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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 上一季的《引擎管理》中我们简单介绍了一些ECU的控制逻辑和调校思路。旨在让大家了解ECU程序是如何控制引擎工作的，以及在改变了引擎的硬件后应该对ECU程序进行什么样的修改。
在这一季中，我们会更详细的把这些话题深入下去，内容很精彩。为了方便大家查询资料，我们特意标注了一些英文关键词。影响缸内充气的部件除了节气门和涡轮（或机增）外，还有气门。通常所说的可变气门，包括了几种不同的可变：进气侧可变正时、进气侧可变升程、排气侧可变正时、排气侧可变升程。有些引擎只有其中的一种可变，有些引擎同时拥有其中的多种可变。所以不同引擎的“可变进气”技术，从结构上说并不一定相同。“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。ECU根据计算出的负载、转速、歧管压力等诸多数据控制着进、排气的正时，旨在平衡多种数据的均衡适度。其中的控制目标很多，逻辑和各个目标在不同工况下的权重比也是比较复杂的。所以，什么时候ECU会将什么样的指令值送至正时轮上的控制器阀，是个不太容易在文章中完全说清楚的。 1 低转速时，进气门会偏晚一些打开（关闭），以便让废气充分排出，减少废气向进气道内的回流，减少下一次燃烧时的残留废气和残余温度。这种策略可以让怠速和油耗都更低一些。 2 高转速时，进气门会偏晚一些关闭（打开），以便让活塞在到达下止点（BDC）后还有一些新气可以冲入缸内。 3 中等转速时，活塞到达下止点（BDC）后再冲入缸内的新气并不多，所以进气门会偏早一些关闭（打开），以减少活塞经过下止点后，新气向进气门外的返吐量。 4 让进气歧管内的压力波正压到达进气门位置时，进气门已打开了一定的升程，而不是刚开始打开，这样可以让活塞下行抽吸新气的阻力更小些。 5 让活塞刚开始从下止点上移时，排气门已打开了一定的升程，而不是刚开始打开，这样可以让废气向缸外排出时的阻力更小些。这样，对其它几个缸的运行阻力也会更小些。 6 出现了爆震之后，进、排气门的重叠角更大一些，以将部分新气流经缸内后不参与燃烧，直接排出缸外，降低缸温。 7 适度的气门重叠角有利于降低排放。其原理和废气再循环（EGR）类似，让部分废气参与到下一次燃烧过程中，降低燃烧时的峰值温度，减少氮氧化物。同时节气门开度也会适度加大，降低进气阻力。在高、低升程切换时，以及正时大幅度调整时，出现爆震的概率可能会大一些。所以在调写ECU时，要特别注意气门的变化，特别是升程的变化。如果可以设定正时和升程，那是最好的。考虑到涡轮负载和缸温等问题，比较合适的做法是在气门切换到高负载状态后再大幅提升指令增压值了。从实际驾驶感受上讲，在较低转速就开始大幅增压可能会带来较好的体验。但从原理和寿命上讲，如果气门主要是根据转速变化的，这样的设计思路可能并不合理。如果气门更偏重于根据增压值变化，会好一些，但也有问题。在缸盖换气能力不高（气门处于低负载状态）的情况下提高指令增压值，缸盖造成的泵气损失和排气阻力会让涡轮的负载更大一些、温度更高一些、出现喘振的倾向更大一些。对于非电子（可变）水泵、非电子（可变）机油泵的引擎来说，冷却液和机油的循环是由曲轴转速决定的。在不减小泵轮直径（齿数）的情况下，低转速时的散热能力也不会太好。在Log数据流中，进、排气正时的执行值和指令值可能会显示出不同的数据。在有些车型或Log记录软件中，可能这两个角度就是有些差异的，只是软件读取数据流的问题，并不是真的有差异。
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