可變氣門升程技術

可變氣門升程（variable valve lift，VVL），傳統的汽油發動機的氣門升程是固定不可變的。也就是凸輪軸的凸輪型線只有一種。這就造成了該升程不可能使發動機在高速區和低速區都得到良好響應。傳統汽油機發動機的氣門升程——凸輪型線設計是對發動機在全工況下的平衡性選擇。其結果是發動機既得不到最佳的高速效率，也得不到最佳的低速扭矩。但得到了全工況下最平衡的性能。

VVL的採用，使發動機在高速區和低速區都能得到滿足需求的氣門升程。從而改善發動機高速功率和低速扭矩。

可變氣門升程技術根據氣門定時與開啓持續期的變化情況可以分為兩類:

VLT（Variable Lift and Timing）即在改變升程的同時改變了定時與開啓持續期。氣門升程單獨可變，即能在保持氣門的定時和開啓持續期不變的條件下。

氣門升程單獨可變在實際產品中很少採用，因為它難以適應轉速的變化對進、排氣流通特性的，要求。發動機上用得較多的是可變升程與定時，VLT。

按控制效果來分，可以將可變氣門升程技術分為連續式氣門升程調節 (CVVL) 和階段式氣門程調節 (DVVL)，兩種方式都有自己的優缺點，。

相比其他汽車節能減排技術，發動機配氣控制技術發展比較緩慢，在 20 世紀 80 年代後才陸續，出現了可變氣門正時（VVT）和可變氣門升程，（VVL）技術。由於階段式氣門升程調節結構簡單，研究時間長，技術相對比較成熟。目前，國外對連續式氣門升程調節做了大量的研究。

Delphi 開發了一款 CVVL，該款 CVVL 表明可以通過減少泵氣損失和驅動凸輪所需轉矩，提高[部分負荷的燃油經濟性。Kyoung-Pyo Ha 等人研究表明，CVVL 可以提高燃油經濟性 5% 以上，動力性 3% 以上。美國專利局自 2009 年以來，批准了大量關於連續可變氣門升程的專利申請。如Jongmin Lee 的帶有氣門停滯功能的連續可變氣門升程裝置專利，Young Hong Kwak 的連續可變氣門升程裝置專利。在實際汽車的應用中，本田公司於 1989 年成

功研製“可變氣門正時和氣門升程電子控制系統”，它是世界上第一個能同時控制氣門開閉時間及升程的氣門控制系統。隨後本田公司對 VTEC技術進行不斷升級，研發出 i-VTEC以及Advance VTEC 技術，Advance VTEC 技術可以實現對氣門升程的連續可調 。繼本田公司之後，世界上其他汽車廠商也都相繼推出可變氣門升程技術，階段式氣門升程調節有奧迪 AVS、三菱 MIVEC、保時捷Cariocam Plus 等。相比階段式氣門升程調節，連續式氣門升程調節沒有階段式調節應用普遍，只有寶馬、日產、菲亞特、豐田等少數公司實現了氣門升程的連續可變。

與國外相比，國內對可變氣門升程技術研究起步晚，同國外存在一定差距，國內高校在可變氣門升程對進氣和燃燒的影響進行了研究。在進氣方面，天津大學的王天友 等人對可變氣門升程下的缸內氣流的運動特性進行了研究。研究結果表明，低的氣門升程使發動機的滾流比有所減小，但可以產生較強的湍流，進氣行程湍流強度可以達到大氣門升程時的兩倍。

近幾年，日產和寶馬則以更為精巧的設計率先推出了自己的連續可變氣門升程技術，實現了氣門升程的無級可調。日產的VVEL技術為例，工程師在驅動氣門運動的搖臂增加了一組螺桿（螺栓）和螺套（螺母），螺套由一根連桿與控制桿相連，連桿又和一個搖臂和控制桿相連帶動氣門頂端的凸輪。圖2為英菲尼迪採用VVEL技術的V6發動機。

VANOS是寶馬開發的連續可變氣門正時技術（Steplessly Variable Valve Timing），而寶馬2.0升直列四缸發動機採用的是進氣氣門正時和排氣氣門正時同時可變的double-VANOS雙可變氣門系統。double-VANOS系統能夠在大部分轉速區內持續地調節進氣氣門正時和排氣氣門正時，並且double-VANOS系統還能夠在各種工況下控制高温廢氣再循環進入進氣歧管的流量。它可以利用調節再循環廢氣量在低速時提高燃油經濟性，在高速時產生最大輸出功率。如圖3所示為寶馬2.0升直列四缸發動機採用的是進氣氣門正時和排氣氣門正時同時可變的double-VANOS雙可變氣門系統，它能夠在大部分轉速區內持續地調節進排氣氣門正時。 ^[1]