《汽车发动机维修技术 （初级）》-单元4

任务一配气机构基础知识一、发动机配气机构基本理论（一）功用与组成配气机构的功用是按照发动机的工作顺序和工作循环的要求，定时地开启和关闭进、排气门，使可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）进入气缸、废气排出气缸。配气机构如图４－１所示，其由气门组和气门驱动组组成。气门组由气门２２和２３、气门导管５、气门弹簧７、气门弹簧座８及气门锁片９等组成；气门驱动组由凸轮轴正时带轮２、液压挺柱１０、进气凸轮轴１４、排气凸轮轴１１及凸轮轴承盖１２和１５等组成。下一页返回任务一配气机构基础知识（二）配气机构的分类（１）按传动方式分，配气机构可分为正时齿轮式（见图４－２）、正时齿链式（见图４－３）和正时齿带式（见图４－４）三种。（２）按凸轮轴位置分，配气机构可分为凸轮轴下置式（见图４－５（ａ））、凸轮轴中置式（见图４－５（ｂ））和凸轮轴顶置式（见图４－５（ｃ））三种。凸轮轴顶置式又可分为双轴式和单轴式两种。（３）按单缸气门数量分，配气机构可分为单缸２气门、３气门、４气门和５气门。（４）按驱动方式分，配气机构可分为摇臂驱动式和直接驱动式两种。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识（三）工作原理现以正时齿轮式配气机构来说明其工作原理。当气缸的工作循环需要将气门打开进行换气时，曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴１５旋转，当凸轮轴１５转到凸轮的凸起部分顶起挺柱１４时，通过推杆１３和调整螺钉１２使摇臂１０绕摇臂轴９摆动，压缩气门弹簧４和５使气门开启。当凸轮凸起部分的顶点转过挺柱１４以后，气门３在气门弹簧４和５的作用下逐渐关闭。由于四冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴转两周，各缸只进、排气一次，而凸轮轴只需转一周，故曲轴与凸轮轴的传动比为２∶１。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识（四）气门间隙为保证气门关闭严密，在气门杆尾端与气门驱动组零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙，称为气门间隙，如图４－６所示。在发动机热态时，因温度升高，气门杆膨胀伸长，会使此间隙减小，所以一般气门间隙在热车时较小、冷车时较大。由于排气门温度高，故气门间隙也较进气门的大。若气门间隙过小，则在热车时会因气门杆的膨胀使此间隙消除而造成气门关闭不严；若气门间隙过大，则将影响气门的开启量，并可能在气门开启时产生较大气门冲击响声。为了能对气门间隙进行调整，气门调整机构一般设在气门与挺柱或摇臂之间，用调整螺钉或调整垫片来调整。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识（五）配气相位配气相位就是用曲轴转角来表示进、排气门的开闭时刻及开启持续时间。发动机在换气过程中，若能够做到排气彻底、进气充分，则可以提高充气系数，增大发动机的输出功率。四冲程发动机的每一个工作行程，其曲轴都要旋转１８０°。由于现代发动机转速很高，故一个行程经历的时间是很短的。如上海桑塔纳的四冲程发动机，在最大功率时的转速达５６００ｒ／ｍｉｎ，一个行程的时间只有０.００５４ｓ。这样短时间的进气和排气过程往往会使发动机充气不足或排气不净，从而使发动机功率下降。因此，现代发动机都通过延长进、排气时间，使气门早开晚关，以改善进、排气状况，提高发动机的动力性。