四行程引擎產(chǎn)生動力必須要經(jīng)過“進氣 、壓縮 、爆燃 、排氣”四個基本行程。理論上，從進氣行程開始活塞在上死點準備下移時，進氣門會開啟讓新鮮混合油氣進入氣缸后關閉，經(jīng)過壓縮、點火爆燃，于排氣行程開啟，活塞從下死點準備上移時，排氣門便開啟，將廢氣排出燃燒室，接著進氣同時進氣門再度開啟，準備進入下一個循環(huán)過程。但實際上，進、排氣門并不是在活塞到達上死點或下死點時開啟，而是早開晚關。

空氣流動需要時間，因此進氣門在活塞到達上死點前就會開啟，讓混合油氣有提早進入氣缸中。直到開始壓縮行程活塞上移后才會關閉，使汽缸中盡可能充滿新氣，排氣門則是在排氣行程活塞到達下死點前便已經(jīng)開啟。在開始進氣行程后才會關閉，如此一來可利用進氣慣性使廢氣排放得更加干凈。也能減少活塞上移時的阻力。所以在四個行程中，進排氣門會有兩段時間是同時開放的。這兩段時間就會“氣門重疊”。在高轉速時引擎換氣的時間極短，因此較大的氣門重疊角能讓混合油氣更充分地填充至汽缸中，也有利于高轉速時的容積效率；而低轉速空氣流動較慢時，如果氣門重疊角度過大，同時開啟的進排氣門反而會使混合油氣被擠出汽缸外，因此，氣門重疊角的大小與引擎輸出特性可說是息息相關的。氣門重疊角大的“高速”型凸輪會損失低速扭力；重疊角小的“低速”型凸輪，在高速又無法有優(yōu)異的進氣效率。如何取舍低高轉速或中低轉速域表現(xiàn)，便是工程師在設計引擎時需要考慮的矛盾所在。

目前各大廠商的解決方法，就時運用可變氣門系統(tǒng)。（因應不同的狀況需要，改雙凸輪軸相位或是氣門揚程）。接下來，就向大家介紹各大廠家引以為傲的可變氣門技術。

HONDA VTEC （可變氣門正時與揚程）系統(tǒng)，凸輪軸上有三組不同作用作用角與揚程的凸輪，分別控制著三組搖臂運動，但真正負責開閉氣門的搖臂，是兩組揚程與作用角較小的凸輪驅動，這樣便能將氣門重疊時間與揚程控制在較適合低轉數(shù)，保有充沛的扭力輸出。而高轉速時，ECU 便會控制油壓系統(tǒng)推動搖臂內(nèi)的插銷，將三組搖臂鎖定，是三組搖臂同時運動，并受到中間高角度凸輪軸的驅動，氣門便能有比低轉速時更大的揚程與作用角。VTEC 在作用時屬于階段式，在切換高角度凸輪軸前后，引擎可說是有兩種截然不同的特性，VTEC 也因為這樣的特點，擁有兩極化的評價，但VTEC 兼顧了低轉扭力和高轉馬力也時不爭的事實。代表引擎B 18C DC2 200hp/8000rpm 19.9kgm/6200rpm 、S2000 F20C 250hp/8300rpm  22.2kgm/7500rpm

HONDA I-VTEC 在眾多對手紛紛推出“無段式”、“連續(xù)”運動的可變氣門系統(tǒng)后。HONDA 在DC5 的K20A 引擎上。也大膽地將最新的VTC （進氣門相位角連續(xù)控制系統(tǒng)）與VTEC結合“I-VTEC就此誕生。這樣優(yōu)化組合，帶來的改變明顯。VTEC依照轉速切換不同的凸輪軸，電腦還可另外控制VTC ，并依照轉速、節(jié)氣門開度、引擎負荷等條件，利用電磁閥以無段方式調節(jié)進氣凸輪普利盤，帶動凸輪軸產(chǎn)生相位變化，改進節(jié)氣門正時。代表引擎 K20A DC5 220hp/8000rpm  21.0kgm/7000rpm

