四行程引擎產(chǎn)生動(dòng)力必須要經(jīng)過(guò)“進(jìn)氣 、壓縮 、爆燃 、排氣”四個(gè)基本行程。理論上，從進(jìn)氣行程開(kāi)始活塞在上死點(diǎn)準(zhǔn)備下移時(shí)，進(jìn)氣門會(huì)開(kāi)啟讓新鮮混合油氣進(jìn)入氣缸后關(guān)閉，經(jīng)過(guò)壓縮、點(diǎn)火爆燃，于排氣行程開(kāi)啟，活塞從下死點(diǎn)準(zhǔn)備上移時(shí)，排氣門便開(kāi)啟，將廢氣排出燃燒室，接著進(jìn)氣同時(shí)進(jìn)氣門再度開(kāi)啟，準(zhǔn)備進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)過(guò)程。但實(shí)際上，進(jìn)、排氣門并不是在活塞到達(dá)上死點(diǎn)或下死點(diǎn)時(shí)開(kāi)啟，而是早開(kāi)晚關(guān)。

空氣流動(dòng)需要時(shí)間，因此進(jìn)氣門在活塞到達(dá)上死點(diǎn)前就會(huì)開(kāi)啟，讓混合油氣有提早進(jìn)入氣缸中。直到開(kāi)始?jí)嚎s行程活塞上移后才會(huì)關(guān)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(dá)下死點(diǎn)前便已經(jīng)開(kāi)啟。在開(kāi)始進(jìn)氣行程后才會(huì)關(guān)閉，如此一來(lái)可利用進(jìn)氣慣性使廢氣排放得更加干凈。也能減少活塞上移時(shí)的阻力。所以在四個(gè)行程中，進(jìn)排氣門會(huì)有兩段時(shí)間是同時(shí)開(kāi)放的。這兩段時(shí)間就會(huì)“氣門重疊”。在高轉(zhuǎn)速時(shí)引擎換氣的時(shí)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(zhuǎn)速時(shí)的容積效率；而低轉(zhuǎn)速空氣流動(dòng)較慢時(shí)，如果氣門重疊角度過(guò)大，同時(shí)開(kāi)啟的進(jìn)排氣門反而會(huì)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(shuō)是息息相關(guān)的。氣門重疊角大的“高速”型凸輪會(huì)損失低速扭力；重疊角小的“低速”型凸輪，在高速又無(wú)法有優(yōu)異的進(jìn)氣效率。如何取舍低高轉(zhuǎn)速或中低轉(zhuǎn)速域表現(xiàn)，便是工程師在設(shè)計(jì)引擎時(shí)需要考慮的矛盾所在。

