Author / 蟹爪朝天
可變氣門技術的優點是可以增加馬力和扭矩。
控制引擎換氣的關鍵是控制進氣和排氣的時間段。高轉和低轉時，引擎對於進氣、排氣的時間需求是不同的。
隨著轉速的上升，進氣、排氣的時間段越來越短，換氣效率也就越來越差（舊氣排出的不充分，新氣吸進的不足）。
為了提高換氣效率，這時就需要調整進氣、排氣的時間段。也就是：
進氣門早些打開，排氣門晚些關閉。
沒有可變氣門的話，設計師需要尋找一個適合車型的標定。比如說普通車標定的更適合低轉速，性能車標定的更適合高轉速。
有了可變氣門後，引擎可以在更寬泛的轉速區間中都有較好的動力。也就是說可以兼顧到高、低轉速。
尼桑2.0引擎的Neo VVL相比一般的可變氣門來說，可變氣門使得紅線轉速更高、峰值馬力提高了25%。
菲亞特1.8可變氣門引擎在2000-6000轉之間都可以提供90%的峰值扭矩。
可變升程
在有些可變氣門引擎中，氣門升程也是根據轉速變化的。轉速越高，升程越大，以利於進、排氣效率（低轉速時過大的升程會導致空燃比不穩等問題）。
油耗
可變氣門會影響到廢棄再循環的效率。小負載巡航時，氣門重疊可以降低油耗。這是因為，一部分廢氣在下一循環中再次參與了燃燒及空燃比計算。這就使得引擎在更稀的空燃比下工作。
可變凸輪
- VTEC
VTEC系統可以看作是有時刻和升程都有區別的兩套凸輪。非連續的兩種凸輪狀態之間的轉換轉速是4500。在接近8000的紅線轉速時，類似賽用凸輪的設計可以給1.6引擎增加30匹馬力。然而，為了保持這麼大的馬力，需要通過頻繁的換擋將轉速保持住。雖然低轉速凸輪只需要適應到4500的轉速（其它引擎可能需要適應到6000），但扭矩卻沒有太大優勢。
優勢：更高的紅線轉速及高轉時的馬力
劣勢：氣門非線性變化、扭矩提升不大、結構複雜
適配引擎：本田VTEC、三菱MIVEC、尼桑Neo VVL
- 本田3段VTEC
低轉速時，3個搖臂是獨立的。中轉速及高轉速時，通過液壓鎖止搖臂，讓不同的凸輪發揮作用，進而轉換出不同的時段和升程。
- 尼桑Neo VVL
低轉速時，進、排氣門都是低轉速狀態
中轉速時，進氣門是高轉速狀態、排氣門是低轉速狀態
高轉速時，進、排氣門都是高轉速狀態
可變正時
由液壓控制的變正時的可變氣門系統是最簡單、最便宜和最常用的，性能提升是最少的。
優勢：結構簡單（只有一組液壓控制結構）、可以在較大的轉速區間內提高扭矩
劣勢：升程不可變、氣門開閉的時長不可變導致高轉速下馬力提升不足
如圖所示，在凸輪盤上的可變正時系統中，由黃、綠色腔室中的液壓控制皮帶或鏈條與凸輪軸之間的相對角度，進而讓凸輪軸的角度早於或晚於曲軸角度。
在寶馬的VANOS系統中，只有進氣側有可變正時系統。在Double Vanos 或Bi-Vanos雙可變系統中，進、排氣側都裝有可變正時。這就可以更好的控制氣門重疊了。
豐田的VVT-i可變正時系統的控制邏輯除了轉速外，還有引擎負載等因素。
這種系統只能改變氣門開閉的時刻，不能改變開閉過程的時間長短，也不能改變升程。有些變正時系統只有兩三個固定的正時角度可選，有些則是正時角度可以連續變化的。
可變凸輪+可變正時
將可變凸輪和可變正時結合在一起的優勢是可以在較大轉速區間內線性控制氣門的同時，還可以提升紅線轉速及峰值馬力。
豐田VVTL-i系統的主要特點是連續可變正時（60°範圍）、2檔升程轉換、開閉時長可變、進排氣側雙可變。
和VTEC不同的是，這套系統中開閉時長由凸輪形狀控制，而升程是有一個滑動銷子控制的。