TOYOTA ：VVT-I是豐田為了讓引擎在不同轉速時，都能夠有最佳的進氣效率與燃燒狀態(tài)。所開發(fā)出來的可變氣門相位系統(tǒng)，目前廣泛地使用TOYOTA 或 LEXUS 旗下的車款。其原理是，在進氣凸輪軸普利盤中，加入一組稱為VVT-I CONTROI 圓盤機構。而ECU 在接收轉速 負載等訊號后，便驅動電磁閥以連續(xù)、無段的方式轉動VVT-I CONTROI。并可向進角、 遠角兩種不同方向轉動，提前或延后整個氣門相位。雖然，VVT-I并沒有控制氣門揚程的機構。但是能改變雙凸輪軸相位角達到60度之多，已經(jīng)足夠讓低轉速與高轉速氣門重疊角擁有相當大的差異。因為日益苛刻的環(huán)保法規(guī)，豐田目前旗下幾款新引擎上搭載了DUAL VVT-I機構。也就是進、排氣側普利上都有VVT-I機構。更加地強化各轉速域的出力與省油、環(huán)保的訴求。代表引擎：2GR-FE CAMRY 3.5 268hp/6200rpm 34.3kgm/4700rpm

TOYOTA VVTL-I：VVT-I 雖然能夠借由改變凸輪軸相位來控制氣門重疊時間，讓引擎在各轉速域都兼顧了輸出與經(jīng)濟性能。但在高轉速時無法改變氣門揚程。也使得最大馬力輸出受到先天上的限制。因此，在2000年時，TOYOTA 發(fā)表了由VVT-I所進化而來的VVTL-I，并搭載在七代CELICA 的2ZZ-GE引擎上，VVTL-I與VVT-I最大的差別，就是多了可變氣門揚程的設計，構造上與HONDA的VTEC類似。，以一組搖臂內(nèi)的PIN，決定該由何種凸輪軸來頂開氣門。低速時，搖臂中的PIN并未移動，氣門由角度較小的凸輪軸驅動；而在高轉時PIN會移動，使得氣門轉由高角度凸輪軸驅動，以得到更大的氣門揚程。引擎代表：2ZZ-GE ZZT231190hp/7600rpm  18.4kgm/6800

NISSON VVL ：日產(chǎn)的VVL，原理類似于HONDA VTEC 機構，擁有兩組低速凸輪軸及一組高速凸輪，并借由油壓系統(tǒng)決定搖臂鎖定是否，決定該由那組凸輪軸頂開氣門，與VTEC以水平移動插銷固定搖臂的方式不同，VVL在高轉速時，搖臂內(nèi)部的活塞是以垂直方向將兩旁低速凸輪的搖臂下壓固定，使得高速凸輪得以控制氣門開啟。并可分為三階段來改變氣門揚程，也能比兩段式的VTEC的動作更加的柔順。陣營中的SR20VET 這具渦輪引擎也因為有了VVL 的加持，才讓SR 系列引擎初次到達280匹的法規(guī)上限。引擎代表：SR20VE P12 204hp/7200rpm  21.0kgm/5200rpm.

最后，就是BMW 引擎制作大師。早年在摩托車上的引擎造詣就讓人肅然起敬。BMW 的VANOS ，最早出現(xiàn)于E34 車系的M50引擎上。利用油壓系統(tǒng)控制凸輪軸普利盤中的杯狀齒輪，并隨著引擎轉速及負載狀況，自動無段地調整凸輪軸的相位。怠速時為了穩(wěn)定轉速，節(jié)氣門開啟得較慢，而在引擎的中低轉速，節(jié)氣門較早開啟，確保廢氣回收進入燃燒室與增加扭力，減少燃油的消耗及排放的廢氣，而在引擎高轉速時，進氣門再度延遲打開增加氣門重疊時間，如此兼顧了引擎在各速域的表現(xiàn)。而在E46 車型出現(xiàn)后，BMW 在進排氣凸輪軸上都使用了該系統(tǒng)。稱為（DOUBLE-VANOS）J進氣門的可變角度范圍時40度，排氣門則為25度，讓進氣門與排氣部分都能有無段連續(xù)性的相位變化，大幅度地強化了引擎在中低轉速域的表現(xiàn)。代表引擎：S54 E46 M3 360hp/7900rpm  37.7kgm/4900 BMW 近年更推出了（VALVETRONIC）的可變氣門揚程技術，配合VANOS 后也使得凸輪軸相位、氣門揚程皆能有連續(xù)性的變化。

看完了，這么多廠家的可變氣門機構的介紹大家覺得很多廠家的設計都差不多，其實歐州廠家沒有想日系車廠家大力宣傳而已。其實，不管結構如何目的就是如何榨出更多的引擎馬力，目前在維持馬力的前提下再提升更多的扭力。未來，如何利用新的材料工藝如“炭纖維活塞“、“陶瓷發(fā)動機”等等讓引擎更環(huán)保、更省油.

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