一、引言
      一汽丰田卡罗拉轿车1ZR -FE发动机采用了VVT -i技术，VVT-i即Variable Valve Timing-intelligence（智能型可变气门正时系统）。1 ZR-FE发动机在进排气凸轮轴上加装VVT-i控制机构，用于在不同发动机转速范围内调整进排气门的配气正时，提高充气效率，从而改善发动机的怠速稳定性和低速平稳性，提高发动机功率和转矩，扩大发动机转速范围，降低部分负荷燃油消耗，改善废气排放。笔者参考1ZR-FE发动机修理手册，深入实践、认真分析而撰写本文，希望能为汽车专业在校学生及汽车维修从业人员提供学习参考。

      二、可变气门正时理论基础
      1．气缸内充气量是决定发动机动力性的主要因素
      发动机是利用燃料在气缸内燃烧所放出的热能使工质压力提高而对活塞作功的。燃料燃烧热量的放出依赖于气缸中所能充填进去的燃料量，也依赖于充填进去的空气量。由于燃料是强制进入气缸的，且空气所占体积大而燃料所占体积极小，多供给一些燃料容易做到，而充入（吸入）更多的空气却较困难。因此，发动机气缸内充气量的多少，就决定了燃烧放出热量的大小，是决定发动机动力性能的主要因素。
      2．合理的气门正时，可以提高充气量
    气门打开有一个过程，进气门提前开启，可以保证进气行程开始时进气门已经开大，空气能顺利进入气缸。进气门迟闭，可以利用气流惯性和压力差继续进气，有利于提高充气量。排气门提前开启，可以利用废气压力排气，减小活塞上行阻力，防止发动机过热。排气门迟闭，可以使废气排放较干净。适当的气门重叠角，可以使废气排除干净，提高充气量，而不会使废气进入进气管且不会使新鲜空气随废气排出。但重叠角过大，就可能导致废气进入进气管，使充气量减少。
      所以，合理的气门正时，即气门早开迟闭，可以使进气充分、排气干净，提高充气量。
      3．随发动机转速和工况变化，应改变气门正时
    气门正时对发动机充气量影响很大，特别是进气门迟闭角。随转速升高，活塞运行速度升高，气流流速升高，惯性增大，故随转速升高，应增大进气门迟闭角。气门开启对应的时间本来很短，随发动机转速升高，进排气门开启对应的曲轴转角不变情况下，对应的开启时间会大幅下降，所以随发动机转速升高，应增大进排气门开启角度。所以，随发动机转速变化，应改变气门正时。
      节气门开度变化时，发动机进气气流速度也随之变化。故发动机工况变化时，最佳气门正时发生变化，也应改变气门正时。
      4．随发动机工况变化，应改变气门重叠角
      随气门重叠角增大，发动机内部废气再循环（EGR）率增大，高温废气促进汽油的雾化，发动机碳氢化合物（HC）排放减少，同时可以降低燃烧温度，使氮氧化物（NOx ）排放减少。而随气门重叠角减小，内部EGR率降低，燃烧稳定，另外冷态启动时HC排放减少，燃油消耗降低，怠速转速降低。故为使发动机性能和排放得到优化，随工况变化，应改变气门重叠角。‘
    5.1 ZR-FE发动机气门正时
    气门正时固定不变，只能使发动机的性能在特定工况下达到最优，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，并可大大改善发动机油耗及排放。
    1ZR -FE发动机进排气均采用可变正时控制阱目位连续调节）技术，对改善发动机性能、油耗、排放都有很好的效果。为实现发动机性能、油耗、排放的最优化，VVT-i主要控制下述2项内容：
    1）气门重叠角控制；
    2）气门正时控制。
    发动机在不同工况下运转时，气门正时变化情况与效果分析见表1。


    相关资料：2014-2015年丰田卡罗拉原厂维修手册（含电路图及雷凌手册）

[1] [2] [3]  下一页