可變氣門正時系統簡介（一）

可變氣門正時系統其可叫做VVT（Variable valve timing）或者VCT（Variable camshaft timing），但其意思是一樣的，就是根據不同的發動機負荷工況和轉速，來調節氣門開閉的時刻，從而使得發動機運行在最適合的動力輸出及經濟區。

VVT系統目前主流的是側置OCV式VVT系統，其主要由調相器，OCV機油控制閥組成；輔助零件包括凸輪軸相位感測器，曲軸相位感測器，ECU ，凸輪軸信號輪，曲軸信號盤，止回閥，VVT中央螺栓等組成。其大致結構如下：

調相器是最終調節氣門正時的執行機構，其基本結構原理：調相器每個油腔含有兩個液壓室，一個氣門正時提前室和一個氣門正時延遲室。這兩個液壓室位於凸輪軸鏈輪支承殼與凸輪軸轉子之間，轉子連接著凸輪軸。油泵為兩室提供機油。由機油控制閥(OCV閥)控制兩室的液壓水平，按照發動機運行條件調整凸輪軸鏈輪以及轉子的相對相位，而由於轉子連接著凸輪軸，故連帶著調節氣門的相位，以獲得最優配氣效果。

一般調相器分葉片式轉子和塊狀轉子兩種，區別是葉片式轉子上插著葉片來分隔油腔，而塊狀轉子即為其轉子本身的連接塊來分隔油腔，上圖即是一種塊狀轉子。下是一個葉片式轉子的爆炸圖：

鎖銷：鎖銷的作用在於發動機熄火後，調相器回到初始位置，鎖銷在彈簧的作用下落鎖，固定調相器初始相位。待發動機點火恢復機油壓力後，脫鎖使調相器能夠自由調相。

由於鎖銷和鎖銷孔配合精度很高，並且VVT調節有一定速度要求，故我們必須先固定一個VVT的轉子位置，才可能進行落鎖脫鎖動作，否則轉子在自由狀態，鎖銷很難插入鎖銷孔。由上圖右側實物圖所示，可以看到，一般轉子需要靠在定子油腔的一側，轉子和定子的相對位置固定了，其鎖銷才能落鎖脫鎖，而轉子靠在定子油腔一側，勢必氣門正時必然處在最大提前或者最大滯後位置，這也是VVT的初始相位。所以一般來說，調相器只能從初始位置向最大提前方向調節，或者向最大滯後方向調節，即只能從初始相位向一個方向調節。這就限制了VVT的策略應用，並且初始相位只能折中的放在可以儘可能大的覆蓋這台發動機所需相位的位置，但此位置一般不是最優的起動/冷起動相位，這些都需要標定這塊進行策略優化。當然，中間鎖止調相器可以解決這個問題，我們下次再說中間鎖止調相器。

在某些調相器上，特別是排氣調相器，會搭載回位彈簧：如果調相器初始相位在最大滯後位置，發動機熄火後，由於慣性作用，凸輪軸帶動調相器轉子回到最大滯後位置，鎖銷可以正常落鎖。某些排氣調相器初始相位為最大提前位置，和熄火後慣性方向相反，故需要回位彈簧在發動機熄火後帶動調相器轉子回到初始最大提前位置落鎖。如果進排氣調相器都帶有回位彈簧，則很有可能是為了平衡往提前方向和滯後方向的調節速度，避免速度差過大。

側置式VVT系統，另外一個重要的零件是機油控制閥（OCV閥），其作為控制單元，通過油路控制，驅動調相器執行正時調節。

基本結構原理：機油從OCV閥常進口P至常出口T產生一個油路循環。而A和B口根據OCV內柱塞的移動和P或者T扣相連，使得A和B口即可以進油，又可以出油。A和B口和調相器的所有滯後室和提前室油路相通，故只需通過OCV閥的電磁信號控制A和B口油路的進出油，即可控制調相器的滯後室或者提前室進出油，進而控制調相器葉片移動調節相位。

一個典型的側置式OCV閥的運作原理是：線圈（電磁信號）-->電樞（電磁力）-->頂針（往複運動）-->活塞（油路控制），主要結構如下圖所示：

其通過控制內部柱塞，來控制各油路的通油和回油，可見下圖：

一般整個VVT系統的油路路線是：缸蓋主油道-->凸輪軸支架主油道-->止回閥-->OCV閥座-->OCV閥-->OCV閥座-->凸輪軸-->調相器，如下圖所示

一個典型的凸輪軸頭部兩個油路如下圖所示，一路油路是上部深紅色所示，是在凸輪軸頭部和軸承蓋中間有油槽，聯通凸輪軸頭部徑向油孔，給VVT一腔供油，另一路是中間是VVT螺栓和中間孔的縫隙，類似圓環油路，給VVT另一腔供油，由紅色所示：

調相器向一側調節時，其大致通油原理圖如下：

反方向調節時：

當需要保持位置時：

上述從硬體上說明了可變氣門正時系統的工作原理，由於篇幅已經很長了，後面再說一般控制策略。並且這只是很基本的側置OCV的可變氣門正時系統，其油路很長且複雜，系統內泄漏量大，調節速度慢，目前行業正在發展中置OCV式可變氣門正時系統，這個也下一篇再講。
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