涨姿势│你以为发动机就是简单的“活塞运动”？太单纯了！

我们在初中物理课上就学过关于内燃机的工作原理，其中四冲程发动机会有吸气、压缩、做功、排气四个冲程。我依稀记得当年老师在讲这部分时，曾说过“一台四冲程内燃机发动机能造就无数博士生”，年幼的我不明白为什么原理这么简单的发动机，能难倒这么多高材生。

当我真正了解了发动机之后，才明白老师当年所说的内容丝毫没有夸张，且不说有能量转换的压缩冲程与做功冲程，就进排气这两个冲程，工程师们就没少下功夫研究，其中可变气门正时技术与可变气门升程技术就很能体现工程师们的智慧。

其实发动机的吸气与排气跟我们的呼吸道理差不多，其中控制进排气的机构我们一般称之为配气相位机构，它会按照一定时间来开启和关闭气缸的进、排气门，为发动机压缩与做功做好保障。

之所以叫气门，是因为它跟普通的门一样，如果门开启的时间越长、角度越大，流量自然也就越大，反之亦然。同样的道理，发动机气门正时就好比开门时间，气门升程则说的是就气门打开的角度。

我们平时跑步时，会本能的根据步伐调整呼吸深度与次数，发动机也一样，在不同工况下也需要不同的燃料与空气混合进行燃烧做功，这就需要气门能根据发动机工况进行实时调整，以满足发动机在不同转速和工况时的需要。

一般没有可变正时技术的普通发动机，气门通常由凸轮轴带动，所以进、排气们开闭的时间都是固定的，而这固定不变的“呼吸”节奏必然会阻碍发动机热效率的提升，为此工程师就想能不能让进排气门的打开时间更长，从而提升进排气量。

要知道当发动机处在高转速区间时，一个四冲程发动机完成一个工作冲程仅需千分之几秒，想要在这么短的时间内完成发动机进气与排气，同时还要避免因出现进气不足与排气不净导致发动机效率降低的问题，这时就需要通过可变正时技术来调控进、排气门的早开和晚关，或是通过可变气门升程技术调控气门开闭的大小，来弥补这些缺憾。

我们常见车身贴有VVT字母的车型就是配有可变气门正时技术的车型，原理就是通过在凸轮轴传动端加装都一套液力机构，在油压的作用下实现凸轮轴在一定范围内的角度调整，进而达到改变气门的开启和关闭时刻的目的。

我们以丰田的VVT-i技术为例，这套系统会在不同行驶工况下找到一个对应发动机转速、进气量、节气门位置和冷却水温度的最佳气门正时角度，并控制凸轮轴正时液压控制阀进行气门正时调整，同时ECU会通过各个传感器的信号来感知实际气门正时是否达到最佳值，若没有达到，还会再执行反馈控制，补偿系统误差，直到达到最佳气门正时的位置。有效提升发动机效率与性能同时，还能减少燃油消耗和废气排放。

除了开闭气门时间可变外，气门升程角度也可变，而说到可变气门升程技术，则不得不提深受本田粉丝喜爱的i-VTEC技术。本田工程师利通过三根摇臂和三个凸轮即实现了看似复杂的气门升程变化。当i-VTEC打开的那瞬间，不仅动力更充沛，发动机声音也跟着高亢起来。

当发动机达到某一个设定的转速时，电脑即会指令电磁阀启动液压系统，推动摇臂内的小活塞，使三根摇臂锁成一体，一起由高角度凸轮驱动，这时气门的升程和开启时间都相应的增大了，使得单位时间内的进气量更大，发动机动力也更强。

这也是为什么会有很多本田车主会调侃自己要切二挡，7300转干它！因为当发动机转速提升后，突然的动力爆发也极大的提升了车辆的驾驶乐趣。