氣門正時是指發(fā)動機氣門開啟的時間，而可變氣門正時（VVT, Variable Valve Timing）可以控制發(fā)動機氣門開啟時間，是一種用于汽車活塞式發(fā)動機中的技術(shù)。VVT技術(shù)可以調(diào)節(jié)發(fā)動機進氣排氣系統(tǒng)的重疊時間與正時（其中一部分或者全部），降低油耗并提升效率。

一、先了解兩個概念：配氣相位機構(gòu)和氣門

1、配氣相位機構(gòu)的原理和作用

    發(fā)動機的配氣相位機構(gòu)負責(zé)向氣缸提供汽油燃燒做功所必須的新鮮空氣，并將燃燒后的廢氣排出，這一套動作可以看做是人體吸氣和呼氣的過程。從工作原理上講，配氣相位機構(gòu)的主要功能是按照一定的時限來開啟和關(guān)閉各氣缸的進、排氣門，從而實現(xiàn)發(fā)動機氣缸換氣補給的整個過程。

2、氣門的原理和作用

    發(fā)動機的氣門可比作是一扇門，門開啟的大小和時間長短，決定了進出的人流量。門開啟的角度越大，開啟的時間越長，進出的人流量越大，反之亦然。同樣的道理用于發(fā)動機上，就產(chǎn)生了氣門升程和正時的概念。氣門升程就好比門開啟的角度，氣門正時就好比門開啟的時間。以立體的思維觀點看問題，角度加時間就是一個空間的大小，它也決定了在單位時間內(nèi)的進、排氣量。

二、可變氣門正時技術(shù)

    上面說過氣門正時控制著氣門的開啟時間，那么VVT（可變氣門正時）技術(shù)是如何工作的呢？它又是怎樣達到提升效率、節(jié)約燃油的效果呢？

1、氣門重疊角對發(fā)動機性能的影響

    當(dāng)發(fā)動機處在高轉(zhuǎn)速區(qū)間時，四沖程發(fā)動機的一個工作沖程僅需千分之幾秒，這么短的時間往往會引起發(fā)動機進氣不足和排氣不凈，影響發(fā)動機的效率。因此，就需要通過氣門的早開和晚關(guān)，來彌補進氣不足和排氣不凈的缺憾。這種情況下，必然會出現(xiàn)一個進氣門和排氣門同時開啟的時刻，配氣相位上稱為“氣門重疊角”。

    氣門重疊的角度往往對發(fā)動機性能產(chǎn)生較大的影響，那么這個角度多大為宜呢？我們知道，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，每個氣缸一個工作循環(huán)內(nèi)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(fā)動機的吸氣和排氣時間。顯然，當(dāng)轉(zhuǎn)速越高時，要求的氣門重疊角度越大。但在低轉(zhuǎn)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(nèi)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(dǎo)致怠速不穩(wěn)，低速扭矩偏低。相反，如果配氣機構(gòu)只對低轉(zhuǎn)速工況進行優(yōu)化，那么發(fā)動機的就無法在高轉(zhuǎn)速下達到較高的峰值功率。

    所以為了解決這個問題，就要求配氣相位可以根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和工況的不同進行調(diào)節(jié)，高低轉(zhuǎn)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(shù)開發(fā)的初衷。

2、工作原理

    雖然可變氣門正時技術(shù)在各個廠商的稱謂略有不同，但是實現(xiàn)的方式卻大同小異。以豐田的VVT-i技術(shù)為例，其工作原理為：該系統(tǒng)由ECU協(xié)調(diào)控制，發(fā)動機各部位的傳感器實時向ECU報告運轉(zhuǎn)情況。由于在ECU中儲存有氣門最佳正時參數(shù)，所以ECU會隨時對正時機構(gòu)進行調(diào)整，從而改變氣門的開啟和關(guān)閉時間，或提前、或滯后、或保持不變。

    簡單的說，VVT系統(tǒng)就是通過在凸輪軸的傳動端加裝一套液力機構(gòu)，從而實現(xiàn)凸輪軸在一定范圍內(nèi)的角度調(diào)節(jié)，也就相當(dāng)于對氣門的開啟和關(guān)閉時刻進行了調(diào)整。

    目前，可變氣門正時技術(shù)幾乎已成為當(dāng)今發(fā)動機的標(biāo)準(zhǔn)配置，為了進一步挖掘傳統(tǒng)內(nèi)燃機的潛力，工程人員又在此基礎(chǔ)上研發(fā)出可變氣門升程技術(shù)，即可以控制氣門開啟角度。當(dāng)二者有效的結(jié)合起來時，則為發(fā)動機在各種工況和轉(zhuǎn)速下提供了更高的進、排氣效率。進一步提升動力和降低油耗。

三、可變氣門正時和升程技術(shù)可以使發(fā)動機的“呼吸”更為順暢自然

    發(fā)動機的氣門通常由凸輪軸帶動，對于沒有可變氣門正時技術(shù)的普通發(fā)動機而言，進、排氣們開閉的時間都是固定的，但是這種固定不變的氣門正時卻很難顧及到發(fā)動機在不同轉(zhuǎn)速和工況時的需要。前面說過發(fā)動機進、排氣的過程猶如人體的呼吸，不過固定不變的“呼吸”節(jié)奏卻阻礙了發(fā)動機效率的提升。

    如果你參加過長跑比賽，就能深刻體會到呼吸節(jié)奏的把握對體能發(fā)揮的重要性——太急促或刻意的屏息都可能增加疲勞感，使奔跑欲望降低。所以，我們在長跑比賽時往往需要不斷按照奔跑步伐來調(diào)整呼吸頻率，以便時刻為身體提供充足的氧氣。對于汽車發(fā)動機而言，這個道理同樣適用。可變氣門正時和升程技術(shù)就是為了讓發(fā)動機在各種負荷和轉(zhuǎn)速下自由調(diào)整“呼吸”，從而提升動力表現(xiàn)，提高燃燒效率。