項目4.1汽油機進氣輔助控制系統認知與檢修2廣東交通職業技術學院汽車技術系目的：提高進氣量，改善發動機動力性能。應用在汽油機上的進氣控制系統：(1)可變進氣歧管長度增壓系統；(2)諧波進氣增壓系統（ACIS）；(3)渦輪增壓系統。(4)氣門驅動控制系統可變進氣歧管長度增壓系統：控制發動機進氣道的空氣流通截面大小，適應發動機不同轉速和負荷時的進氣量需求，從而改善發動機的動力性。諧波進氣增壓系統功能：在發動機的進氣管中部加設了一個大容量的真空氣室和相應的控制裝置，實現壓力波傳播路線長度的改變，從而兼顧低速和高速的進氣增壓效果。渦輪增壓系統：利用發動機排出的廢氣驅動渦輪增壓器壓縮新鮮空氣,提高進氣效率。氣門驅動控制系統:

根據發動機轉速和負荷的變化，適時調整配氣相位和氣門升程。2.進氣增壓系統原理及檢修

（1）壓力波的來源及利用方法壓力波的來源——發動機工作中，由于進排氣門的不斷開關，進氣流在進氣歧管內出現壓力脈動。利用方法——可以利用進氣行程進氣管內高速流動的氣體的慣性效應、波動效應提高充氣效率。進氣管細而長時，壓力波波長長，可使發動機中低轉速區功率增大；進氣管短而粗時，壓力波波長短，可使發動機高轉速區功率增大。顯然，如果進氣歧管長度可變化，那么就可兼顧增大功率和增大扭矩。2.1可變進氣歧管長度增壓系統2.1可變進氣歧管長度增壓系統奧迪V6發動機的可變長度進氣歧管當發動機低速運轉時，ECU控制轉換閥控制機構關閉轉換閥，這時空氣沿著彎曲而又細長的進氣歧管流進氣缸（如圖中實線所示）。細長的進氣歧管提高了進氣速度，增強了氣流的慣性，使進氣量增多。當發動機高速運轉時，轉換閥開啟，空氣經空氣濾清器和節氣門直接進入粗短的進氣歧管（如圖中虛線所示）。粗短的進氣歧管進氣阻力小，也使進氣量增多。可變長度進氣歧管不僅可以提高發動機的動力性，還由于它提高了發動機在中、低速運轉時的進氣速度而增強了氣缸內的氣流強度，從而改善了燃燒過程，使發動機中低速的燃油經濟性有所提高。1-轉換閥2-轉換閥控制機構3-ECU2.1可變進氣歧管長度增壓系統奧迪V6發動機的可變長度進氣歧管檢修內容：進氣歧管轉換系統功能的檢查真空系統的檢查進氣歧管轉換電磁閥的檢查2.1可變進氣歧管長度增壓系統（1）進氣歧管轉換系統功能的檢查當發動機轉速超過4000r/min的設定門檻值時，ECU發出控制信號給電磁閥，進氣歧管從長管轉換到短管。當用診斷儀檢查進氣歧管轉換系統功能時，選擇顯示組95（怠速時進氣歧管切換）讀取數據流。奧迪V6發動機的可變長度進氣歧管2.1可變進氣歧管長度增壓系統2.2諧波進氣增壓(ACIS)諧波進氣增壓系統（ACIS）是在發動機其它結構不變的基礎上，在進氣管中部增加了一個諧振室（大容量的真空氣室）和相應的控制裝置。

1-進氣導流管2-副諧振室3-空氣濾清器4-空氣流量傳感器5-主諧振室6-進氣歧管進氣諧波波長可變的ACIS

工作原理:

當空氣室出口的控制閥關閉時，進氣管內的脈動壓力波傳遞長度為空氣濾清器到進氣門的距離，這一距離較長，適應發動機中、低速工況形成氣體動力增壓效果。當控制閥打開時，接通真空罐，打開進氣增壓控制閥。由于大容量空氣室的參與，在進氣道控制閥處形成氣簾，使進氣脈動壓力只能在空氣室出口和進氣門之間傳播，縮短了壓力波的傳播距離，以滿足發動機高速工況下的氣體動力增壓要求。三階段變化的進氣諧振控制系統采用兩個真空電磁閥

