80年代，众多汽车企业开始可变气门正时的研究，1989年本田首次发布了“可变气门配气相位和气门升程电子控制系统”，英文全称“Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System，也就是我们常见的VTEC。

各家企业不断发展该技术，到今天已经非常成熟，丰田也开发了VVT-i，保时捷开发了Variocam，现代开发了DVVT……几乎每家企业都有了自己的可变气门正时技术。而这个技术，究竟对汽车产生了怎样的影响呢？

Author / 蟹爪朝天

可变气门技术的优点是可以增加马力和扭矩。

控制引擎换气的关键是控制进气和排气的时间段。高转和低转时，引擎对于进气、排气的时间需求是不同的。

随着转速的上升，进气、排气的时间段越来越短，换气效率也就越来越差（旧气排出的不充分，新气吸进的不足）。

为了提高换气效率，这时就需要调整进气、排气的时间段。也就是：进气门早些打开，排气门晚些关闭。

没有可变气门的话，设计师需要寻找一个适合车型的标定。比如说普通车标定的更适合低转速，性能车标定的更适合高转速。

有了可变气门后，引擎可以在更宽泛的转速区间中都有较好的动力。也就是说可以兼顾到高、低转速。

尼桑2.0引擎的Neo VVL相比一般的可变气门来说，可变气门使得红线转速更高、峰值马力提高了25%。

菲亚特1.8可变气门引擎在2000-6000转之间都可以提供90%的峰值扭矩。

可变升程

“可变升程”只表明了升程是可变的，并没有表明极限动力性能就一定比不可变的更好。

升程可能是两段可变，可能是三段可变，也可能是连续可变，由凸轮轴的形状决定，后期不可调。每一段的具体升程是多少至关重要。某一固定的升程值和正时值，只能在一个小范围内达到较好的容积效率（VE）、新气消耗率和比油耗。

通常来说，可变升程的设计初衷多是为了兼顾高、低转速，让扭矩平台更宽泛一些，让综合油耗和排放更低一些。

比如：老款不可变升程引擎的扭矩平台（假设取最大扭矩的90%）在3500-4300转。在新款可变升程的引擎上，低段的升程小于老款升程，高段的升程大于老款升程。

这样可以让扭矩平台两段都延伸一些，比如2500-4800转。

在中低转速范围内，较小的进气门升程（气门开口）可以让进气流速稍微高一些，利于歧管喷射引擎油气的混合。

在中高转速范围内，较大的气门升程可以减小泵气损失，并在高转速较短的进气时段内，让进气量尽量大一些。

可变凸轮

VTEC

VTEC系统可以看作是有时刻和升程都有区别的两套凸轮。非连续的两种凸轮状态之间的转换转速是4500。在接近8000的红线转速时，类似赛用凸轮的设计可以给1.6引擎增加30匹马力。然而，为了保持这么大的马力，需要通过频繁的换挡将转速保持住。虽然低转速凸轮只需要适应到4500的转速（其它引擎可能需要适应到6000），但扭矩却没有太大优势。

优势：更高的红线转速及高转时的马力

劣势：气门非线性变化、扭矩提升不大、结构复杂

适配引擎：本田VTEC、三菱MIVEC、尼桑Neo VVL

本田3段VTEC

低转速时，3个摇臂是独立的。中转速及高转速时，通过液压锁止摇臂，让不同的凸轮发挥作用，进而转换出不同的时段和升程。

尼桑Neo VVL

低转速时，进、排气门都是低转速状态

中转速时，进气门是高转速状态、排气门是低转速状态

高转速时，进、排气门都是高转速状态

可变正时

“可变正时”相比于“可变升程”来说，更灵活一些，其作用也更重要一些。

和升程一样，正时也影响着进气管路内压力波的频率和振幅。而且还起着匹配气门升程和控制缸内残余温度等任务。一根凸轮轴的正时，是由其皮带（或链条）端的正时轮控制的，多为可在一定范围内随时连续调整。

仅以双凸轮轴引擎来说，对于同一根凸轮轴上的进（或排）气门来说，开始打开和开始关闭之间的曲轴角度差是固定的，不可改变，除非换凸轮轴。

文章来源：《小型内燃机与车辆技术》 网址: http://www.xxnrjycljs.cn/zonghexinwen/2021/0409/686.html