧管-雙通道式 文本文本主副通道式可變進(jìn)氣歧管主副通道式可變進(jìn)氣歧管是雙通道可變進(jìn)氣歧管的一個變型和特例。其結(jié)構(gòu)、 工作過程、作用機(jī)理及功用均與雙通道可變進(jìn)氣歧管相似。在由低速向高速過渡的狀態(tài)下，控制閥部分微開度。每一氣缸使用主進(jìn)氣通道（長）和副進(jìn)氣通道（短）。副進(jìn)氣通道中安裝有控制閥（圓盤閥），主進(jìn)氣通道中安裝有噴油器。在主副

23、通道式可變進(jìn)氣歧管中，控制閥的位置由 控制單元（ECU）根據(jù)轎車汽油機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)速高或低進(jìn)行控制。無級可變長度進(jìn)氣歧管無級可變進(jìn)氣歧管是可變長度進(jìn)氣歧管最理想的一種方案。基本原理仍然是汽油機(jī)配置的進(jìn)氣歧管的長度和截面面積能夠隨著汽油機(jī)轉(zhuǎn)速變化而無級、連續(xù)地改變。低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時，節(jié)氣門體可變進(jìn)氣管長度閥（控制閥）關(guān)閉，進(jìn)氣歧管可變進(jìn)氣管長度閥（控制閥）也關(guān)閉。此時，長進(jìn)氣歧管工作，成為新鮮進(jìn)氣充量的主要通道。兩閥全關(guān)，其特征是長進(jìn)氣歧管工作。中等轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時，節(jié)氣門體可變進(jìn)氣管長度閥（控制閥）打開，而進(jìn)氣歧管可變進(jìn)氣管長度閥（控制閥）關(guān)閉，此時，中等長度進(jìn)氣歧管工作，成為新鮮進(jìn)氣充量的主要通道。其特征

24、是：兩閥一開一關(guān)，中等長度進(jìn)氣歧管工作。高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時，節(jié)氣門體可變進(jìn)氣管長度閥（控制閥）打開。而進(jìn)氣歧管可變進(jìn)氣管長度閥也打開。此時，短進(jìn)氣歧管工作，成為新鮮進(jìn)氣充量的主要通道。其特征是：兩閥全開，短進(jìn)氣歧管工作。PDA的應(yīng)用今天可變進(jìn)氣歧管已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，如2009款A(yù)CURA TL的3.5L發(fā)動機(jī)就采用了2段式雙級進(jìn)氣歧管。進(jìn)氣歧管與VTEC配合，可以在不犧牲高轉(zhuǎn)速動力的情況下改善低速扭矩。歧管分為兩個氣缸列，每列三個氣缸；歧管在兩個氣缸列之間安裝了兩個由動力系控制模塊（PCM）控制的蝶形閥。在發(fā)動機(jī)低轉(zhuǎn)速時，閥門關(guān)閉，降低進(jìn)氣量，增加進(jìn)氣路徑的有效長度，這樣可以在低轉(zhuǎn)速時，使進(jìn)氣的諧

25、振效果達(dá)到最大，放大歧管兩部分的壓力波，顯著增強(qiáng)氣缸的進(jìn)氣量，從而使發(fā)動機(jī)在較低轉(zhuǎn)速時產(chǎn)生更高的扭矩。進(jìn)氣歧管氣道的開口末端也像賽車發(fā)動機(jī)上的一樣，呈“喇叭”狀張開，進(jìn)一步改善氣流。在發(fā)動機(jī)高轉(zhuǎn)速時（大于3950 rpm），蝶形閥打開，將歧管兩部分連接起來，提高進(jìn)氣效率，增加充入進(jìn)氣通道的空氣量?？諝饬吭黾雍螅M(jìn)氣慣性迫使更多的空氣進(jìn)入每個氣缸，增強(qiáng)了氣缸進(jìn)氣量和發(fā)動機(jī)在較高轉(zhuǎn)速時產(chǎn)生的扭矩。VTEC系統(tǒng)使汽車可以采用不同的模式實現(xiàn)低速、高速行駛，歧管的這兩種模式，更加完善了這種功能。電子節(jié)氣門電子節(jié)氣門簡述電子節(jié)氣門的組成電子節(jié)氣門的工作原理電子節(jié)氣門的系統(tǒng)分類電子節(jié)氣門的優(yōu)缺點電子節(jié)氣門的

