近幾十年來,，基于提高汽車發(fā)動機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性和降低排污的要求，許多國家和發(fā)動機(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)動機(jī)可變氣門正時技術(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)動機(jī)采用可變氣門正時技術(shù)可以提高進(jìn)氣充量，使充量系數(shù)增加,，發(fā)動機(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)動機(jī)控制技術(shù),。

『本田的i-VTEC發(fā)動機(jī)』

　　對于一臺4沖程發(fā)動機(jī),，按照很多人的理解，做功沖程末,，活塞處于下止點(diǎn)時排氣門開始打開,，發(fā)動機(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,，進(jìn)氣門關(guān)閉，發(fā)動機(jī)進(jìn)入壓縮沖程。這樣來理解氣門的動作是否正確呢,？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)就開啟排氣門會怎么樣呢,？從直覺上,，這時廢氣仍可推動活塞做功，如果打開排氣門開始排氣,，此時氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)就會降低,，能量的利用率也就降低了，發(fā)動機(jī)性能也會隨之下降,。是這樣嗎,？其實(shí)也不一定。

『豐田的VVT-i發(fā)動機(jī)』

　　我們知道,，排氣時活塞會壓迫廢氣從而反過來對廢氣做功,，這個過程會消耗一部分發(fā)動機(jī)已經(jīng)獲得的能量。如果在缸內(nèi)壓強(qiáng)相對較高時提前開始排氣,，排氣過程就會更順暢,，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)動距離其實(shí)非常短,，實(shí)際的發(fā)動機(jī)略微提前打開排氣門效果會更好一些,。再來看進(jìn)氣門關(guān)閉的時機(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？性能會不會下降,？答案是：只要時機(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)動相對很慢,，汽缸內(nèi)體積變化并不大。此時進(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)閉時機(jī)和進(jìn)氣門的開啟時機(jī)呢。這是大家可能都想到了,，排氣時同樣會形成高速氣流,，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繼續(xù)排出,。但是此時進(jìn)氣門不是已經(jīng)開啟了嗎？廢氣難道不會涌入進(jìn)氣岐管,？

　　事實(shí)上,，這又是個時機(jī)問題，燃燒室內(nèi)的廢氣渦流的方向決定了廢氣短時間內(nèi)是不會流向排氣門對側(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,。

『可變氣門正時理論圖解』

　　前邊講到了進(jìn)氣門和排氣門同時打開的情況,，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)動機(jī)性能的影響卻相當(dāng)大,。那么這個角度多大為宜呢,？

　　我們知道，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速越高,，每個汽缸一個周期內(nèi)留給吸氣和排氣的絕對時間也越短,，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,，這時發(fā)動機(jī)需要盡可能長的吸氣和排氣時間,，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,，這里有個時機(jī)問題，重疊角度太大肯定也不好,，要不干脆讓進(jìn)氣門和排氣門同時開閉得了,。很顯然，這個時機(jī)是與轉(zhuǎn)速有關(guān)的,，轉(zhuǎn)速越高,，要求的重疊角度越大。