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识（六）传动机件的安装要求无论是何种驱动方式的配气机构，在安装时都要注意驱动零件的安装位置。如安装正时齿轮传动式的配气机构，凸轮轴正时齿轮上的标记与曲轴正时齿轮标记要对齐；正时齿链或正时齿带传动在安装时应注意，齿链或正时齿带的标记与齿轮上的标记要对齐，如图４－８所示。二、配气机构的结构组成和工作原理（一）气门组１.气门气门分为进气门和排气门。气门由头部和杆部组成，头部用来封闭气缸的进、排气通道，杆部则主要为气门运动导向，如图４－９所示。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识气门头部的工作温度很高（进气门温度可达到３００℃～４００℃，排气门温度可达到６００℃～８００℃），而且还要承受气体压力、气门弹簧力以及传动组零件惯性力的作用，且其冷却和润滑条件较差。因此，要求气门必须具有足够的强度、刚度、耐热和耐磨能力。轿车发动机进、排气门的材料通常采用耐热合金钢。气门头部一般采用简单的平顶结构。其工作锥面角，进气门一般为４５°，也有的为３０°；排气门均为４５°。为了提高充气效率，通常进气门头部直径大于排气门头部直径。有时为了加工简便，常把进、排气门直径做成一样的尺寸。在这种情况下，往往在排气门上刻有标记，以防装错。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识２.气门弹簧气门弹簧的功用是使气门迅速回位，保证密封并防止气门在开启和关闭过程中，因传动件的惯性而产生彼此脱离的现象。气门弹簧为圆柱形螺旋弹簧，如图４－９所示，其材料为高碳锰钢、铬钒钢等冷拔丝钢，并在表面进行磷化或发蓝处理。为了防止因气门弹簧共振而破坏配气正时，常采用双气门弹簧、变螺距气门弹簧、锥形气门弹簧或气门弹簧振动阻尼器。３.气门导管气门导管，如图４－９所示，其主要功用是保证气门能沿自身轴线上下运动，使气门与气门座圈密封配合，以及将气门杆的部分热量传给气缸盖。气门导管压入气缸盖导管孔中，其内孔需再进行精加工上一页下一页返回任务一配气机构基础知识在压气门导管时，应保证导管伸出管孔的长度符合要求。为防止导管因配合过盈量太小而滑落，有时在露出气缸盖的部分嵌有卡环。气门导管与气门杆之间一般留有０.０５～０.１２ｍｍ的间隙。４.气门座圈气门座圈，如图４－９所示，与气门配合完成密封工作。气门座圈一般用耐热钢、球墨铸铁或合金钢制成，有些轿车的气门座圈还采用激光技术进行处理，如一汽丰田的花冠轿车。气门座圈通常是压入或铸入缸盖中，铝合金缸盖通常采用镶入式气门座圈，气门座圈的工作面与气门工作面的锥角应相同。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识５.气门油封适量的机油进入气门导管与气门之间的间隙，对于气门杆的润滑是非常有必要的。但如果进入的机油过多，将会在气缸内产生积炭，并在气门上产生沉积物。因此，有的发动机在气门杆上设有机油防漏装置，如图４－９所示。（二）气门驱动组１.凸轮轴凸轮轴的功用是根据发动机的工作要求和配气相位控制气门的开闭，它是配气机构的关键零件。凸轮轴在工作中受到气门周期性冲击载荷，因此，凸轮轴要有足够的韧性和刚度，凸轮表面要耐磨。凸轮轴一般采用优质钢模锻而成。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识２.挺柱挺柱的功能是把凸轮轴运动产生的推力传给气门挺杆或直接传给气门。挺柱的中心与凸轮的中心线有微小的偏移量，并将凸轮制成６′～１２′的斜面，挺柱的工作面做成曲率半径很大的球面。