26、發(fā)展趨勢電子節(jié)氣門簡述節(jié)氣門是汽車發(fā)動機(jī)的重要控制部件。為了提高汽車行駛的安全性、動力性、平穩(wěn)性及經(jīng)濟(jì)性，并減少排放污染，世界各大汽車制造商推出了各種控制特性良好的電子節(jié)氣門及其相應(yīng)的電子控制系統(tǒng)，組成電子節(jié)氣門控電子氣節(jié)門制系統(tǒng)（ETCS）。采用電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)，使節(jié)氣門開度得到精確控制，不但可以提高燃油經(jīng)濟(jì)性，減少排放，同時，系統(tǒng)響應(yīng)迅速，可獲得滿意的操控性能；另一方面，可實現(xiàn)怠速控制、巡航控制和車輛穩(wěn)定控制等的集成，簡化了控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。電子節(jié)氣門的組成電子節(jié)氣門系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)有以下幾個部分組成： 1、 發(fā)動機(jī) 2、 轉(zhuǎn)速傳感器 3、 節(jié)氣門位置傳感器 4、 節(jié)氣門執(zhí)行器 5、 節(jié)氣門

27、6、 加速踏板位置傳感器 7、 車速傳感器 8、 變速器 9、 加速踏板 10、 節(jié)氣門電子控制單元（ECU） 電子節(jié)氣門的工作原理駕駛員操縱加速踏板，加速踏板位置傳感器產(chǎn)生相應(yīng)的電壓信號輸入節(jié)氣門控制單元，控制單元首先對輸入的信號進(jìn)行濾波，以消除環(huán)境噪聲的影響，然后根據(jù)當(dāng)前的工作模式、踏板移動量和變化率解析駕駛員意圖，計算出對發(fā)動機(jī)扭矩的基本需求，得到相應(yīng)的節(jié)氣門轉(zhuǎn)角的基本期望值。然后再經(jīng)過CAN總線和整車控制單元進(jìn)行通訊，獲取其他工況信息以及各種傳感器信號如發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、檔位、節(jié)氣門位置、空調(diào)能耗等等，由此計算出整車所需求的全部扭矩，通過對節(jié)氣門轉(zhuǎn)角期望值進(jìn)行補(bǔ)償，得到節(jié)氣門的最佳開度，并把

28、相應(yīng)的電壓信號發(fā)送到驅(qū)動電路模塊，驅(qū)動控制電機(jī)使節(jié)氣門達(dá)到最佳的開度位置。節(jié)氣門位置傳感器則把節(jié)氣門的開度信號反饋給節(jié)氣門控制單元，形成閉環(huán)的位置控制。節(jié)氣門驅(qū)動電機(jī)一般為步進(jìn)電機(jī)或直流電機(jī)，兩者的控制方式也有所不同。驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)常采用H橋電路結(jié)構(gòu)，控制單元通過發(fā)出的脈沖個數(shù)、頻率與方向控制電平對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。電平的高低控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動的方向，脈沖個數(shù)控制電機(jī)轉(zhuǎn)動的角度，即發(fā)出一個脈沖信號，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)動一個步進(jìn)角，脈沖頻率控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)速與脈沖頻率成正比。因此，通過對上述三個參數(shù)的調(diào)節(jié)可以實現(xiàn)電機(jī)精確定位與調(diào)速?？刂浦绷麟姍C(jī)采用脈沖寬度調(diào)制（PWM）技術(shù)，其特點有頻率高，效率高，功率密

29、度高與可靠性高?？刂茊卧ㄟ^調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制信號的占空比，來控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)角的大小，電機(jī)方向則是由和節(jié)氣門相連的復(fù)位彈簧控制的。電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和脈寬調(diào)制信號的占空比成正比。當(dāng)占空比一定，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與回位彈簧阻力矩保持平衡時，節(jié)氣門開度不變；當(dāng)占空比增大時，電機(jī)驅(qū)動力矩克服回位彈簧阻力矩，節(jié)氣門開度增大；反之，當(dāng)占空比減小時，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和節(jié)氣門開度也隨之減小。ECU對系統(tǒng)的功能進(jìn)行監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)故障，將點亮系統(tǒng)故障指示燈，提示駕駛員系統(tǒng)有故障。同時電磁離合器被分離，節(jié)氣門不再受電機(jī)控制。節(jié)氣門在回位彈簧的作用下返回到一個小開度的位置，使車輛慢速開到維修地點。節(jié)氣門位置傳感器安放的位置 位置：節(jié)氣門

