近幾十年來，基于提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和降低排污的要求，許多國家和發(fā)動(dòng)機(jī)廠商,、科研機(jī)構(gòu)投入了大量的人力、物力進(jìn)行新技術(shù)的研究與開發(fā),。目前,，這些新技術(shù)和新方法，有的已在內(nèi)燃機(jī)上得到應(yīng)用,，有些正處于發(fā)展和完善階段,，有可能成為未來內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的發(fā)展方向。

　　發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門正時(shí)技術(shù)(VVT,，Variable Valve Timing)是近些年來被逐漸應(yīng)用于現(xiàn)代轎車上的新技術(shù)中的一種,，發(fā)動(dòng)機(jī)采用可變氣門正時(shí)技術(shù)可以提高進(jìn)氣充量，使充量系數(shù)增加,，發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩和功率可以得到進(jìn)一步的提高,。

　　如今如本田的i-VTEC、豐田的VVT-i等也都是源自VVT的發(fā)動(dòng)機(jī)控制技術(shù),。

『本田的i-VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)』

　　對于一臺(tái)4沖程發(fā)動(dòng)機(jī),，按照很多人的理解，做功沖程末,，活塞處于下止點(diǎn)時(shí)排氣門開始打開,，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入排氣沖程，直到活塞到達(dá)上止點(diǎn),，排氣門關(guān)閉,，進(jìn)氣門打開，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入吸氣沖程,。當(dāng)活塞正好運(yùn)行一周重新回到下止點(diǎn)時(shí),，進(jìn)氣門關(guān)閉，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入壓縮沖程,。這樣來理解氣門的動(dòng)作是否正確呢,？差不多是吧,。

　　然而，可能和與人們的直覺不同的是,，這樣的氣門正時(shí)效率并不是最優(yōu)的。讓我們先來考慮一下排氣門開啟的時(shí)機(jī),。如果比活塞到達(dá)下止點(diǎn)提前一點(diǎn)就開啟排氣門會(huì)怎么樣呢,？從直覺上，這時(shí)廢氣仍可推動(dòng)活塞做功,，如果打開排氣門開始排氣,，此時(shí)氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)就會(huì)降低，能量的利用率也就降低了,，發(fā)動(dòng)機(jī)性能也會(huì)隨之下降,。是這樣嗎？其實(shí)也不一定,。

『豐田的VVT-i發(fā)動(dòng)機(jī)』

　　我們知道,，排氣時(shí)活塞會(huì)壓迫廢氣從而反過來對廢氣做功，這個(gè)過程會(huì)消耗一部分發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)獲得的能量,。如果在缸內(nèi)壓強(qiáng)相對較高時(shí)提前開始排氣,，排氣過程就會(huì)更順暢，從而在排氣沖程減少了能量消耗,。這樣,，一得一失，怎么才會(huì)最合算呢,？考慮到活塞在下止點(diǎn)附近一定角度內(nèi)垂直運(yùn)動(dòng)距離其實(shí)非常短,，實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)略微提前打開排氣門效果會(huì)更好一些。再來看進(jìn)氣門關(guān)閉的時(shí)機(jī),。

　　如果在活塞越過下止點(diǎn)一定角度,，開始壓縮沖程之后再關(guān)閉進(jìn)氣門。如何呢,？直觀的感覺可能是,，這時(shí)活塞已經(jīng)開始上升，剛剛吸入的可燃混合汽豈不是又要被排出去一部分,？性能會(huì)不會(huì)下降,？答案是：只要時(shí)機(jī)適當(dāng)，這樣做反而可以增加吸氣量,，改善性能,。因?yàn)樵谖鼩鉀_程可燃混合汽被活塞抽入汽缸，進(jìn)氣門附近的氣流速度可以高達(dá)每秒兩百多米,，而我們前面說過,，在下止點(diǎn)附近活塞的垂直運(yùn)動(dòng)相對很慢,，汽缸內(nèi)體積變化并不大。此時(shí)進(jìn)氣岐管內(nèi)的可燃混合汽靠慣性繼續(xù)沖入氣缸的趨勢還是占了上風(fēng),。

　　說到這里,，對一些VVT技術(shù)有所了解的兄弟可能要不耐煩了：講了這么多，和VVT邊還沒沾呢,！不要急,，還沒討論排氣門的關(guān)閉時(shí)機(jī)和進(jìn)氣門的開啟時(shí)機(jī)呢。這是大家可能都想到了,，排氣時(shí)同樣會(huì)形成高速氣流,，如果排氣門也在活塞越過上止點(diǎn)一定角度之后再關(guān)閉，雖然活塞已經(jīng)開始下降,，排氣門附近的廢氣仍就會(huì)繼續(xù)排出,。但是此時(shí)進(jìn)氣門不是已經(jīng)開啟了嗎？廢氣難道不會(huì)涌入進(jìn)氣岐管,？

　　事實(shí)上,，這又是個(gè)時(shí)機(jī)問題，燃燒室內(nèi)的廢氣渦流的方向決定了廢氣短時(shí)間內(nèi)是不會(huì)流向排氣門對側(cè)的進(jìn)氣門的,，于是,，一邊進(jìn)氣一邊排氣的局面是完全可以實(shí)現(xiàn)的。事情還可以更理想,。由于大部分廢氣在排氣沖程中前期就已排出,，并且在排氣岐管中形成了高密度的高速氣流，沖向排氣管方向,。這部分廢氣越是遠(yuǎn)離氣缸,，對于缸內(nèi)尚未排出的廢氣來說，其需要填充的體積就越大,，相應(yīng)的平均壓強(qiáng)也就越低,。低到什么程度？低到活塞尚未到達(dá)上止點(diǎn)之前,，缸內(nèi)壓強(qiáng)可能就已經(jīng)低于進(jìn)氣岐管內(nèi)可燃混合汽的壓強(qiáng)了,。如此看來，進(jìn)氣門也應(yīng)當(dāng)提前一點(diǎn)開啟才好,。

『可變氣門正時(shí)理論圖解』

　　前邊講到了進(jìn)氣門和排氣門同時(shí)打開的情況,，也就是進(jìn)氣門和排氣門的重疊。重疊持續(xù)的相對時(shí)程可以用此間活塞運(yùn)行的角度來衡量,，這樣就可以拋開轉(zhuǎn)速,，把它作為系統(tǒng)的固有特性來看待了。重疊的角度通常都很小,，可是對發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響卻相當(dāng)大,。那么這個(gè)角度多大為宜呢,？

　　我們知道，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越高,，每個(gè)汽缸一個(gè)周期內(nèi)留給吸氣和排氣的絕對時(shí)間也越短,，但是前面講到的進(jìn)氣岐管或排氣岐管內(nèi)的氣流也越快。想想看,，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)需要盡可能長的吸氣和排氣時(shí)間,，而且也有有利條件可以利用，還猶豫什么,？只要重疊的角度大一些不就行了？當(dāng)然,，也不能太大,，前邊說了，這里有個(gè)時(shí)機(jī)問題,，重疊角度太大肯定也不好,，要不干脆讓進(jìn)氣門和排氣門同時(shí)開閉得了。很顯然,，這個(gè)時(shí)機(jī)是與轉(zhuǎn)速有關(guān)的,，轉(zhuǎn)速越高，要求的重疊角度越大,。