豐田1MZ-FE三階段進氣諧振控制系統組成及工作原理工作原理某些發動機進氣管上除安裝節氣門調節進氣量外，還安裝動力閥控制系統，它能根據發動機的不同負荷改變進氣量，從而改變發動機的動力性能。真空控制的動力閥裝在進氣管上，控制進氣管空氣通道的大小。當發動機小負荷運轉時，ECU控制真空電磁閥關閉，動力閥也關閉，進氣通道變小，發動機輸出較小功率；當發動機負荷增大，ECU根據轉速、溫度、空氣量等信號接通真空電磁閥，真空管內的真空度提高而將動力閥打開，進氣通道變大，發動機輸出較大功率。2.3動力閥控制系統

(a)打開(b)關閉動力閥控制系統

1—真空室；2—真空電磁閥；3—ECU(ECCS)；

4—單向閥；5—動力閥EA888系列發動機（1.8TSI和2.0TSI）進氣系統節氣門控制單元進氣溫度傳感器G42活性碳罐N80進氣歧管風門轉換裝置中的真空罐高壓油管端口（油泵）高壓油管端口（高壓燃油分配器）活性碳罐系統閥門高壓燃油分配器高壓燃油傳感器進氣歧管風門翻板進氣歧管風門電位計G336EA888系列發動機（1.8TSI和2.0TSI）進氣系統節氣門翻板進氣系統氣門翻板關閉節氣門翻板氣門翻板打開（3000轉以上）廢氣渦輪增壓是利用發動機排出的具有一定能量（高壓、高溫）的廢氣驅動渦輪增壓器中的動力渦輪高速轉動，再帶動同軸的增壓渦輪（一般位于空氣流量傳感器與進氣門之間的進氣管道中）一起轉動，對從空氣濾清器進入的新鮮空氣進行壓縮，然后再送入氣缸。由此，可以吸入大量的空氣，顯著提高進氣效率，達到提高發動機輸出功率之目的。

2.3渦輪增壓系統機械式渦輪增壓器 空氣被由發動機驅動的壓縮機壓縮。 但是增大的輸出功率會損失一部分，這是因為損失的部分需要用來驅動壓縮機。 用來驅動機械式渦輪增壓器的功率占增大功率的15%。 因此，與具有同樣輸出功率的不增壓的發動機相比會燃料的消耗量比較大。 這種方式不夠經濟。四缸機械式渦輪增壓發動機的示意圖由發動機驅動的壓縮機壓縮后的空氣廢氣渦輪增壓器 在廢氣渦輪增壓器中，用來驅動渦輪的是排出的廢氣。該渦輪驅動與它同軸的壓縮機。壓縮機將助燃空氣吸入，壓縮后提供給發動機。四缸廢氣渦輪增壓發動機的示意圖渦輪壓縮機壓縮的助燃空氣排出的廢氣廢氣渦輪增壓器的優點：燃料的消耗量低于不增壓的發動機（因為排氣式渦輪增壓器使用的是廢氣作為動力）。功率與負載的比率(千瓦/千克)要高于不增壓的發動機。可以改善渦輪增壓發動機的扭矩特性。渦輪增壓發動機的高海拔特性好。渦輪增壓發動機可在低排量的情況下使用。

渦輪壓縮機壓縮的助燃空氣排出的廢氣

渦輪增壓器是由公共軸連接的渦輪和壓縮機構成的。 排出的廢氣驅動渦輪，給壓縮機提供動力。 壓縮機將助燃空氣吸入，壓縮后提供給發動機。

壓縮機:

通常使用離心式壓縮機

渦輪:

渦輪增壓器的渦輪是由渦輪葉輪和渦輪殼構成的。 渦輪增壓器的結構和功能

渦輪:

渦輪將氣壓能轉換成機械能，來驅動壓縮機。 空氣由于受渦輪流量截面積的限制，在進口和出口處產生壓力差和溫度差。 渦輪將這個壓力差轉化為動力，來驅動渦輪葉輪。

排出的廢氣進氣管壓縮機渦輪葉輪連接壓縮機和渦輪的公共軸渦輪殼排氣管渦輪殼中間殼排氣管壓縮機側SlideNo.15渦輪裝配件渦輪增壓壓力的控制為了保證發動機在不同轉速及工況下都得到最佳增壓值，以防止發動機爆燃和限制熱負荷，對渦輪增壓系統增壓壓力必須進行控制.目前，有旁通閥式和節流閥式兩種控制方式。旁通閥式——通過電磁閥、驅動氣室控制旁通閥開度，控制流經渦輪的廢氣量。用占空比型可電磁閥實現增壓壓力的連續控制和閉環控制。又分為（1）機械控制式和（2）電子控制式。節流閥式——節流閥安裝在渦輪機進口處，調節廢氣進入渦輪機的流速，從而調節增壓壓力。（1）機械控制式通過控制廢氣旁通閥閥門，改變廢氣通路走向，如果廢氣旁通閥閥門打開，通過動力渦輪的廢氣數量和氣壓就會減小，動力渦輪轉速降低，增壓渦輪的進氣增壓壓力就會減小。1-動力渦輪2-增壓渦輪3-廢氣旁通閥4-膜片式控制閥

廢氣渦輪增壓系統——旁通閥式（2）電子控制式

ECU可以通過使增壓壓力控制電磁閥通斷電來控制膜片式控制閥，使膜片控制閥的膜片室連接到進氣歧管，相應地得到低或高的控制壓力，從而控制廢氣旁通閥的開關。當VSV開啟，執行器內的受壓空氣經VSV逸出到壓縮輪側的進氣管內，此時執行器內的受壓氣體壓力Pa＜Pb，執行器內的膜片受壓變形減小，廢氣閥開度也相應減小，廢氣繞過渦輪的旁通量減少，增壓壓力上升。當VSV關閉時，受壓縮輪增壓的氣體直接作用在執行器的膜片上，膜片受壓變形增大，廢氣閥開度也相應增大，廢氣繞過渦輪的旁通量增多，增壓壓力下降。廢氣渦輪增壓系統——旁通閥式電子控制式工作過程節流閥式節流閥安裝在渦輪機進口處，調節廢氣進入渦輪機的流速，從而調節增壓壓力。a)低速時節流閥關閉；b)高速時節流閥開啟1-節流閥；2-增壓器渦輪廢氣渦輪增壓系統——節流閥式3.渦輪進氣增壓系統的原理與檢修1.怠速控制系統的原理及檢修4.可變配氣相位控制系統原理及檢修2.可變進氣管長度、諧波進氣增壓系統的原理與檢修功能：根據發動機轉速和負荷的變化，適時調整配氣相位和氣門升程。配氣相位：指進、排氣門實際開啟或關閉的時刻和開啟持續時間，用曲軸轉角表示。2.4可變配氣相位控制系統原理及檢修大眾車系可變配氣相位控制機構1－正時電磁閥2－液壓缸3－排氣凸輪軸4－進氣凸輪軸5－正時調節器曲軸通過正時皮帶驅動排氣凸輪軸，排氣凸輪軸通過正時鏈條驅動進氣凸輪軸。1、掌握可變氣門正時系統的作用、結構及工作原理；2、掌握可變氣門升程系統的作用、結構及工作原理；3、掌握配氣相位控制系統基本檢修方法；1980年，AlfaRomeo（意大利阿爾法·羅密歐”高端轎車和跑車）首次使用可變氣門技術；Honda，1989年，首次使用具有可變氣門升程能力的VTEC技術；1993年，豐田在一代名機4A-GE引擎應用VVT技術，BMW，2001年，首次使用Valvetronic技術取代了傳統的節氣門。本世紀初，大眾奧迪使用AVS（AudiValveliftSystem）技術。目前如本田的VTEC、i-VTEC、；豐田的VVT-i；日產的CVVT；三菱的MIVEC；鈴木的VVT；現代的VVT；起亞的CVVT；江淮的VVT；長城的VVT等也都開始廣泛使用。典型品牌汽車

可變氣門正時和升程電子控制系統豐田VVTI（variablevalvetiming-intelligent）本田VTEC（VariableValveTimingandLiftElectronicControlSystem)大眾奧迪可變氣門系統AVS（AudiValveliftSystem）寶馬Double-VANOS（德語術語“variableNockenwellensteuerung”）