30、位置傳感器位于電子節(jié)氣門上。作用：節(jié)氣門位置傳感器用于監(jiān)測節(jié)氣門位置及執(zhí)行電機(jī)位置。電子節(jié)氣門的系統(tǒng)分類電液式節(jié)氣門電液式節(jié)氣門，大多數(shù)應(yīng)用在有液壓系統(tǒng)的工程機(jī)械中。它具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、驅(qū)動力大、功耗低等特點，其電液控制的轉(zhuǎn)換主要通過高速開關(guān)數(shù)字閥實現(xiàn)，控制精度高，對液壓油沒有太高的要求。但是由于液壓系統(tǒng)存在供油壓力波動，液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的摩擦力以及閥所具有的啟閉特性等方面的影響，致使其位置響應(yīng)不精確，速度響應(yīng)慢。因此，電液式節(jié)氣門很少應(yīng)用在汽車上。線性電磁鐵式節(jié)氣門電磁鐵式節(jié)氣門用比例電磁鐵作為控制器。它用電磁力作為驅(qū)動力，其中控制信號為電流信號，具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、控制方便、響應(yīng)速度

31、快、穩(wěn)態(tài)精度好，但它的最大作用力受到線圈匝數(shù)和最大工作電流的限制，而且在一定的工作負(fù)荷下所需的電功耗相對較大。因此，線性電磁式節(jié)氣門很少在汽車上應(yīng)用。步進(jìn)電機(jī)式節(jié)氣門步進(jìn)電機(jī)式節(jié)氣門通過步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動節(jié)氣門軸實現(xiàn)油門的開度控制。驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)通常采用橋式電路結(jié)構(gòu)，控制單元通過發(fā)出的脈沖個數(shù)、頻率和方向控制電平對步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制。步進(jìn)電機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高和成本低的優(yōu)點，但它的控制精度不高。因此，步進(jìn)電機(jī)式節(jié)氣門也較少在汽車上應(yīng)用。直流伺服電機(jī)式節(jié)氣門直流伺服電機(jī)采用脈沖寬度調(diào)制（PWM) 技術(shù)，其特點是頻率高，效率高，功率密度高，可靠性高?？刂茊卧ㄟ^調(diào)節(jié)脈寬調(diào)制信號的占空比來控制直流電機(jī)

32、轉(zhuǎn)角的大小。此外，電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩和脈寬調(diào)制信號的占空比成正比。由于以上的優(yōu)點，直流伺服電機(jī)廣泛應(yīng)用于電子節(jié)氣門的控制?？刂乒δ軘U(kuò)展及其原理早期的電子節(jié)氣門功能比較簡單，在形式上采用一個機(jī)械式的主節(jié)氣門串聯(lián)一個電控的輔助節(jié)氣門，往往只能實現(xiàn)某一單一的功能。現(xiàn)代電子節(jié)氣門則獨立成一個系統(tǒng)，可實現(xiàn)多種控制功能，既提高行駛可靠性，又使結(jié)構(gòu)簡化，成本降低。主要有如下控制功能：a。牽引力控制（ASR）牽引力控制系統(tǒng)又稱驅(qū)動防滑系統(tǒng)。它的作用是當(dāng)汽車加速時將滑移率控制在一定的范圍內(nèi)，從而防止驅(qū)動輪快速滑動。b。巡航控制（CCS）巡航控制系統(tǒng)又稱為速度控制系統(tǒng)，它是一種減輕駕車者疲勞的裝置。當(dāng)駕駛員開啟該系統(tǒng)時

33、，車速將被固定下來，駕駛員不必長時間踩踏加速踏板。c。怠速控制（ISC）電子節(jié)氣門系統(tǒng)取消了怠速調(diào)節(jié)閥，而是直接由控制單元調(diào)節(jié)節(jié)氣門開度來實現(xiàn)車輛的怠速控制。d。減少換檔沖擊控制根據(jù)當(dāng)前車速、節(jié)氣門開度以及發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速等信號，控制單元選擇合適的傳動比，實現(xiàn)自動換檔。電子節(jié)氣門的優(yōu)點 電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)的最大優(yōu)點是可以實現(xiàn)發(fā)動機(jī)全范圍的最佳扭矩的輸出。 精確控制節(jié)氣門開度。首先由ECU 對各種工況信息和傳感器信號做出判斷并處理，接著計算出最佳的節(jié)氣門開度，再由驅(qū)動電機(jī)控制節(jié)氣門達(dá)到相應(yīng)的油門開啟角度。 改善了發(fā)動機(jī)的排放性能。ETC 系統(tǒng)在各種情況下對空燃比進(jìn)行精確控制，使燃燒更加充分，同時也降低

