在上一期中，我们介绍了发动机配气相位的基本概念，这也是理解发动机配气机构的关键。今天，我们将深入探讨发动机可变气门正时（VVT）技术的结构与工作原理，这项技术在现代发动机中的重要性不言而喻。
为什么发动机需要可变气门正时技术？
发动机的气门通常由凸轮轴来控制，传统的发动机中，气门的开闭时间是固定的，这就导致它们在不同转速和不同工况下难以高效工作。就像人类的呼吸，虽然固定的节奏在某些情况下有效，但在不同的运动强度下，呼吸节奏的调整至关重要。比如，在长跑比赛中，呼吸与步伐的配合极为重要，过快或过慢的呼吸都会使身体提前感到疲惫，影响表现。
同理，发动机的气门开闭时机也需要根据发动机的工作状况进行灵活调整，这样才能保证进气和排气过程的高效进行。可变气门正时技术正是为了在不同转速、负荷下，动态调整气门的开闭时机，从而提升发动机的燃烧效率与动力输出。
可变气门正时技术是什么？
可变气门正时（VVT）技术的核心在于它可以动态地改变气门的开启和关闭时间。这是通过一套复杂的机械装置与电子控制系统来实现的，目的是让发动机在不同的工况下都能获得最佳的气门开启时机，从而提升效率并减少油耗。
气门重叠角对发动机性能的影响
当发动机在高速运行时，每个工作周期非常短暂，仅有几毫秒的时间，这种短暂的时间往往导致进气不足或排气不完全，从而影响发动机的工作效率。为了解决这个问题，发动机需要通过提前开启进气门或延迟关闭排气门的方式，来补偿进气和排气过程中的不足。进气门和排气门可能会同时开启，这个现象称为“气门重叠角”。
气门重叠角的大小直接关系到发动机的性能。在高转速下，气门重叠角需要增大，以便提供更充足的空气流入和废气。但在低转速时，过大的重叠角反而可能导致废气重新进入气缸，降低吸气量，甚至影响空燃比的控制，从而导致发动机怠速不稳或低速时动力不足。
发动机设计时会选择一个平衡点，使发动机在不同的工况下都能获得相对理想的进排气效果。这也正是可变气门正时技术应运而生的原因，它允许根据转速和负荷的变化，动态调整气门开闭的时机，确保发动机在各个工况下都能发挥最佳性能。
可变气门正时技术的工作原理
尽管不同厂商的可变气门正时系统名称各异，其基本原理大致相同。以丰田的VVT-i技术为例，它通过电子控制单元（ECU）来协调发动机各个传感器的工作，实时监测发动机的运行状态。ECU根据预设的气门正时参数，调整气门的开闭时间。这种调整可以是提前、延后或者保持不变，从而使气门在不同的工作状态下都能实现最佳的开闭时机。
具体来说，VVT系统通常会在凸轮轴的传动端加装液力装置，使凸轮轴的角度可以在一定范围内变化。这样，凸轮轴的转动就能改变气门的开闭时刻，实现气门正时的调整。
早期的可变气门正时技术，如本田的VTEC系统，仅能够在高低两种工作模式之间切换，且这种切换是间断性的，且无法调整气门的升程。而随着技术的进步，现在的可变气门正时系统已经能够在更广泛的转速范围内，连续调节进排气凸轮轴的角度，并能调节气门的升程，从而实现更精准的气门控制。
可变气门正时技术是现代发动机技术中的一项重要进展。它通过精确控制气门的开闭时机，确保发动机在不同转速和负荷下都能获得最优的燃烧效率和动力输出。这项技术大大提升了发动机的性能，并在节油与降低排放方面发挥了重要作用。尽管不同厂商的可变气门正时系统设计有所不同，但它们的目标始终一致——提高发动机的综合性能和燃油经济性。我们将继续探讨不同厂商的可变气门正时技术以及它们的创新之处，敬请期待下期内容。