当转速越高时，要求的重叠角度越大。也就是说， 如果配气机构的设计是对高转速工况优化的，发动机 容易在较高的转速下，获得较大的峰值功率。
但在低转速工况下，过大的重叠角则会使得废气过多的泻 入进气岐管，吸气量反而会下降，气缸内气流也会紊乱，此时 ECU也会难以对空燃比进行精确的控制，从而导致怠速不稳，低 速扭矩偏低。


VTEC介绍
本田公司在1989年推出了自行研制的“可变气门正时和 气门升程电子控制系统”，英 文全“Variable Valve Timing and Valve Life Electronic Control System”，缩写就是 “VTEC”，是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程 等两种不同情况的气门控制系统。
中速，油压（如图3-22所示的图中橘色的部份）将右侧及左侧 的摇臂连接在一起，这时中置摇臂仍独立运作，即然右凸轮大 于左凸轮，因此这两侧的摇臂皆由右凸轮所带动，结果将使得 进气门得到慢正时、中升程。
发动机高速运转，且发动机转速、负荷、冷却液温度及车速均 达到设定值时，电磁阀通电，油道打开。在机油作用下，同步活 塞A和同步活塞B分别将主摇臂与中间摇臂、次摇臂与中间摇臂插 接成一体，成为一个同步工作的组合摇臂。此时，由于中凸轮升 程最大，组合摇臂由中凸轮驱动，两个进气门同步工作，进气门 配气相位和升程与发动机低速时相比，气门的升程、提前开启角 度和迟后关闭角度均较大。此时配气机构处于双进、双排气门工 作状态。
低、中转速时，凸轮轴上只有中低速凸轮顶到摇臂，VVTL-i在发 动机转速低时，虽然凸轮轴一样地在转动，但是，由于摇臂内的销块 未移动， 所以是中低速凸轮部分有效地顶到摇臂，进而驱动到气阀 的开关，如图3-30所示。此时，大角度的凸轮一样在转动，但是却是 无效地空转。
VVTL-i上以摇臂中的“销块”来巧妙地决定是否顶到那种角度的 凸轮， VVTL-i则在VVT-i发动机上再多了于“摇臂”与“凸轮轴”内 下功夫，它这回就运用到跟VTEC一样的方法来解决发动机在高转速时 所需要更多的气门重叠时间与气门的开关升程深度，稍微不同的地方 在摇臂内VVTL-i通过油压来使一个小销的移动来决定顶到那种尺寸的 凸轮！如图3-29所示。
可变气门正时与升程
1．本田发动机的VTEC与i-VTEC技术
VTEC全名就是Variable valve Timing & lift Electronic Control system，翻成中文是“电子控制可 变气门正时和升程”系统如图3-20。


VTEC
“最贵的东西不一定是最赚钱的，最赚钱的东西不一定是 最好的。”很容易就能在汽车行业内找到这一句话的例证， 大家都说日系车厂精明，是因为他们都把最好的 东西用在刀 刃上。要论到最顶尖的发动机技术、最强劲的动力输出，在 超级跑车的圈子里面似乎不多见日系车的身影。但要论到年 产量的大小，似乎排在前几名都是 我们熟识的日系厂商标。 他们把最好的资源都投入到研发更能兼顾动力和油耗的机型， 以更适应消费者需求的产品来争夺市场。日系品牌众多发动 机在国内有着相当 可观的保有量，而要数最经典的4款莫过 于本田i-VTEC系列、丰田VVT-i系列、日产VQ系列和三菱的 4G系列发动机。下文我们先对本田的i- VTEC系列发动机作 深入研究。
在低速和怠速工况下，系统缩小进排气时间使得配气相 位的重叠角减小，从而改善低速下的扭矩表现，而高速下则 适当增加配气相位重叠角以提高提升马力。
双顶置凸轮轴
DOHC， Double Overhead Cam 双顶置式凸 轮轴 有两个顶置凸轮放在汽缸体上.第一个 用于带动吸气阀门,第二用于带动排气阀门.
VTC
VTC
VTC (延迟)
延迟腔
叶片
VTC作动器
ECU
发动机负荷
VTC机油控制电磁阀
①
发动机转速
VTC (提前)
提前腔
叶片
VTC作动器
ECU
发动机负荷
VTC机油控制电磁阀 ②
发动机转速
发动机停止时
壳体
叶片
发动机工作时
油压力
i-VTEC

虽然发动机上同样打着光亮的i-VTEC标志，东风本田思 域的R18A1发动机的i-VTEC却有着另一层深意。上文的iVTEC机构的作动目的在提高马力输出，但这颗R18A1引擎iVTEC机构的作用是省油。
如果配气机构只对低转速工况优化，发动机的就 无法在高转速下达到较高的峰值功率。所以传统的发 动机都是一个折衷方案，不可能在两种截然不同的工 况下都达到最优状态。
所以为了解决这个问题，就要求配气相位角大小可以根 据转速和负载的不同进行调节，高低转速下都可以获得理想 的进气量从而提升发动机燃烧效率，这就是可变气门正时技 术开发的初衷。
VTEC发动机每缸有4气门（2进2排）、凸轮轴和摇臂等，但与 普通发动机不同的是凸轮与摇臂的数目及控制方法。中、低转速用 小角 度凸轮，在中低转速下两气门的配气相位和升程不同，此时一 个气门升程很小，几乎不参与进气过程，进气通道基本上相当于单 进气门发动机。而在高转速时，通过 VTEC电磁阀控制液压油的走 向，使得两进气摇臂连成一体并由开启时间最长、升程最大的进气 凸轮来驱动气门，此时两进气门按照大凸轮的轮廓同步进行。
凸轮轴轴向定位

