可变配气相位装置

可变气门正时亦称可变配气相位。在发动机运转过程中，有部分工况将会出现一些难以解决的矛盾，比如如何保证低转速时的扭矩输出、高转速时的功率输出以及在这些工况下的燃油消耗量等问题，如果只采用节气门控制的燃油供给方式是难以圆满解决的。现在可以通过可变气门正时和升程、可变进气管道和可变压缩比这些方式来有效解决。比较典型的是丰田汽车公司的可变配气正时控制机构(VVT-i)、本田汽车公司的可变气门正时升程电子控制系统(VTEC)及萨博汽车公司的可变压缩比技术。

1.丰田可变配气正时控制机构(VVT-i)

这种机构能够在维持发动机怠速性能的情况下，有效改善全负荷性能。它可以保持在进气门开启的持续角度不变的条件下，通过改变进气门开闭时刻来增加充气量。它由VVT-i控制器、凸轮轴正时机油控制阀和传感器三部分组成，其中传感器有曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器和VVT传感器。

丰田VVT-i16气门4缸发动机在工作过程中，排气凸轮轴由凸轮轴齿形皮带轮驱动，其相对于齿形皮带轮的转角不变。曲轴位置传感器测量曲轴转角，向发动机电控单元提供发动机转速信号;凸轮轴位置传感器测量齿形皮带轮转角;VVT传感器测量进气凸轮轴相对于齿形皮带轮的转角。它们的信号输入发动机电控单元，ECU根据转速和负荷的要求控制进气凸轮轴正时控制阀，控制器根据指令使进气凸轮轴相对于齿形皮带轮旋转一个角度，达到进气门延迟开闭的目的，用以增大高速时的进气迟后角，从而提高汽缸的充气效率。

2.本田可变气门正时升程电子控制系统(VTEC)

VTEC系统由发动机电控单元控制，ECU接收发动机传感器(包括转速、进气压力、车速、水温)的数据、参数并进行处理，输出相应的控制信号，通过电磁阀调节摇臂活塞液压系统，从而使发动机在不同的转速工况下由不同的凸轮控制，影响进气门的开度和时间。

一般情况下，汽车发动机每缸气门组只由一组凸轮驱动，而VTEC系统的发动机却有中低速用和高速用两组不同的气门驱动凸轮，并可通过电子控制系统的智能控制，进行自动转换。它保证了发动机中低速与高速不同的配气相位及进气量的要求，使发动机不论在任何转速情况下运转均能达到动力性、经济性与低排放的统一和极佳状态。

3.萨博可变压缩比技术

一般情况下，发动机汽缸的压缩比是不可变动的，原因是燃烧室容积及汽缸工作容积都是固定的参数，在设计中已经确定。不过，为了使现代发动机能在各种不断变化的工况中发挥更高的效率，以改善发动机的运行性能，气门可变驱动技术已经实现。压缩比这一重要参数虽然过去也曾经有人尝试过，试图由固定不变改为随机应变，但由于改变汽缸压缩比必然会涉及整个发动机结构的改变，难度非常大，因此这一技术革新进展得非常缓慢。

绅宝开发的SVC发动机以改变汽缸压缩比的方式来达到控制发动机的燃油消耗量的目的。它的核心就是在缸体与缸盖之间安装楔形滑块，缸体可以沿滑块的斜面运动，使得燃烧室与活塞顶面的相对位置发生变化，改变燃烧室的容积，从而改变汽缸压缩比。其压缩比可在8∶1～14∶1范围内变化。在发动机小负荷时采用高压缩比以实现节约燃油;在发动机大负荷时采用低压缩比，并辅以机械式增压器以实现大功率和高转矩输出。SVC发动机采用5缸1.6L排量，汽缸缸径68mm，冲程88mm，最大功率166k W，最大扭矩305N·m，综合工况油耗比常规发动机降低30%，并能够满足苛刻的欧洲Ⅳ排放标准。