工作时，由于凸轮与气门挺柱工作接触面偏离中心，使挺柱产生旋转力矩，在发动机工作时，气门挺柱一边往复运动、一边旋转，这样不仅有利于挺柱的润滑，而且使挺柱接触面得到均匀的摩擦。发动机工作时，由于气门间隙的存在，配气机构中将产生冲击，发出声响。为了解决这个问题，许多高速发动机都采用液压挺柱来消除气门间隙。如上海桑塔纳、一汽奥迪、北京切诺基都采用了不预留气门间隙，也无须调整气门间隙的液压挺柱。液压挺柱结构如图４－１４所示。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识３.推杆推杆是将挺柱的运动传给气门摇臂的传动件。它是用空心钢管制成的，上端为凹球形，与气门摇臂调整螺钉的球头接触；下端为圆球形，以便插在挺柱的凹球形座中。推杆上、下两端用钢制成，并经过淬火和磨光。气门推杆是细长杆件，易变形，在维修过程中必须仔细检查和校直。４.摇臂摇臂的功用是将推杆或直接由凸轮传来的推力改变方向，作用在气门杆端部以推动气门，如图４－１５所示。摇臂套在中空的摇臂轴上，摇臂承孔内镶有青铜衬套，并通过空心的摇臂轴支承在摇臂轴座上，其轴向位置由限位弹簧或挡圈限定。摇臂实际上是一个不等臂的杠杆，不同车型的杠杆比不同，一般为１.３０～１.６５。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识三、配气机构的故障形式及测量检修（一）配气机构技术状况的变化及其影响因素１.气门关闭不严气门关闭不严将降低气缸的压缩压力，影响发动机的动力性和经济性。当气缸压缩压力低于４００ｋＰａ时，发动机将无法工作。进气门关闭不严，燃烧着的高温气体有可能窜入进气管，点燃进气管中的可燃混合气，从而引起进气管回火。造成气门关闭不严的主要原因如下：（１）气门间隙过小。若气门杆伸长，会使气门关闭不严或烧蚀气门。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识（２）气门杆部弯曲和磨损。（３）气门与气门座接触不良。当气门或气门座的工作面因加工不良或磨损，使工作面起槽、变宽，甚至烧蚀而出现斑点和凹陷时，均会造成气门关闭不严。（４）气门弹簧的弹力减弱。气门弹簧自由长度缩短、弹力减退或弯曲变形，会使气门落座时产生回弹，气门与气门座配合的密封性降低，既会造成漏气，也容易引起气门密封带的烧蚀。２.配气机构的异响在发动机工作过程中，由于零件的磨损、变形，紧固件的松动，油液的泄漏等，将使配气机构出现各种异响，如气门脚响、正时齿轮异响、凸轮轴异响、液压挺柱异响等。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识３.配气相位失准配气相位失准一般表现为配气相位的改变，这也是发动机的常见故障。其原因主要有以下几点：（１）正时齿轮或正时链轮未按规定的记号装配。（２）因正时齿轮或正时链轮与曲轴或凸轮轴相连接的键槽的加工误差或磨损松动而引起的定位偏差，加大了配气正时的误差。４.气门间隙的调整气门间隙通常会因配气机构零件的磨损、变形而发生变化。间隙过大，会使气门升程不足，引起进气不充分、排气不彻底，并出现异响；间隙过小，会使气门关闭不严，造成漏气，易使气门与气门座的工作面烧蚀。因此，在汽车的使用和维护过程中，应按原厂规定的气门间隙值认真、细致地检查和调整气门间隙，以保证发动机的正常工作。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识（二）气门组零件的检修１.气门与气门座的配合要求气门与气门座是否配合良好是决定配气机构正常工作的重要环节，其直接影响到气缸的密封性，且对发动机的动力性和经济性关系极大。对气门与气门座的配合要求如下：（１）气门与气门座工作锥面角度应一致。