34、了廢氣的產(chǎn)生；在怠速狀態(tài)下，節(jié)氣門保持在一個極小開啟角度來穩(wěn)定燃燒，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性，排放也得到進(jìn)一步控制 具有更高的車輛行駛可靠性。電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)采用傳感器冗余設(shè)計，從控制角度講，使用一個傳感器就可使系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，但冗余設(shè)計可使兩個傳感器相互檢測，當(dāng)一個傳感器發(fā)生故障時能及時被識別，在很大程度上增加了系統(tǒng)的可靠性，保證行車的安全性。 可選擇不同的工作模式。駕駛員可以根據(jù)不同的行車需要通過模式開關(guān)選擇不同的工作模式，通常有正常模式、動力模式和雪地模式三種，區(qū)別在于節(jié)氣門對加速踏板的響應(yīng)速度不同。 可獲得海拔高度補(bǔ)償。在海拔較高的地區(qū)，大氣壓下降，空氣稀薄，氧氣含量下降，導(dǎo)致發(fā)動機(jī)輸出動力下

35、降。此時，電子節(jié)氣門控制系統(tǒng)可按照大氣壓強(qiáng)和海拔高度的函數(shù)關(guān)系對節(jié)氣門開度進(jìn)行補(bǔ)償，保證發(fā)動機(jī)輸出動力和油門踏板位置的關(guān)系保持穩(wěn)定。電子節(jié)氣門的缺點 汽車在起步時會產(chǎn)生油門遲滯。汽車起步時需要提供濃混合氣，而ECU 會根據(jù)當(dāng)前的車速、節(jié)氣門開度等進(jìn)行分析，從燃油經(jīng)濟(jì)性和排放合理的角度考慮，會限制節(jié)氣門的打開幅度，同時限制噴油系統(tǒng)進(jìn)行濃混合氣供油，其實就是ECU 通過限制發(fā)動機(jī)瞬時輸出功率，這就限制了汽車起步時要求較濃混合氣當(dāng)前，大部分廠家通過電子油門加速器來緩解油門遲滯，但這種裝置并不能提高發(fā)動機(jī)性能，改變動力輸出及扭矩等，僅是一個信號的放大器，并且油耗也會隨著加速器的加速而增加。 非線性影響

36、ETC 控制系統(tǒng)存在各種非線性影響，除了彈簧非線性、粘滑摩擦及齒隙非線性等影響外，同時受到進(jìn)氣流產(chǎn)生的非線性阻尼力以及進(jìn)氣氣流的不穩(wěn)定擾流阻矩的影響，導(dǎo)致常規(guī)PID 控制不能精確地設(shè)定反饋的增益，影響控制的精確性。 成本高。ETC 系統(tǒng)采用了智能型傳感器、快速響應(yīng)的執(zhí)行器、高性能控制單元及冗余設(shè)計，使成本大幅度上升，當(dāng)前ETC 系統(tǒng)只裝配在高檔轎車上電子節(jié)氣門清洗周期節(jié)氣門多久清洗節(jié)氣門沒有具體的限制，一般怠速不穩(wěn)了就清。跟用車的空氣環(huán)境，使用機(jī)油的種類，更換空濾的間隔，開車習(xí)慣都有關(guān)系的。一般人到了工況開始惡化的時候（怠速不穩(wěn)，冷啟動時發(fā)動機(jī)抖動明顯）才清洗，其實推薦可以找一個熟悉的修理廠，隔一段時間，接上電腦查詢節(jié)氣門的開度（一般不用錢），如果開度在5%以內(nèi)，可以不用清洗，如果超過5%，則進(jìn)行清洗。電子節(jié)氣門的研究現(xiàn)狀電子節(jié)氣門的研究工作起源于20世紀(jì)70年代，80年代開始有產(chǎn)品問世，這些年來，國外對電