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

HONDA VTEC （可變氣門正時(shí)與揚(yáng)程）系統(tǒng)，凸輪軸上有三組不同作用作用角與揚(yáng)程的凸輪，分別控制著三組搖臂運(yùn)動(dòng)，但真正負(fù)責(zé)開(kāi)閉氣門的搖臂，是兩組揚(yáng)程與作用角較小的凸輪驅(qū)動(dòng)，這樣便能將氣門重疊時(shí)間與揚(yáng)程控制在較適合低轉(zhuǎn)數(shù)，保有充沛的扭力輸出。而高轉(zhuǎn)速時(shí)，ECU 便會(huì)控制油壓系統(tǒng)推動(dòng)搖臂內(nèi)的插銷，將三組搖臂鎖定，是三組搖臂同時(shí)運(yùn)動(dòng)，并受到中間高角度凸輪軸的驅(qū)動(dòng)，氣門便能有比低轉(zhuǎn)速時(shí)更大的揚(yáng)程與作用角。VTEC 在作用時(shí)屬于階段式，在切換高角度凸輪軸前后，引擎可說(shuō)是有兩種截然不同的特性，VTEC 也因?yàn)檫@樣的特點(diǎn)，擁有兩極化的評(píng)價(jià)，但VTEC 兼顧了低轉(zhuǎn)扭力和高轉(zhuǎn)馬力也時(shí)不爭(zhēng)的事實(shí)。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(duì)手紛紛推出“無(wú)段式”、“連續(xù)”運(yùn)動(dòng)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(jìn)氣門相位角連續(xù)控制系統(tǒng)）與VTEC結(jié)合“I-VTEC就此誕生。這樣優(yōu)化組合，帶來(lái)的改變明顯。VTEC依照轉(zhuǎn)速切換不同的凸輪軸，電腦還可另外控制VTC ，并依照轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門開(kāi)度、引擎負(fù)荷等條件，利用電磁閥以無(wú)段方式調(diào)節(jié)進(jìn)氣凸輪普利盤，帶動(dòng)凸輪軸產(chǎn)生相位變化，改進(jìn)節(jié)氣門正時(shí)。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(zhuǎn)速時(shí)，都能夠有最佳的進(jìn)氣效率與燃燒狀態(tài)。所開(kāi)發(fā)出來(lái)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(jìn)氣凸輪軸普利盤中，加入一組稱為VVT-I CONTROI 圓盤機(jī)構(gòu)。而ECU 在接收轉(zhuǎn)速 負(fù)載等訊號(hào)后，便驅(qū)動(dòng)電磁閥以連續(xù)、無(wú)段的方式轉(zhuǎn)動(dòng)VVT-I CONTROI。并可向進(jìn)角、 遠(yuǎn)角兩種不同方向轉(zhuǎn)動(dòng)，提前或延后整個(gè)氣門相位。雖然，VVT-I并沒(méi)有控制氣門揚(yáng)程的機(jī)構(gòu)。但是能改變雙凸輪軸相位角達(dá)到60度之多，已經(jīng)足夠讓低轉(zhuǎn)速與高轉(zhuǎn)速氣門重疊角擁有相當(dāng)大的差異。因?yàn)槿找婵量痰沫h(huán)保法規(guī)，豐田目前旗下幾款新引擎上搭載了DUAL VVT-I機(jī)構(gòu)。也就是進(jìn)、排氣側(cè)普利上都有VVT-I機(jī)構(gòu)。更加地強(qiáng)化各轉(zhuǎn)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(lái)控制氣門重疊時(shí)間，讓引擎在各轉(zhuǎn)速域都兼顧了輸出與經(jīng)濟(jì)性能。但在高轉(zhuǎn)速時(shí)無(wú)法改變氣門揚(yáng)程。也使得最大馬力輸出受到先天上的限制。因此，在2000年時(shí)，TOYOTA 發(fā)表了由VVT-I所進(jìn)化而來(lái)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(yáng)程的設(shè)計(jì)，構(gòu)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(lái)頂開(kāi)氣門。低速時(shí)，搖臂中的PIN并未移動(dòng)，氣門由角度較小的凸輪軸驅(qū)動(dòng)；而在高轉(zhuǎn)時(shí)PIN會(huì)移動(dòng)，使得氣門轉(zhuǎn)由高角度凸輪軸驅(qū)動(dòng)，以得到更大的氣門揚(yáng)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(jī)構(gòu)，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(kāi)氣門，與VTEC以水平移動(dòng)插銷固定搖臂的方式不同，VVL在高轉(zhuǎn)速時(shí)，搖臂內(nèi)部的活塞是以垂直方向?qū)膳缘退偻馆喌膿u臂下壓固定，使得高速凸輪得以控制氣門開(kāi)啟。并可分為三階段來(lái)改變氣門揚(yáng)程，也能比兩段式的VTEC的動(dòng)作更加的柔順。陣營(yíng)中的SR20VET 這具渦輪引擎也因?yàn)橛辛薞VL 的加持，才讓SR 系列引擎初次到達(dá)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(zhuǎn)速及負(fù)載狀況，自動(dòng)無(wú)段地調(diào)整凸輪軸的相位。怠速時(shí)為了穩(wěn)定轉(zhuǎn)速，節(jié)氣門開(kāi)啟得較慢，而在引擎的中低轉(zhuǎn)速，節(jié)氣門較早開(kāi)啟，確保廢氣回收進(jìn)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(zhuǎn)速時(shí)，進(jìn)氣門再度延遲打開(kāi)增加氣門重疊時(shí)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(jìn)排氣凸輪軸上都使用了該系統(tǒng)。稱為（DOUBLE-VANOS）J進(jìn)氣門的可變角度范圍時(shí)40度，排氣門則為25度，讓進(jìn)氣門與排氣部分都能有無(wú)段連續(xù)性的相位變化，大幅度地強(qiáng)化了引擎在中低轉(zhuǎn)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(yáng)程技術(shù)，配合VANOS 后也使得凸輪軸相位、氣門揚(yáng)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(jī)構(gòu)的介紹大家覺(jué)得很多廠家的設(shè)計(jì)都差不多，其實(shí)歐州廠家沒(méi)有想日系車廠家大力宣傳而已。其實(shí)，不管結(jié)構(gòu)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(lái)，如何利用新的材料工藝如“炭纖維活塞“、“陶瓷發(fā)動(dòng)機(jī)”等等讓引擎更環(huán)保、更省油.

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