前面已經(jīng)了解過(guò)發(fā)動(dòng)機的基本構造和動(dòng)力來(lái)源。其實(shí)發(fā)動(dòng)機的實(shí)際運轉速度并不是一成不變的，而是像人跑步一樣，時(shí)而急促，時(shí)而平緩，那么調節好自己的呼吸節奏尤其重要，下面我們就來(lái)了解一下發(fā)動(dòng)機是怎樣“呼吸”的。

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● 凸輪軸的作用

　　簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，凸輪軸是一根有多個(gè)圓盤(pán)形凸輪的金屬桿。這根金屬桿在發(fā)動(dòng)機工作中起到什么作用？它主要負責進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉。凸輪軸在曲軸的帶動(dòng)下不斷旋轉，凸輪便不斷地下壓氣門(mén)（搖臂或頂桿），從而實(shí)現控制進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉的功能。

● OHV、OHC、SOHC、DOHC代表什么意思？

　　在發(fā)動(dòng)機外殼上經(jīng)常會(huì )看到SOHC、DOHC這些字母，這些字母到底表示的是什么意思？OHV是指頂置氣門(mén)底置凸輪軸，就是凸輪軸布置在氣缸底部，氣門(mén)布置氣缸頂部。OHC是指頂置凸輪軸，也就是凸輪軸布置在氣缸的頂部。

　　如果氣缸頂部只有一根凸輪軸同時(shí)負責進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)、關(guān)，稱(chēng)為單頂置凸輪軸（SOHC）。氣缸頂部如果有兩根凸輪軸分別負責進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)關(guān)，則稱(chēng)為雙頂置凸輪軸（DOHC）。

　　底置凸輪軸的凸輪與氣門(mén)搖臂間需要采用一根金屬連桿連接，凸輪頂起連桿從而推動(dòng)搖臂來(lái)實(shí)現氣門(mén)的開(kāi)合。但過(guò)高的轉速容易導致頂桿折斷，因此這種設計多應用于大排量、低轉速、追求大扭矩輸出的發(fā)動(dòng)機。而凸輪軸頂置可省略頂桿簡(jiǎn)化了凸輪軸到氣門(mén)的傳動(dòng)機構，更適合發(fā)動(dòng)機高速時(shí)的動(dòng)力表現，頂置凸輪軸應用比較廣泛。

● 配氣機構的作用

　　配氣機構主要包括正時(shí)齒輪系、凸輪軸、氣門(mén)傳動(dòng)組件（氣門(mén)、推桿、搖臂等），主要的作用是根據發(fā)動(dòng)機的工作情況，適時(shí)的開(kāi)啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門(mén)，以使得新鮮混合氣體及時(shí)充滿(mǎn)氣缸，廢氣得以及時(shí)排出氣缸外。

● 什么是氣門(mén)正時(shí)？為什么需要正時(shí)？

　　所謂氣門(mén)正時(shí)，可以簡(jiǎn)單理解為氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉的時(shí)刻。理論上在進(jìn)氣行程中，活塞由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)、排氣門(mén)關(guān)閉；在排氣行程中，活塞由下止點(diǎn)移至上止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉、排氣門(mén)打開(kāi)。

　　那為什么要正時(shí)呢？其實(shí)在實(shí)際的發(fā)動(dòng)機工作中，為了增大氣缸內的進(jìn)氣量，進(jìn)氣門(mén)需要提前開(kāi)啟、延遲關(guān)閉；同樣地，為了使氣缸內的廢氣排的更干凈，排氣門(mén)也需要提前開(kāi)啟、延遲關(guān)閉，這樣才能保證發(fā)動(dòng)機有效的運作。

● 可變氣門(mén)正時(shí)、可變氣門(mén)升程又是什么？

 　　發(fā)動(dòng)機在高轉速時(shí)，每個(gè)氣缸在一個(gè)工作循環(huán)內，吸氣和排氣的時(shí)間是非常短的，要想達到高的充氣效率，就必須延長(cháng)氣缸的吸氣和排氣時(shí)間，也就是要求增大氣門(mén)的重疊角；而發(fā)動(dòng)機在低轉速時(shí)，過(guò)大的氣門(mén)重疊角則容易使得廢氣倒灌，吸氣量反而會(huì )下降，從而導致發(fā)動(dòng)機怠速不穩，低速扭矩偏低。