（２）气门与气门座的密封带位置在中部靠里。过于靠外会使气门的强度降低，过于靠里则会导致其与气门座接触不良。（３）气门与气门座的密封带宽度应符合原设计要求，一般为１.２～２.５ｍｍ。排气门大于进气门的宽度；柴油机大于汽油机的宽度。密封带宽度过小，将使气门磨损加剧，形成凹陷；密封带宽度过大，会影响密封性，并易引起气门烧蚀。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识（４）气门工作锥面与杆部的同轴度和气门座与导管的同轴度应不大于０.０５ｍｍ。（５）气门杆导管的配合间隙应符合原厂规定，其检查方法如图４－１８所示。２.气门的检修１）气门的耗损气门常见的耗损有气门杆部及尾端的磨损、气门工作锥面的磨损及烧蚀和气门杆的弯曲变形等。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识２）气门的更换条件气门出现下列情况之一的，应更换。（１）轿车气门杆的磨损量大于０.０５ｍｍ，载货汽车气门杆的磨损量大于０.１０ｍｍ。（２）气门头圆柱面的厚度小于１.０ｍｍ。（３）气门尾端的磨损量大于０.５ｍｍ。（４）如图４－１９所示，检查气门杆的直线度，直线度误差大于０.０５ｍｍ的应更换气门。３）气门工作锥面的修理如图４－２０所示，气门工作锥面的修理是在气门光磨机上进行的。光磨后，气门工作锥面的径向圆跳动误差应不大于０.０１ｍｍ，表面粗糙度应小于１.２５μｍ，与气门杆部的同轴度误差应不大于０.０５ｍｍ。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识３.气门座的修理气门座的磨损主要是磨料磨损和因冲击载荷而造成的硬化层脱落，以及受高温燃气而引起的腐蚀和烧蚀。气门座磨损，使得密封带变宽，气门与气门座关闭不严，气缸密封性降低。４.气门导管的修配发动机工作时，气门杆在气门导管中滑动，气门导管起导向作用，使气门头部与气门座同心。当气门导管与气缸盖承孔过盈量过小，或气门导管磨损严重时，会使气门杆与气门导管的配合间隙超过限度，应予以更换。例如：桑塔纳发动机进气门与导管配合间隙为＋０.０３５～＋０.０７０ｍｍ，使用极限为＋１.００ｍｍ；排气门与导管配合间隙为＋０.０３５～＋０.０７０ｍｍ，使用极限为＋１.３０ｍｍ。其工艺要点如下：上一页下一页返回任务一配气机构基础知识（１）用外径略小于气门导管内孔的阶梯轴冲出气门导管，如图４－２８所示。（２）选择外径尺寸符合要求的新气门导管。（３）安装气门导管。用细砂布打磨气门导管承孔口，在承孔内壁与导管外表面上涂少许机油，并放正气门导管，垫上铜质的阶梯轴，用压力机或手锤将气门导管装入承孔内，如图４－２９所示。（４）铰削气门导管。采用成型专用气门导管铰刀铰削，进刀量不宜过大，铰刀保持垂直，边铰边试，直至间隙合适。检验方法：将气门杆和导管擦净，在气门杆上涂一层薄机油，将气门放入气门导管内，上下拉动数次，气门在自重下能徐徐下落，则表示气门杆与气门导管的配合间隙适当。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识５.气门弹簧的检测气门弹簧经长期使用后会出现下列耗损：断裂、歪斜、弹力减弱。气门弹簧的歪斜将影响气门关闭时的对中性，使气门关闭不严，容易烧蚀密封带，并破坏气门旋转机构的正常工作。１）检视法观察洗净后的气门弹簧外表有无变形、裂纹等缺陷，如有则应更换。２）弹簧自由长度检查（１）新旧对比法。将一标准弹簧与被测弹簧置于同一平板上，比较其长度是否一致，如不一致，则应更换。（２）游标卡尺测量法。用游标卡尺测量气门弹簧的自由长度，如图４－３０所示，如不符合规定尺寸，则应更换。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识（３）弹簧弹力测量。用检测仪测量弹簧弹力，如图４－３１所示，将弹簧压至规定长度，台秤上所示弹力大小即为所测弹簧弹力。

