可變氣門(mén)行程和正時(shí)知識(shí)

發(fā)動(dòng)機(jī)油耗可以通過(guò)一扇門(mén)的運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)明。門(mén)開(kāi)啟的大小和時(shí)間長(zhǎng)短，決定了進(jìn)出入的人流量。門(mén)開(kāi)啟的角度越大，開(kāi)啟時(shí)間越長(zhǎng)，進(jìn)出入的人流量越大，門(mén)開(kāi)啟的角度越小，開(kāi)啟時(shí)間越短，進(jìn)出入的人流量就越少。在劇院入場(chǎng)看戲，要一個(gè)一個(gè)觀眾驗(yàn)票進(jìn)場(chǎng)，就要控制大門(mén)的開(kāi)啟角度，有些匣道還設(shè)置欄桿，象地鐵出入口一樣。在劇院散場(chǎng)時(shí)要盡快疏散觀眾，就要撤除匣道欄桿，將大門(mén)完全打開(kāi)。大門(mén)開(kāi)啟角度和時(shí)間決定人流量，這非常容易理解。同樣的道理用于發(fā)動(dòng)機(jī)上，就產(chǎn)生了氣門(mén)升程和正時(shí)的概念。氣門(mén)升程就好象門(mén)開(kāi)啟的角度，正時(shí)就好象門(mén)開(kāi)啟的時(shí)間。以立體的思維觀點(diǎn)看問(wèn)題，角度加時(shí)間就是一個(gè)容積空間的大小，它的大小決定了耗油量。

在實(shí)際運(yùn)行中，汽車(chē)的運(yùn)行負(fù)荷不可能一成不變，隨著路面、速度和控制油門(mén)力度的不同，發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷總是處在一個(gè)經(jīng)常變化的狀態(tài)之中，這個(gè)變化中的負(fù)荷影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的耗油量。當(dāng)負(fù)荷大時(shí)，耗油量大，反之就少。一般汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)耗油量是由節(jié)氣門(mén)控制，它好象一扇門(mén)，通過(guò)節(jié)氣門(mén)開(kāi)啟的角度和時(shí)間來(lái)控制混合比。在燃油電噴系統(tǒng)中，進(jìn)入氣缸的空氣流量由節(jié)氣門(mén)控制，節(jié)氣門(mén)則由油門(mén)踏板控制。節(jié)氣門(mén)開(kāi)度越大空氣流量越多，電控單元（ECU）再根據(jù)節(jié)氣門(mén)位置傳感器及其它位置傳感器反饋來(lái)的信號(hào)來(lái)控制噴油器的噴油量。

但是，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)增多和轉(zhuǎn)速的增高，發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門(mén)升程和正時(shí)如果不隨著變化，在一些工況下會(huì)出現(xiàn)難以解決的矛盾，例如如何保證低轉(zhuǎn)速時(shí)的扭矩輸出和高轉(zhuǎn)速時(shí)的功率輸出及在這些工況下的燃油消耗等問(wèn)題，用單個(gè)節(jié)氣門(mén)控制的燃油供給方式是難以完滿解決的。最好的方式就是采用多種可變化的形式“綜合治理”，因此就有可變進(jìn)氣管道、可變壓縮比和可變氣門(mén)的升程和正時(shí)來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，其中可變氣門(mén)的升程和正時(shí)也就是可變式氣門(mén)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，是目前汽車(chē)常見(jiàn)的一種新技術(shù)。設(shè)計(jì)者為了令汽車(chē)省油，千方百計(jì)從氣門(mén)升程和正時(shí)這兩個(gè)關(guān)鍵上做文章。

氣門(mén)的升程和正時(shí)互相關(guān)聯(lián)但又是兩件事情。升程是氣門(mén)開(kāi)度的問(wèn)題，它是指氣門(mén)開(kāi)啟的間隙有多大；正時(shí)是氣門(mén)開(kāi)啟關(guān)閉的時(shí)間問(wèn)題，它是指氣門(mén)開(kāi)啟、關(guān)閉的時(shí)刻。它們都決定了進(jìn)氣量的大小，但氣門(mén)的正時(shí)涉及到配氣相位上的“重疊階段”，即出現(xiàn)進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)同時(shí)開(kāi)啟的“重疊階段”（見(jiàn)本欄目《氣門(mén)可變驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)》），這在任何工況階段都會(huì)出現(xiàn)。可變氣門(mén)正時(shí)就是要按照負(fù)荷的變化控制氣門(mén)進(jìn)氣時(shí)間由短到長(zhǎng)呈線性變化，使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出順暢平滑，減少油耗。

從形式上看，可變氣門(mén)升程和正時(shí)系統(tǒng)有多種運(yùn)行方式，例如本田的“i-VTEC”系統(tǒng)和豐田的“VVT－i”系統(tǒng)，都是可變氣門(mén)升程和正時(shí)系統(tǒng)（這兩種裝置本欄目都有介紹）。還有一種“停閥”（氣門(mén)停止工作）的方式，就是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷工況，停止部分氣門(mén)工作。例如本田發(fā)動(dòng)機(jī)中的“H-VTEC”裝置，每缸4氣門(mén)中各有2個(gè)進(jìn)、排氣門(mén)，其中各有1個(gè)進(jìn)、排氣門(mén)在低、中轉(zhuǎn)速內(nèi)停止工作，變?yōu)?氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)；而在高轉(zhuǎn)速內(nèi)4個(gè)氣門(mén)全部工作，系統(tǒng)通過(guò)調(diào)節(jié)液壓氣門(mén)挺桿內(nèi)的液壓來(lái)控制氣門(mén)的運(yùn)動(dòng)。