　　固定的氣門(mén)正時(shí)很難同時(shí)滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機高轉速和低轉速兩種工況的需求，所以可變氣門(mén)正時(shí)應運而生?？勺儦忾T(mén)正時(shí)可以根據發(fā)動(dòng)機轉速和工況的不同而進(jìn)行調節，使得發(fā)動(dòng)機在高低速下都能獲得理想的進(jìn)、排氣效率。

　　影響發(fā)動(dòng)機動(dòng)力的實(shí)質(zhì)其實(shí)與單位時(shí)間內進(jìn)入到氣缸內的氧氣量有關(guān)，而可變氣門(mén)正時(shí)系統只能改變氣門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉的時(shí)間，卻不能改變單位時(shí)間內的進(jìn)氣量，變氣門(mén)升程就能滿(mǎn)足這個(gè)需求。如果把發(fā)動(dòng)機的氣門(mén)看作是房子的一扇“門(mén)”的話(huà)，氣門(mén)正時(shí)可以理解為“門(mén)”打開(kāi)的時(shí)間，氣門(mén)升程則相當于“門(mén)”打開(kāi)的大小。

● 豐田VVT-i可變氣門(mén)正時(shí)系統

　　豐田的可變氣門(mén)正時(shí)系統已廣泛應用，主要的原理是在凸輪軸上加裝一套液力機構，通過(guò)ECU的控制，在一定角度范圍內對氣門(mén)的開(kāi)啟、關(guān)閉的時(shí)間進(jìn)行調節，或提前、或延遲、或保持不變。

　　凸輪軸的正時(shí)齒輪的外轉子與正時(shí)鏈條(皮帶)相連，內轉子與凸輪軸相連。外轉子可以通過(guò)液壓油間接帶動(dòng)內轉子，從而實(shí)現一定范圍內的角度提前或延遲。 　　

● 本田i-VTEC可變氣門(mén)升程系統

　　本田的i-VTEC可變氣門(mén)升程系統的結構和工作原理并不復雜，可以看做在原來(lái)的基礎上加了第三根搖臂和第三個(gè)凸輪軸。它是怎樣實(shí)現改變氣門(mén)升程的呢?可以簡(jiǎn)單的理解為，通過(guò)三根搖臂的分離與結合一體，來(lái)實(shí)現高低角度凸輪軸的切換，從而改變氣門(mén)的升程。

　　當發(fā)動(dòng)機處于低負荷時(shí)，三根搖臂處于分離狀態(tài)，低角度凸輪兩邊的搖臂來(lái)控制氣門(mén)的開(kāi)閉，氣門(mén)升程量小;當發(fā)動(dòng)機處于高負荷時(shí)，三根搖臂結合為一體，由高角度凸輪驅動(dòng)中間搖臂，氣門(mén)升程量大。 

● 寶馬Valvetronic可變氣門(mén)升程系統

　　寶馬的Valvetronic可變氣門(mén)升程系統，主要是通過(guò)在其配氣機構上增加偏心軸、伺服電機和中間推桿等部件來(lái)改變氣門(mén)升程。當電動(dòng)機工作時(shí)，蝸輪蝸桿機構會(huì )驅動(dòng)偏心軸發(fā)生旋轉，再通過(guò)中間推桿和搖臂推動(dòng)氣門(mén)。偏心輪旋轉的角度不同，凸輪軸通過(guò)中間推桿和搖臂推動(dòng)氣門(mén)產(chǎn)生的升程也不同，從而實(shí)現對氣門(mén)升程的控制。

● 奧迪AVS可變氣門(mén)升程系統

　　奧迪的AVS可變氣門(mén)升程系統，主要通過(guò)切換凸輪軸上兩組高度不同的凸輪來(lái)實(shí)現改變氣門(mén)的升程，其原理與本田的i-VTEC非常相似，只是AVS系統是通過(guò)安裝在凸輪軸上的螺旋溝槽套筒，來(lái)實(shí)現凸輪軸的左右移動(dòng)，進(jìn)而切換凸輪軸上的高低凸輪。

　　發(fā)動(dòng)機處于高負荷時(shí)，電磁驅動(dòng)器使凸輪軸向右移動(dòng)，切換到高角度凸輪，從而增大氣門(mén)的升程;當發(fā)動(dòng)機處于低負荷時(shí)，電磁驅動(dòng)器使凸輪軸向左移動(dòng)，切換到低角度凸輪，以減少氣門(mén)的升程