呼吸之道：淺析可變氣門正時/升程技術

　　氣門重疊的角度往往對發動機性能產生較大的影響，那么這個角度多大為宜呢？我們知道，發動機轉速越高，每個氣缸一個工作循環內留給吸氣和排氣的絕對時間也越短，因此要達到更高的充氣效率，就需要延長發動機的吸氣和排氣時間。顯然，當轉速越高時，要求的氣門重疊角度越大。但在低轉速工況下，過大的氣門重疊角則會使得廢氣過多的瀉入進氣端，吸氣量反而會下降，氣缸內氣流也會紊亂，此時ECU也會難以對空燃比進行精確的控制，從而導致怠速不穩，低速扭矩偏低。相反，如果配氣機構只對低轉速工況進行優化，那么發動機的就無法在高轉速下達到較高的峰值功率。所以發動機的設計都會選擇一個折衷的方案，不可能在兩種截然不同的工況下都達到最優狀態。

　　所以為了解決這個問題，就要求配氣相位可以根據發動機轉速和工況的不同進行調節，高低轉速下都能獲得理想的進、排氣效率，這就是可變氣門正時技術開發的初衷。

——工作原理

　　雖然可變氣門正時技術在各個廠商的稱謂略有不同，但是實現的方式卻大同小異。以豐田的VVT-i技術為例，其工作原理為：該系統由ECU協調控制，發動機各部位的傳感器實時向ECU報告運轉情況。由于在ECU中儲存有氣門最佳正時參數，所以ECU會隨時對正時機構進行調整，從而改變氣門的開啟和關閉時間，或提前、或滯后、或保持不變，下面這段視頻則清楚的展示了VVT機構的工作原理。

更多精彩視頻，盡在汽車之家視頻平臺

　　 簡單的說，VVT系統就是通過在凸輪軸的傳動端加裝一套液力機構，從而實現凸輪軸在一定范圍內的角度調節，也就相當于對氣門的開啟和關閉時刻進行了調整。

——雙可變氣門正時

　　市面上的絕大部分氣門正時系統都可以實現進氣門正時在一定范圍內的無級可調，而一部分發動機在排氣門也配備了VVT系統，從而在進、排氣門都實現了氣門正時無級可調（也就是D-VVT，雙VVT技術），進一步優化了燃燒效率。

　　傳統的VVT技術通過合理的分配氣門開啟的時間確實可以有效提高發動機的效率和燃油經濟性，但是這項技術也有局限性和自身的瓶頸。不過在此基礎上，通過引入可變氣門升程技術可以彌補VVT的缺憾，從而使發動機的呼吸更為順暢、自然。

　　我們都知道，發動機實質的動力表現是取決于單位時間內氣缸的進氣量。前面說過，氣門正時代表了氣門開啟的時間，而氣門升程則代表了氣門開啟的大小。從原理上看，可變氣門正時技術也是通過改變進氣量來改善動力表現的，但是氣門正時只能提前或者推遲氣門開啟的時間，并不能有效改善氣缸內單位時間的進氣量，因此對于發動機動力性的幫助是有限的。如果氣門升程大小也可以針對發動機不同的工況和轉速實時調節的話，那么就能提升發動機在各種情況下的動力性能。