３）气门弹簧弯曲和扭曲检验如图４－３２所示，将气门弹簧放置平板上，用直角尺检查其弯曲和扭曲变形。当间隙小于等于１.５ｍｍ且弹簧轴线偏移小于２°时为合格，否则应更换。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识（三）气门传动组的检修１.凸轮轴组件的检修１）凸轮轴的耗损与检修凸轮轴的主要耗损是凸轮轴的弯曲变形、凸轮轮廓的磨损、支承轴颈表面和正时齿轮轴颈键槽的磨损等。凸轮轴的耗损将使气门的最大开度和发动机的充气系数降低、配气相位失准、气门上下运动的速度特性改变，从而影响发动机的动力性、经济性，增大发动机的噪声。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识２）凸轮轴轴承的检修当凸轮轴轴承的配合间隙超过使用限度（轿车为０.１５ｍｍ，载货汽车为０.２０ｍｍ）时，应更换新轴承。更换轴承时应注意，轴承与承孔的过盈量：剖分式轴承为０.０７～０.１９ｍｍ；整体式轴承为０.０５～０.１３ｍｍ；铝合金气缸体为０.０３～０.０７ｍｍ。３）凸轮轴轴颈油膜间隙的检查清洗轴承盖和凸轮轴轴颈，将凸轮轴装在气缸盖上，并将一根塑料线间隙规横放在每个凸轮轴轴颈上。安装轴承盖，再拆下轴承盖，在其最宽点测量塑料线间隙规。标准油膜间隙为０.０３５～０.０７２ｍｍ，最大油膜间隙为０.１０ｍｍ。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识如果油膜间隙大于最大值，则应更换凸轮轴，必要时应成套更换轴承盖及气缸盖，最后完全拆下塑料线间隙规。４）凸轮轴轴向间隙的检查安装凸轮轴，使用百分表，前后移动凸轮轴的同时测定轴向间隙，如图４－３４所示。标准轴向间隙为０.０３３～０.０８０ｍｍ；最大轴向间隙为０.１２ｍｍ。如果轴向间隙大于最大值，则应更换凸轮轴，必要时应成套更换轴承盖和气缸盖。２.挺柱的检修挺柱分为机械式挺柱与液压挺柱两种。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识３.正时链轮和链条的检查采用上置凸轮式配气机构的发动机工作时，正时传动机构会因正时链条的磨损，造成节距变长、噪声增大，严重时会使配气正时失准。因此，在维修中应认真检查。４.摇臂的检修摇臂的主要损伤形式有衬套磨耗及与气门接触端的柱面磨耗等。当摇臂衬套与摇臂轴的间隙超过０.１５ｍｍ时，应更换衬套。当与气门接触端的柱面严重磨耗，凹坑深度大于０.１ｍｍ时，应以油石修整及抛光。上一页下一页返回任务一配气机构基础知识５.正时带的检修某些气门驱动机构采用正时带轮及正时带驱动。正时带易因损伤而断裂，故应在维护作业中检查正时带状态，确认齿牙是否缺损以及是否龟裂、磨耗，并视情况更换新件。６.正时带张紧轮的检修正时带张紧轮在工作中应回转自如，否则将影响正时带传动，如出现不正常的情况则应更换上一页返回任务二可变配气系统一、本田ＶＴＥＣ可变配气机构１.ＶＴＥＣ结构如图４－３８所示，装有ＶＴＥＣ机构的发动机的每个气缸和常规的高速发动机一样都配置有两个进气门和两个排气门。只不过，它的两个进气门有主次之分，即分为主进气门和次进气门。每个进气门均由单独的凸轮通过摇臂来驱动。与主、次进气门接触的摇臂分别叫主摇臂和辅助摇臂。主摇臂和辅助摇臂之间设有一个特殊的中间摇臂，它不与任何气门直接接触。三个摇臂并列在一起，均可在摇臂轴上转动。