在現在的轎車發動機上，我們經常可以看見像VVT-i、VTEC-i、VVL、VVTL-i等技術標號。這些顯赫的標號都代表發動機采用了可變配氣的技術。可可變配可變配氣技術，從大類上分，包括可變氣門正時和可變氣門升程兩有些發動機只匹配可變氣門正時，如豐田的VVT-i發動機；有些發動機只匹配了可變氣門升程，如本田的VTEC；有些發動機既匹配的可變氣門正時又匹配的可變氣門升程，如豐田的VVTL-i，本田的VTEC-i可變配氣技術，從大類上分，包括可變氣門正時和可變氣門升程兩大類在普通的發動機上，進氣門和排氣門的開閉時間是固定不變的，這種固定不變的正時很難兼顧到發動機不同轉速的工作需求。為什么要進行可變氣門正時

一、可變氣門正時采用可變氣門正時（variablevalvetiming,VVT）技術，1、提高發動機在低、中、高轉速下的扭矩輸出2、提高燃油經濟性3、降低排放例如，日產的2升VVL發動機比沒有配備VVT的相同結構的發動機，可以提供超過25％的動力輸出。為什么要進行可變氣門正時問題：發動機轉速升高，進氣門氣門早開、還是晚開？

低速時氣流慣性小，進氣門早開、早關，為大轉矩區段，適于一般行駛工況；高速時氣流慣性大，進氣門晚開、晚關，為大功率區段，適于高速行駛工況。

可變氣門正時可分為：①連續可變氣門正時和不連續可變氣門正時；②進氣可變氣門正時和進排氣雙可變氣門正時簡單的可變氣門正時系統只有兩段或三段固定的相位角可供選擇，通常是0°或30°中的幾個更高性能的可變氣門正時系統能夠連續可變相位角，根據轉速的不同，在0°～30°之間線性調控配氣相位角豐田VVTI（variablevalvetiming-intelligent）豐田的VVT-i技術豐田的VVT-i技術，意思是“智能可變配氣正時系統”它是豐田獨有的發動機技術。ECU接收發動機轉速、進氣量、發動機溫度等信號，再通過計算來調整凸輪軸的角度并對進氣量做出優化，以獲得最好的進氣量，從而提高發動機的扭力，改善油耗，減少污染物排放。不過這技術也有不足的地方，就是在發動機轉速低于2000rpm時會導致扭力會顯得不夠力。不過隨著技術的進步，豐田在原有的VVT-i技術基礎上，針對排放閥門進行控制，演變成現在的Dual-VVT-i。Dual-VVT-i最大的優勢就是提升低轉速的扭力，在發動機轉速在2,200rpm左右就可以爆發出90%扭力輸出，就算在1,500rpm依然可以達到80%扭力輸出。該技術的升級，使得油門都變得更加靈敏。升級之后它可智能調節進氣量大小和控制排氣的延遲時間，達到平衡省油和動力輸出的雙重要求，還可以實現在全轉速范圍內提高排放效率和提高扭力。ECU根據發動機轉速和負荷等傳感器信號來控制凸輪軸調整機構的機油壓力，從而改變進、排氣門的開啟和關閉時刻，這樣的系統稱為智能可變氣門正時（variablevalvetiming-intelligent,VVT-i）。VVT-i的組成及工作原理VVT-i系統主要包括VVT-i控制器、凸輪軸正時機油控制閥、凸輪軸位置傳感器、曲軸位置傳感器。VVT-i系統利用曲軸位置傳感器和VVT傳感器（凸輪軸位置傳感器）感知凸輪軸轉動變化量，來獲知凸輪軸轉動方向及轉動量。1.凸輪軸/曲軸位置傳感器葉片式VVT-i控制器葉片式VVT-i控制器由定時鏈條驅動的外殼、固定在凸輪軸上的葉片等組成。

葉片式VVT-i控制器的結構2.VVT-i控制器主要由VVT電磁閥、發動機控制電腦（控制器）、VVT相位器（執行器）、傳感器（CKP、CMP、MAP、THA、THW等）、油道等組成。VVTI的組成及工作原理問題：機油壓力是由什么裝置產生的，安裝在哪里工作過程Dual-VVT-i的工作過程豐田可變氣門升程