- 優勢：連續可變、在較大轉速區間內提升扭矩、高轉馬力的提升
- 劣勢：結構複雜
- 適配引擎：豐田1.8 VVTL-i、蓮花111R
保時捷早期的設計是通過正時鏈條來控制可變氣門，這就導致了它的可變範圍較小。
現在的設計和其它品牌一樣，也是通過液壓凸輪盤控制可變正時了。升程和氣門開閉時長是由液壓頂杆控制的（通過頂杆長度的變化選用不同的凸輪）。
- 優勢：兼顧低轉速扭矩和高轉速馬力
- 劣勢：結構複雜
- 適配引擎：996 turbo之後的多數引擎
本田i-VTEC的特點是連續可變正時（液壓凸輪盤）、2端可變升程及開閉時長、進排氣側可變
- 優勢：兼顧低轉速扭矩和高轉速馬力
- 劣勢：結構複雜
- 適配引擎：本田i-VTEC引擎
如圖，奧迪的可變氣門系統的特點是：通過搖臂在凸輪中的滑動改變所用的凸輪形狀。完成這個滑動轉換過程需要凸輪轉動2圈。整套系統有彈簧鎖止。
- 優勢：兼顧低轉速扭矩和高轉速馬力
- 劣勢：結構複雜
奔馳可變氣門的設計初衷是減少油耗，而非提高動力。低負載時的凸輪可以限制進氣量，從而讓節氣門的開度儘量大，以便減少泵氣損失。
- 優勢：成本低、油耗低
- 劣勢：高轉速時的動力沒有提升
- 適配引擎：M270、M274
可變開閉過程的時長
VVC系統的進氣時長可變範圍是220°-295°，可變時長使這種引擎在很大的轉速區間內都可以提升扭矩。高轉速下，進氣門打開過程的時長應該加長、關閉過程的時長應該減小。想要實現這種控制，就需要凸輪軸本身能夠變速。
如圖，VVC系統使用了偏心驅動輪。
在偏心驅動輪圍繞偏心軸旋轉的過程中，如果外驅動環以恆定速度轉動，則軸將以非恆定的脈動方式轉動。其轉速差取決於軸與輪心之間的距離。距離越長，轉速差越大。
每個缸對於進氣的需求是不同步的，對於凸輪軸轉速的需求也就是不同步。因此，VVC系統有4個凸輪軸，2個一組，每組有內外兩根凸輪軸。考慮到結構的複雜性，VVC系統在排氣側沒有可變功能。
VVC系統將1.8引擎的馬力由120匹提高到了145匹，扭矩從122磅尺提高到了128磅尺。
- 優勢：連續可變的開閉過程時長可以提高動力
- 劣勢：升程不可變導致峰值馬力不足、結構複雜
- 適配引擎：MGF 1.8 VVC、蓮花111S
可變升程
可變升程的主要作用出了提高高轉速時的動力外，還可以在低轉速時讓節氣門開度儘可能增大，進而減少泵氣損失，提高引擎效率。對於歧管噴射引擎來說，低轉速時的升程也影響混合氣混合狀態的好壞。
寶馬的ValeTrPoic系統的設計初衷是根據油門踏板的信號，通過調節升程來降低油耗。結構上由電機、偏心輪、中間臂等組成。電機控制中間臂，進而控制氣門升程。
這套系統過大的內部摩擦損耗和慣性損耗導致其不適用於提高高轉速下的動力。
- 優勢：降低油耗
- 劣勢：結構大、不適用於高轉速
同樣出於降低油耗的目的，相比於ValeTrPoic來說，尼桑的VVEL系統更適合高轉速工況。
其凸輪不是和凸輪軸連接在一起的。偏心控制軸轉動後，搖臂的位置發生改變，連桿A和B的幾何發生改變，凸輪的擺角改變。凸輪擺角的大小決定了氣門的升程。
- 優勢：降低油耗的同時兼顧高轉速
- 劣勢：結構過於複雜
- 適配引擎：VQ37VHR V6
豐田Valvematic系統的特點是有一根中間軸。通過中間軸角度的變化控制升程的變化。這套系統可以將2.0引擎的馬力衝143匹提高到158匹。
- 優勢：結構緊湊、提高馬力
- 適配引擎：豐田Valvematic系列引擎
