可变气门正时通过调节发动机进、排气门的开启和关闭时间使发动机换气性能最佳,来改善发动机性能、燃油经济性和排放。
20世纪60年代,菲亚特首次申请用于车用发动机的可变气门正时系统专利,该系统采用液压方式,根据发动机转速和进气压力改变气门的开启时间。1982年,阿尔法·罗密欧首次将可变气门正时系统应用于量产车型。随后,日产和本田等汽车厂商均开始研发可变气门正时技术并在行业内大面积推广,时至今日,可变气门正时技术已经广泛应用于各大量产车型中。
发动机处于不同运行工况时,进气和排气过程中的气体动力学效应对发动机性能具有显著的影响。如发动机处于高转速工况时,需要利用气流的进气惯性实现充足进气和彻底排气,因此需要气门早开晚关。而在低转速工况则需较小的气阀重叠期,避免排气倒流。可变气门正时技术则可根据不同发动机运转工况对气门开启和关闭时刻进行相应调整,改善发动机性能。通常情况下,可变气门主要用于改变进气门正时,部分系统对排气门也进行控制,成为双可变气门正时。
可变气门正时技术实现方式多样,主要包括以下类型:①电液式。通过控制机构内部液压油压力,驱动进、排气门凸轮轴与曲轴的相对位置的改变来实现气门正时的改变。②电磁式。通过电磁线圈通电产生磁性,与气门上的衔铁相互作用,通过控制电流的特性改变电磁线圈的磁性,改变气门正时与运动特性。