如果你是位運動愛好者，或許就會能理解控制呼吸節奏對運動成績的重要性，畢竟呼吸與運動量匹配不合適容易加速疲勞和身體的不適，並嚴重影響運動時的狀態。因此在進行運動時，我們需不斷根據當前的運動狀況來調整呼吸頻率進行匹配，以便身體可以獲得充足的氧氣供應。
而對於依賴吸入空氣並混合燃料做功的汽車引擎來說，其實也也同樣適用這樣的道理，引擎工作時進/排氣的過程就好比人運動時的呼吸一樣，也需要按實時工況的變化進行調整，以獲得最佳的工作效率。通常在車輛引擎中，負責進/排氣的閥門被稱作“氣門”，其動作由凸輪軸進行控制。
早期車輛引擎由於缺乏相應的可變控制機構，只能保持固定的開/關時間，無法兼顧各種不同轉速區及加速工況的需求，因此也不能保持高效率的工作狀態。因此可變氣門正時/升程技術的誕生，目的就是為了能讓引擎在各種轉速區間和工況下，能對進氣與排氣進行調整，從而保持高效率的工作，以提升動力並降低能耗。
可變氣門正時到底是什麼
氣門正時（Valve Timing）是指引擎氣門開啟的時間，而可變氣門正時（Variable Valve Timing）是指可以對氣門開/關時間進行調整的一種技術，通常被簡稱為VVT技術。
可變氣門正時也是當下主流的引擎配氣技術之一，其透過對氣門開/關的時間的控制來實現對進/排氣的控制。這一系統由電磁閥（OCV）和可變凸輪軸相位調節器（VCT）組成，透過調節引擎凸輪軸的相位來改變氣門開/關閉時間，從而讓進/排氣量可隨引擎轉速的變化而自行改變，讓引擎獲得最佳的燃燒效率，提高動力表現的同時還能提高燃油經濟性。
在進一步瞭解可變氣門正時工作原理和對引擎效能影響之前，我們不妨先來簡單看看與其相關的兩個小知識——配氣相位機構和氣門。
什麼是配氣相位機構和氣門
1、 配氣相位機構
由於引擎工作時需要新鮮空氣和燃料混合燃燒才能做功，而配氣相位機構正是向氣缸提供新鮮空氣的機構，其同時還負責將將燃燒做功之後的廢氣排出引擎，主要功能就是按一定的時間週期開/關各氣缸的進/排氣氣門。
空氣在被吸入引擎時是具有慣性的，所以在進氣過程結束後，進氣系統中的空氣依然保持著進入氣缸的趨勢，這時如果延遲進氣門的關閉時間就可以讓氣缸吸入更多空氣，提高容積效率。相對來說，延遲氣門的關閉時間可以提升高轉速下的效能表現，反過來縮短氣門關閉時間，則可以讓低轉速扭矩得到提升。
2、氣門原理和作用
氣門在結構上分為進氣門（intake valve）和排氣門（exhaust valve），並且新鮮空氣與廢氣都需要經過氣門進行輸入和排出。其中進氣門的作用是控制空氣吸入氣缸的時機和流量，而排氣門的作用則是控制燃燒後廢氣排出的時機和時間。
氣門的作用就相當於空氣流動的控制開關，其開啟大小與時間長短決定了單位時間內進出的空氣流量，開啟的角度越大、時間越長就可以讓更多空氣進出氣缸，反之亦然。氣門正時好比開啟的時間，氣門升程就好比開啟的角度，開啟的角度加時間決定了在單位時間內的進、排氣量。
可變氣門正時技術如何工作
在瞭解配氣相位機構和氣門後，我們一起來看看可變氣門正時技術的工作原理是什麼，以及它是如何幫助引擎提高工作效率，並提高效能及降低燃料消耗的。
1、基本工作原理
簡單的說，可變氣門正時技術就是透過凸輪軸連線正時傳動裝置的連線端加裝液力控制機構，讓凸輪軸可在一定範圍內對凸輪軸的角度進行調節，也就相當於改變了進/排氣氣門的開關時機和時間。透過實時調整氣門的開/關，同時ECU配合其變化進行不同的噴油配合，從而實現更高的效能輸出以及更低的燃油消耗。
目前各汽車廠商對自家可變氣門正時技術採用的稱謂有所不同，但基礎工作方式大同小異。比如豐田稱其為VVT-i技術， 其工作方式為，引擎各部位感測器實時報告運轉情況後，由ECU協調控制，會依據事先儲存好的各空開氣門最佳正時引數，對正時機構進行實時調整，以改變氣門的開關閉時間。
2、對效能的影響
引擎在高轉速區間時每個工作衝程經歷的時間非常短，所以容易出現進氣不夠/排氣不淨的問題，並直接影響引擎的工作效率，因此就需要透過實際情況來調整氣門開/關時間來彌補這個問題。一般會採用進氣門早開/晚關這種方式，但這種情況下會經歷一個進氣門和排氣門同時開啟的時刻，在配氣相位上這種情況就稱為“氣門重疊角”。
但由於 “氣門重疊角”會對引擎的工作效率產生直接影響，引擎轉速越高要達到更高的充氣效率，就需要延長吸氣和排氣的時間，因而需要越大氣門重疊角度。但相對的，低轉速時如果繼續提供太大的氣門重疊角，就會讓吸入過多本應從排氣門排出去的廢氣，從而導致吸入的新鮮空氣變少、缸內氣流紊亂，使得ECU難以對精確控制空燃比，從而會引發怠速不穩與低速扭矩降低的問題。
因此在不同轉速與工況條件下，必須提供不同的氣門重疊角才能保持引擎的穩定和高效，所以配氣相位需要根據轉速和工況的不同進行實時調節，才能讓引擎在高/低轉速區間都能獲得更為理想的進/排氣效率，這也正是可變氣門正時技術開發的目的。
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