智能可變氣門升程系統（VVTL-i）發動機的氣門升程是受凸輪軸轉角長度控制的，在普通的發動機上，凸輪軸的轉角長度固定，氣門升程也是固定不變的。VVTIL在高轉速時，采用長升程來提高進氣效率，讓發動機的進氣更順暢；在低速時，采用短升程，能產生更大的進氣負壓及更多的渦流，讓空氣和燃油充分混合，因而提高低轉速時的扭力輸出。

基于VVT機構，VVTL采用凸輪轉換機構，一旦發動機高轉速運行時，來自傳感器的信號使ECU控制機油控制閥動作，調節搖臂活塞液壓系統，使高速凸輪工作，這樣進、排氣門的升程和開啟持續時間增加。結構原理VVTL系統的組成與VVT-i相似，控制系統也包括曲軸/凸輪軸位置傳感器、節氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器和空氣流量計，而驅動部件則包括機油控制閥（OCV），特殊的凸輪軸和搖臂組件等。VVTL-i系統的凸輪軸VVTL-i系統的搖臂兩進氣門共用一個搖臂總成驅動。低速時，滑塊不與高速凸輪接觸，高速凸輪空轉，低速凸輪驅動搖臂。高速時，滑銷移動將滑塊頂靠在高速凸輪上，低速凸輪空轉，高速凸輪驅動搖臂。低速時高速時兩進氣門共用一個搖臂總成驅動。低速時，滑塊不與高速凸輪接觸，高速凸輪空轉，低速凸輪驅動搖臂。高速時，滑銷移動將滑塊頂靠在高速凸輪上，低速凸輪空轉，高速凸輪驅動搖臂。低速時高速時當發動機低-中速運轉時，由低-中速凸輪推動搖臂滾柱，使兩個氣門動作，此時高速凸輪也會推動搖臂襯墊，但由于搖臂襯墊處于自由狀態，不會影響搖臂和兩個氣門動作。當發動機處于低、中轉速時，ECU讀取各傳感器信號，控制機油壓力控制閥關閉，回油側開啟，機油回流。當發動機高速運轉時，機油壓力推動搖臂銷，搖臂銷插栓在搖臂襯墊下，使搖臂襯墊鎖住。由于高速凸輪輪廓比低速凸輪大，高速凸輪推動搖臂襯墊，此時由高速凸輪驅動兩個氣門，氣門的升程和開啟持續時間得以延長。當發動機高速運轉時，機油壓力控制閥開啟，機油直接通往在凸輪轉換機構上，使高速凸輪起作用。豐田車系智慧型可變氣門正時及升程英文：Variable

Valve

Timing

＆

Lift-intelligent簡稱：VVTL-i（在VVT-i基礎上升級為VVTL-i）中文：智慧型可變氣門正時及升程i-VTEC---智能型電子式控制可變氣門升程及可變（進氣）正時VTEC---可變氣門升程VTC---可變（進氣）正時本田可變氣門升程及可變正時技術VTEC機構的組成本田汽車公司VTEC，它可以使發動機在高速時改變氣門正時和升程，并由ECM電控組件控制，同時也可以改變高速時進、排氣門開啟的“重疊時間”使發動機在高速范圍由于VTEC作用使發動機輸出更大的功率。本田ACCORDF22B1發動機VTEC機構主要由氣門(每缸2進、2排)、凸輪、搖臂、同步活塞A、B、正時活塞等組成。本田VTECVTEC機構結構和工作原理VTEC系統的控制當發動機轉速為2300—3200r／min、車速超過10km/h、冷卻水溫度超過10℃和根據進氣歧管壓力判斷的發動機負荷較大時，ECM操縱VTEC電磁閥打開油路，使從機油泵輸出的壓力油推動同步活塞把三個搖臂連鎖起來，實行VTEC氣門正時和升程變動.VTECVTEC(低速)TDC(上止點)凸輪凸輪鈾搖臂VTEC電磁閥搖臂鈾ECT(發動機冷卻液溫度)傳感器VSS(車速)傳感器MAP(進氣歧管絕對壓力)傳感器CMP(凸輪鈾轉角)傳感器機油泵排氣門進氣門凸輪（低速）VTEC(高速)TDC(上止點)凸輪軸搖臂VTEC電磁閥搖臂軸ECT(發動機冷卻液溫度)傳感器VSS(車速)傳感器MAP(進氣歧管絕對壓力)傳感器CMP(凸輪鈾轉角)傳感器機油泵凸輪排氣門進氣門CKP(曲軸轉角)傳感器MAP(進氣歧管絕對壓力)傳感器CMP(凸輪軸轉角)傳感器TDC(上止點)傳感器ECT(發動機冷卻液溫度)傳感器IAT(進氣溫度)傳感器TP(節氣門位置)傳感器VTC機油控制電磁閥ECUVTEC的氣門升程控制VTC①VTC(延遲)ECU發動機負荷發動機轉速延遲腔葉片VTC機油控制電磁閥VTC作動器發動機轉速②VTC(提前)ECU發動機負荷葉片VTC機油控制電磁閥VTC作動器提前腔VTC(提前?延遲)ECU發動機轉速③葉片VTC機油控制電磁閥VTC作動器延遲腔發動機負荷大眾車系可變氣門正時技術(VVT)