在主摇臂、辅助摇臂和中间摇臂相对应的凸轮轴上铸有三个不同升程的凸轮，分别称为主凸轮、辅助凸轮和中间凸轮。下一页返回任务二可变配气系统中间凸轮的升程最大，它是按发动机双进双排气门工作最佳输出功率的要求而设计的；主凸轮升程小于中间凸轮，它是按发动机低速工作时单气门的开闭要求设计的；辅助凸轮的升程最小，最高处只是稍微高于基圆，其作用是在发动机怠速运行时，通过辅助摇臂稍微打开次进气门，以免燃油集聚在次进气门口。中间摇臂的一端和中间凸轮接触，另一端在低速时可自由活动。三个摇臂在靠近气门一端均有一个油缸孔，油缸孔中都安置有靠油压控制的活塞，它们依次为正时活塞、同步活塞Ａ和同步活塞Ｂ。上一页下一页返回任务二可变配气系统２.ＶＴＥＣ的工作原理１）低速状况如图４－３９所示，发动机在低速运转时，主摇臂、中间摇臂和辅助摇臂是彼此分离独立动作的。此时，主凸轮Ａ与辅助凸轮Ｂ分别驱动主摇臂和辅助摇臂以控制气门的开闭。由于辅助凸轮Ｂ的升程很小，因而进气门只稍微打开。虽然此时中间摇臂已被中间凸轮２驱动，但由于中间摇臂与主摇臂、辅助摇臂是彼此分离的，故不影响气门的正常开闭。即在低速状态，主摇臂、辅助摇臂并未与中间摇臂相连，而是分别被Ａ、Ｂ两凸轮在不同的时间与高度下驱动，但它在低速状态下对气门开启无任何作用，所以ＶＴＥＣ机构不工作，气门的开闭情况与普通顶置凸轮轴式配气机构相同。上一页下一页返回任务二可变配气系统２）高速状态如图４－４０所示，当发动机高速运行时，即发动机转速在２３００～３２００ｒ／ｍｉｎ、车速在１０ｋｍ／ｈ以上、水温在１０℃以上、发动机负荷到达一定程度时，发动机控制电脑ＥＣＭ就会向ＶＴＥＣ电磁阀供电以开启工作油道，于是工作油道中的压力油就推动活塞移动并压缩弹簧，这样主摇臂、中间摇臂和辅助摇臂就被主同步活塞、中间同步活塞和辅助同步活塞串联为一体，成为一个同步活动的组合摇臂。由于中间凸轮的升程大于另两个凸轮，而且凸轮角度提前，故组合摇臂随中间摇臂一起受中间凸轮驱动，主、次气门都大幅度地同步开闭，因此配气相位变化了，吸入的混合气量增多了，满足了发动机高速、大负荷时的充气量要求。上一页下一页返回任务二可变配气系统３）控制系统图４－４１所示为ＶＴＥＣ控制系统原理简图。控制系统随时监测发动机的运转工况，如负荷、发动机转速、车速等，当发动机转速、负荷和冷却液温度等信号输入发动机ＥＣＭ后，经运算处理，ＥＣＭ将根据运转工况决定对配气机构是否实行ＶＴＥＣ控制及何时改变气门升程与气门正时。若实行该项控制，ＥＣＭ则给ＶＴＥＣ电磁阀的电磁绕组提供电流，使电磁阀在电磁力的作用下被吸起，来自油泵的油压便作用在同步活塞上。另外，ＶＴＥＣ电磁阀开启后，控制系统还可以通过ＶＴＥＣ压力开关将这一信号反馈给ＥＣＭ，以便监控系统的工作。上一页下一页返回任务二可变配气系统二、丰田ＶＶＴ－ｉ可变配气机构ＶＶＴ－ｉ系统用于控制进气门凸轮轴在一定的范围内调整凸轮轴转角，使配气正时满足优化控制发动机工作状态的要求，从而提高发动机在所有转速范围内的动力性和经济性，并降低了尾气的排放。它由电子控制单元（ＥＣＵ）、执行机构和传感器三部分组成。执行机构由ＶＶＴ－ｉ控制器和凸轮轴正时机油控制阀构成。如图４－４２所示。如图４－４３所示，控制器由一个由正时链条驱动的壳体和固定在进气凸轮轴上的叶片组成。其工作原理是：来自凸轮轴提前侧或延迟侧的油压使得ＶＶＴ－ｉ控制器的叶片沿圆周方向旋转，从而带动凸轮轴转动并改变气门的配气相位。上一页下一页返回任务二可变配气系统当发动机停止时，凸轮轴被调整到最大延迟状态以维持起动性能。当发动机起动，油压并未立即传到ＶＶＴ－ｉ控制器时，锁销便锁定ＶＶＴ－ｉ控制器，以防撞击产生噪声。凸轮轴正时机油控制阀的构造如图４－４４所示。根据ＥＣＵ的提前、延迟或保持信号，凸轮轴正时机油控制阀控制流向ＶＶＴ－ｉ控制器机油的通道，实现配气正时的变化。