轴向定位 方式 凸肩定 位 止推板 定位 止推螺 钉定位
液压挺柱
推杆 支座 柱塞
柱塞 腔 单向 阀
平面 液压 挺柱 套筒 腔
滚子 液压 挺柱
液压挺柱工作原理

气门关闭
凸轮基圆接
触挺柱体 柱塞上移 单向阀打开 套筒腔低压

气门开启
凸轮接触挺
柱体 柱塞下移 单向阀关闭 套筒腔压力 升高
VTEC工作原理
四个活塞 安装处
VTEC工作原 理
VTEC
VTEC (低速)凸ຫໍສະໝຸດ 铀摇臂铀 凸轮（低速）
凸轮
摇臂
VTEC电磁阀
CMP(凸轮铀转 角)传感器 MAP(进气歧管绝 对压力)传感器 VSS(车速)传感 器 ECT(发动机冷却 液温度)传感器 排气门 TDC(上止点) 进气门
机油泵
VTEC (高速)
凸轮轴
摇臂轴 凸轮
摇臂
VTEC电磁阀
CMP(凸轮铀转 角)传感器 MAP(进气歧管绝 对压力)传感器 VSS(车速)传感 器 ECT(发动机冷却 液温度)传感器 排气门 TDC(上止点) 进气门
机油泵

但是VTEC系统对于配气相位的改变仍然是阶段性的，也 就是说其改变配气相位只是在某一转速下的跳跃，而不是在 一段转速范围内连续可变。
与低速运行相比，大大增加了进气流通面积和开启持续时间， 从而提高了发动机高速时的动力性。这两种完全不同性能表现的 输出曲线，本田的工程师使它们在同一个发 动机上实现了。
可变配气相位控制系统VTEC
中凸轮升程最大，次凸轮升程最 小。 主凸轮的形状适合发动机低速时 单气门工作的配气相位要求；中 凸轮的形状适合发动机高速时双 进气门工作的配气相位要求。
为了改善 VTEC系统的性能，本田不断进行创 新，推出了i-VTEC系统。增加了一个称为VTC （Variable timing control“可变正时控制”） 的装置——一组进气门凸轮轴正时可变控制机构， 即i-VTEC=VTEC+VTC。此时，进气阀门的正时与开 启的重叠时 间是可变的，由VTC控制，VTC机构的 导入使发动机在大范围转速内都能有合适的配气相 位，这在很大程度上提高了发动机的性能。
虽然可变气门正时技术在各个厂商的称谓都各不相同，但是实现的方式大多大同 小异，以丰田的VVT-i技术为例，其工作原理为：系统由ECU协调控制，来自发 动机各部位的传感器随时向ECU报告运转工况。由于在ECU中储存有气门最佳 正时参数，所以ECU会随时控制凸轮轴正时控制液压阀，根据发动机转速调整 气门的开启时间，或提前，或滞后，或保持不变。
VTEC工作原理
发动机低速时，电磁阀断电，油道关闭。在弹簧作用下，各 活塞均回到各自孔内，三个摇臂彼此分离。此时，主凸轮通 过主摇臂驱动主进气门，中间凸轮驱动中间摇臂空摆（不起 作用），次凸轮升程非常小，通过次摇臂驱动次进气门微量 开闭，以防止进气门附近积聚燃油。配气机构处于单进、双 排气门工作状态。
市面上的大部 分气门正时系 统都可以实现 进气门气门正 时在一定范围 内无级可调， 而少数发动机 还在排气门也 配备了VVT系 统，从而在进 排气门都实现 气门正时无级 可调（就是DVVT，双VVT 技术），进一 步优化了燃烧 效率。
丰田的VVTL-i发动机全名就是-Variable Valve 正时 & 升程 Intelligent，它跟VVT-i是不同的发动机，这发动机也用类似Honda VTEC的原理，在原来的VVT-i发动机上的凸轮轴，多了可以切换大小 不同角度的凸轮（凸轮），也利用“摇臂”的机置来决定是否顶到高 角或小角度的凸轮，而作到“可连续式”地改变发动机的正时（正 时），重叠时间（重叠相位角）与“两阶段式”的升程（升程）！如 图3-27所示。
对于汽车发动机而言，这个道理同样适用。可变配气相位 与气门升程技术就是为了让发动机能够根据不同的负载情况 的能够自由调整“呼吸”的时间和深浅程度，从而提升动力 表现，使燃烧更有效率。
可变配气相位
我们知道，发 动机转速越高，每 个汽缸一个周期内 留给吸气和排气的 绝对时间也越短， 因此想要达到较好 的充气效率，这时 发动机需要尽可能 长的吸气和排气时 间。
2．丰田发动机的VVTi与VVTLi技术
1995年，装备改进版VVT系统的VVT-i面世了，装备的发动机是当 时另一副性能发动机1JZ-GE。VVT-i中多出的I，意思是Intelligent -“智能”，VVT-i取消了两段式的开启和关闭选择，演化成为可以对进 气侧凸轮轴进行无级地提前或延后的工作，就像普通的自动变速箱与 CVT变速箱间的区别一样。除了控制系统的升级以外，VVT-i工作的原 理上与VVT基本上是相同的。如图3-26所示。