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VVT系统简介 宁良津 （一汽海马动力有限公司 设计开发部） 摘要：本文以HM系列发动机VVT系统为例，简要介绍了VVT系统的结构及工作原理，为深 入研究VVT技术提供基本理论基础。 关键词：VVT OCV 相位 1. 前言 发动机可变气门正时技术(VVT，Variable Valve Timing) ，是通过控制进 气门开启角度提前和延迟来调节进气量，以达到低转速进气少，减少油耗，高转 速进气大，增加动力的最终目的。由于低排、省油、高功，近些年来，VVT技术 被广泛应用于现代车上。在国外，VVT技术已成为较成熟的新兴技术。HM系列发 动机即采用了VVT技术。 2. 可变气门正时概述 2.1 配气相位（Valve Timing） 2.1.1 气门正时概念 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表示（图1）。 理论上，四行程发动机进/排气门都是在活塞 上/下止点开闭，延续时间都是180°CA，也就是 进气/压缩/作功/排气各占180°CA。但这样的气 门正时，未能使发动机充分地进气和排气，因为 气门开启时其升程逐渐变大，关闭时逐渐变小， 同时，进气和排气都有惯性。实际的发动机气门 正时，一般都设定了气门提前角和气门滞后角。 2.1.2 进气门正时 图1 配气相位环形图 进气门正时分进气门早开和进气门晚关。 为了在进气开始时，进气门有较大的开度，减小进气阻力，使进气顺畅，一 般设置进气门早开。当进气门在上止点之前开启所对应的曲轴转角称为进气门提 1 前角，用“IO”表示。一般四冲程汽油机中，IO=10°～15°CA。 为充分利用气流惯性，以增加进气量，一般设置进气门晚关。进气门在下止 点之后关闭所对应的曲轴转角为进气门晚关角，用“IC”表示。一般四冲程汽油 机中，IC=40°～60°CA。 此外，一般将180°+IO+IC曲轴角称为进气行程延续角。 2.1.3 排气门正时 排气门正时分排气门早开和排气门晚关。 为增加排气压力，提高排气速度，一般设置排气门早开。排气门在上止点之 前开启所对应的曲轴转角为排气门提前角，用“EO”表示。一般四冲程汽油机中 ， EO=45°～60°CA。 为充分利用排气惯性，以减少废气残余，一般设置排气门晚关。排气门在下 止点之后关闭所对应的曲轴转角为排气门晚关角，用“EC”表示。一般四冲程汽 油机的EC=5°～20°CA。 此外，一般将180°+EO+EC曲轴角称为排气行程延续角。 2.1.4 气门重叠角（Overlap） 因进气门早开和排气门晚关，使活塞在上止点附近时，进/排气门同时开启 的现象，称为气门重叠现象。 气门重叠期间的曲轴转角称为气门重叠角，它等 于进气提前角与排气晚关角之和，即IO+EC。 由于进、排气门在一段时间内同时开启，但是由于新气和废气都有较大的流 动惯性，它们仍然各行其辙，并不互相掺混。因此，只要气门重叠角选用适当， 则可以使进气更充分，排气更干净。当然，如果气门重叠角过大，也会引起不良 后果。如，当进气提前角过大时，废 气则可能流入进气歧管，减少了新鲜 进气量；同样，若排气晚关角过大， 新气则可能会随废气一起排出。 2.2 VVT系统概述 目前大多数VVT系统以凸轮相位 可变方式为主，即利用发动机的机油 压力，推动凸轮轴与凸轮正时链轮之 图2 发动机速度特性 2 间相对角度关系变化，从而实现气门正时的改变。 研究表明，固定不变的气门正时，能使发动机的性能在特定工况下达到最优 ， 因此，在理想情况下，如果气门正时随发动机工况变化，则可发挥发动机的最大 潜能，使发动机性能在全部工况范围内都达到最优，如图2所示。此外，通过VVT 系统的调节，还可大大改善发动机油耗及排放。 2.2.1 VVT系统分类及特点 一般发动机VVT系统主要有进气VVT系统、