進入氣缸的進氣量對發(fā)動機性能影響很大。進氣量越多，發(fā)動機的有效功率和轉(zhuǎn)矩越大，因此配氣機構(gòu)要提高充氣效率。當發(fā)動機處在高轉(zhuǎn)速區(qū)間時，四沖程發(fā)動機的1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問題。發(fā)動機的氣門通常由凸輪軸帶動，對于沒有可變配氣系統(tǒng)的普通發(fā)動機而言，進、排氣門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)速和工況時對進排氣的需要。發(fā)動機可變配氣系統(tǒng)是消除這一缺陷的一種有效措施。可變配氣系統(tǒng)主要有2種形式：一種是可變氣門正時控制機構(gòu)；一種是可變氣門升程控制機構(gòu)。

    一、可變氣門正時控制機構(gòu)
    進排氣門的早開、晚關(guān)必然會出現(xiàn)1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，發(fā)動機轉(zhuǎn)速越高，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，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也難以對空燃比進行精確的控制，從而導致怠速不穩(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)動機就無法在高轉(zhuǎn)速工況下達到較高的峰值功率。要使發(fā)動機在不同工況下都達到最優(yōu)狀態(tài)，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。可變氣門正時技術(shù)通過改變進排氣凸輪軸的旋轉(zhuǎn)角度來實現(xiàn)改變進排氣門的開啟和關(guān)閉時間。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。本文以大眾系普遍使用的鏈張緊式進氣相位可變技術(shù)和豐田公司的智能可變氣門正時系統(tǒng)VVT-i技術(shù)為實例講述可變氣門正時技術(shù)的工作過程。
    1．鏈張緊式進氣相位可變技術(shù)
    鏈張緊式進氣相位可變技術(shù)結(jié)構(gòu)簡圖如圖1（a）所示，該技術(shù)只能對進氣凸輪軸進行調(diào)整，排氣凸輪軸被曲軸正時齒帶驅(qū)動，不能調(diào)整，而凸輪軸的調(diào)整是通過電控液壓活塞將油壓作用于鏈條張緊器來完成的，凸輪軸調(diào)整機構(gòu)的工作油路與氣缸蓋上的潤滑油道相通。

    發(fā)動機在中低轉(zhuǎn)速時，為獲得大轉(zhuǎn)矩輸出，凸輪軸調(diào)整器向下拉長，于是鏈條上部變短、下部變長，如圖1（b）所示。因為排氣凸輪軸被同步帶固定，因此排氣凸輪軸不能被傳動，進氣凸輪軸被超前1個角度實現(xiàn)了進氣門提前開啟和提前關(guān)閉。
    發(fā)動機高速轉(zhuǎn)時，功率大，要求進氣門延遲關(guān)閉，凸輪軸調(diào)整器向上拉長，于是鏈條上部變長、下部變短，如圖1（c）所示，排氣凸輪軸被同步帶固定，因此排氣凸輪軸不能被傳動，進氣凸輪軸被延遲1個角度實現(xiàn)了進氣門延遲開啟和延遲關(guān)閉，進氣管內(nèi)氣流速度高，氣缸充氣量足。
    2．智能可變氣門正時系統(tǒng)VVT-i技術(shù)
      1992年（寶馬VANOS，三菱MIVEC出道的同年代），豐田推出了其第一代氣門驅(qū)動技術(shù)----VVT可變氣門正時（VARIABLE VALVETIMING），通過行車電腦對發(fā)動機工況的收集來對氣門開合時間進行初級調(diào)節(jié)。所謂初級調(diào)節(jié)則是VVT系統(tǒng)只能控制1根進氣凸輪軸，除此之外，ECU只能依靠凸輪軸以及相比后來相當有限的機構(gòu)傳感器獲得發(fā)動機的運作數(shù)據(jù)，并且只能在固定的4400r/min利用油壓驅(qū)動VVT控制器內(nèi)的花鍵開始運作，因此1992年的VVT系統(tǒng)對進氣閥門開合時間只能進行比較簡單和有限的兩段式控制，技術(shù)價值在當時非常有限。1995年峰回路轉(zhuǎn)，作為VVT技術(shù)的傳承者也就是今天我們所熟悉的智能可變氣門正時VVT -i （VARIABLEVALVE TIMING -INTELLIGENT）嶄露頭角，被裝備在豐田1 JZ-GE發(fā)動機上，VVT-i可獲得更佳、更精準的控制。
    豐田VVT-i發(fā)動機的ECM在各種行駛工況下自動搜尋1個對應(yīng)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、進氣量、節(jié)氣門位置和冷卻液溫度的最佳氣門正時，并控制凸輪軸正時液壓控制閥，并通過各個傳感器的信號來感知實際氣門正時，然后再執(zhí)行反饋控制，補償系統(tǒng)誤差，達到最佳氣門正時的位置，從而能有效地提高汽車的功率與性能，盡量減少耗油量和廢氣排放。
    如圖2所示為豐田V VT-i結(jié)構(gòu)與工作原理簡圖，內(nèi)轉(zhuǎn)子與凸輪軸相連，內(nèi)轉(zhuǎn)子在外轉(zhuǎn)子的推動下旋轉(zhuǎn)，外轉(zhuǎn)子由正時機構(gòu)驅(qū)動。內(nèi)轉(zhuǎn)子在油壓的作用下可以實現(xiàn)一定范圍的凸輪軸角度提前和延后。

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