發動機“可變氣門正時技術”（VariableValveTiming）在大眾車系廣泛使用，如寶來、奧迪、帕薩特等。配氣相位角的大小因車而異，總的目的是：利用氣流的慣性和壓差，使進氣充分、排氣徹底，提高動力性和經濟性。

它由正時鏈條、鏈輪及可變相位調節器和電磁控制閥組成。其調節原理如下：

可變正時調節器和電磁控制閥1.構造

它是在液壓緊鏈器的基礎上，加裝了用ECU控制的電磁閥，形成了一個“配氣相位調節總成”部件。工作原理

（1）當發動機轉速低于1300r/min時，電磁控制閥不通電，滑閥使A油道與主油道相通，控制油壓即作用在活塞的下方，推動控制活塞向上運動，進氣凸輪軸即反向轉動,進氣門早開角度變小，進、排氣門的重疊角變小。（2）當發動機轉速高于1300r/min時，電磁控制閥通電，磁吸力使滑閥右移，溝通B油道和主油道，推動控制活塞向下運動，進氣門早開角度變大，進、排氣門的重疊角變大，廢氣排出率加大，提高了容積效率和轉矩值。奧迪AVS——可變氣門升程系統AVS——可變氣門升程系統奧迪可變氣門升程系統(AudiValveliftSystem)針對汽油發動機進氣閥門正時和升程加以控制，此技術率先導入奧迪2.8升和3.2升FSIV6發動機，并搭載于A4、A5、A6和A8等車款之上。在2008年6月，奧迪正式推出采用AVS可變氣門升程系統的直列四缸發動機版本。裝置結構凸輪軸的結構兩個進氣凸輪軸都有花鍵，凸輪塊就裝在花鍵上。這些液壓套筒（凸輪塊）可在軸向移動約7mm，其上有兩個不同的凸輪外形，一個升程小，一個升程大左側缸體上的進氣凸輪軸凸輪軸調節器凸輪塊（帶內花鍵）進氣凸輪軸（帶外花鍵）

凸輪軸調節

凸輪軸調節執行元件由發動機控制單元控制供電接頭，2針O型環金屬銷導管殼體凸輪軸調節執行元件就是塊電磁鐵。發動機控制單元觸發電磁鐵后，金屬銷就伸出并插入到凸輪塊的滑槽內，于是就調節到另一個凸輪輪廓了。凸輪軸止動裝置凸輪軸內有一個彈簧加載鋼球，它用于在部分負荷和全負荷位置來給凸輪塊定位（止動）。凸輪塊止動凸輪塊滑槽鋼球和彈簧

工作原理引擎高負載的情況下，AVS系統作動將凸輪模塊向右推動7mm，使角度較大的凸輪得以推動汽門連桿；在此情況下，汽門揚程可達到11mm，可提供燃燒室最佳的進氣流量和進氣流速，以達到最強勁的動力輸出。工作原理而在低負載的情況，為了追求引擎效能，此時AVS系統則將凸輪模塊推至左側，以較小的凸輪推動汽門連桿。此時汽