三、宝马电子气门技术Ｖａｌｖｅｔｒｏｎｉｃ宝马电子气门控制技术Ｖａｌｖｅｔｒｏｎｉｃ包括两个方面：一个是进气门升程控制技术（Ｖａｌ⁃ｖｅｔｒｏｎｉｃ）；另一个是可变配气相位控制技术（ＶＡＮＯＳ）。上一页下一页返回任务二可变配气系统１.进气门升程控制系统（Ｖａｌｖｅｔｒｏｎｉｃ）（１）无节气门负荷控制原理，如图４－４６所示。从图４－４６（ａ）所示的节气门控制发动机图中可明显看出损耗减小。上部区域表示汽油发动机燃烧过程中获得的功率，下部区域表示该过程中的损耗。损耗区域可与换气功等同，即使燃烧后的废气从气缸中排出并将新鲜空气吸入气缸内所必须消耗的能量。除满负荷位置外，将新鲜空气吸入受节气门控制的发动机时始终要克服节气门施加的进气阻力。如图４－４６（ｂ）所示，在Ｖａｌｖｅｔｒｏｎｉｃ控制的发动机的进气过程中节气门几乎一直完全开启。负荷控制通过进气门关闭时刻实现。上一页下一页返回任务二可变配气系统与通过节气门控制负荷的传统发动机相比，进气装置内不会出现真空状态，也就是说不会为在整个进气装置内产生真空而消耗能量。通过降低进气过程中的功率损失可提高效率。进气门关闭后会在气缸内产生真空。超过活塞下止点后，可重新产生为此所需的功。（２）Ｖａｌｖｅｒｔｏｎｉｃ系统机械结构与特点，如图４－４７所示。（３）Ｖａｌｖｅｔｒｏｎｉｃ电气部件及特点１）气门行程控制单元。发动机管理系统负责控制气门行程，但是在早期第一代Ｖａｌｖｅｔｒｏｎｉｃ中由一个附加气门行程控制单元控制气门行程。气门行程控制单元的任务是控制伺服电动机，以便根据发动机控制单元的指令调节偏心轴。上一页下一页返回任务二可变配气系统为了获得理想的动态性能，需要很高的电流强度。因此，在Ｖａｌｖｅｔｒｏｎｉｃ发动机上要对负责执行车灯功能的控制单元进行适配，以免车内和车外照明装置亮度不稳定。２）伺服电动机。带有整流器的直流电动机，负责调节偏心轴。通过改变电动机转动方向和节拍控制时间可对偏心轴进行相应调节。进行最大调节时，伺服电动机的电流可达４０Ａ。对于第一代和第二代的伺服电动机采用的普通直流电动机，第三代则采用新型无刷三相直流电动机，并且集成了偏心轴传感器。３）偏心轴传感器。偏心轴传感器，如图４－５３所示，测量偏心轴转角，从而为调节功能提供实际参数。偏心轴传感器３将偏心轴位置发送给气门行程控制单元或发动机电脑ＤＭＥ。其测量角度为０°～１８０°。上一页下一页返回任务二可变配气系统第一代和第二代的偏心轴传感器按磁阻效应原理工作：当附近磁场更改位置时，铁磁导体就会改变自身的电阻。为此偏心轴上装有一个带有永久磁铁的磁轮１。偏心轴旋转时，这些磁铁的磁力线就会穿过传感器内的导磁材料，由此产生的电阻变化通过发动机控制单元换算为气门行程。必须用一个非磁性固定螺栓２将磁轮固定在偏心轴上，否则传感器将无法正常工作。对于第三代Ｖａｌｖｅｔｒｏｎｉｃ的偏心轴传感器则采用了集成式霍尔传感器。４）发动机控制单元（ＤＭＥ）。发动机管理系统包含控制气门行程的特性曲线。用于确定所需气门行程的主要信息是驾驶员通过加速踏板传递的负荷要求。系统根据输入数据确定气缸额定进气量，再将额定进气量换算为气门行程和正时时间范围。通过这些因素即可得到进气门的关闭时刻。上一页下一页返回任务二可变配气系统实现最佳燃烧效果所需的残余气体量只能通过排气凸轮轴控制装置（排气ＶＡＮＯＳ）进行调节，因为进气管内没有产生回流的低压。发动机管理系统负责控制ＶＡＮＯＳ。使用Ｖａｌ⁃ｖｅｔｒｏｎｉｃⅡ时，同样通过发动机管理系统控制气门行程。使用ＶａｌｖｅｔｒｏｎｉｃⅠ时，行程指令通过ＣＡＮ总线接口发送至气门行程控制单元，并通过偏心轴传感器和伺服电动机进行调节。５）节气门。Ｖａｌｖｅｔｒｏｎｉｃ发动机仍需要节气门完成以