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二、可变气门升程控制机构
可变气门正时技术几乎已成为当今发动机的标准配置，为进一步挖掘传统内燃机的潜力，工程人员在此基础上又研发出可变气门升程技术，当二者有效的结合起来时，则为发动机在各种工况和转速下提供了更高的进、排气效率。提升动力的同时，也降低了油耗水平。可变气门升程技术主要是通过改变凸轮轴上凸轮的轮廓及高度来实现进排气门的开启角度和高度，以达到增加进气量，提高充气效率的目的。典型实例是奥迪AVS可变气门升程系统和本田i-VTEC系统等。
1．奥迪AVS可变气门升程系统
AVS系统为每个进气门设计了2组不同角度的凸轮，同时在凸轮轴上安装有螺旋沟槽套筒．，螺旋沟槽套筒由电磁驱动器加以控制，实现左右移动来切换2组不同的凸轮，从而改变进气门的升程，如图3（a）所示。
当发动机在低负载的情况下，为了追求发动机的节油性能，此时AVS系统则将凸轮推至左侧，以较小的凸轮推动气门，此时气门升程可在2mm～5.7mm之间进行调整，由于采用不对称的进气升程设计，因此空气以螺旋方式进入燃烧室；再搭配特殊外廓的燃烧室和活塞头设计，可让气缸内的油气混合状态进一步优化，如图3（b）所示。发动机在高负载的情况下，AVS系统将螺旋沟槽套筒向右推动7mm，使角度较大的凸轮得以推动气门，在此情况下，气门升程可达到11 mm，以提供燃烧室最佳的进气流量和进气流速，实现更加强劲的动力输出，如图3（c）所示。
奥迪AVS可变气门升程系统可以在700r/min～ 4000r/min转速之间工作，AVS系统的最大优点在于可降低7％的油耗。特别是以中转速域进行定速巡航时，AVS系统的节油效果最为明显。这套系统中还有1个设计细节需要注意，那就是2个进气门在普通凸轮和高角度凸轮下的相位和升程是有差别的，也就是说2个进气门开启和关闭的时间以及升程并不相同。这种不对称的进气设计是为了让空气在流经2个进气门后，同时配合特殊造型的燃烧室和活塞头，可以令混合气在气缸内实现翻转和紊流，进一步优化混合气的状态。
2．本田的i -VTEC系统
1989年本田就自行研发并推出了世界上首个可同时控制气门开闭时间和升程的气门控制机构，全称为Variable Valve Timingand Valve LifeElectronic ControlSystem，缩写就是我们熟知的VTEC。本田的可变气门升程系统的结构和工作原理如图4所示，3个摇臂、1个活塞、2个不同高度的凸轮，实现了发动机在不同转速对进排气的要求。
当发动机在中、低转速时，3根摇臂处于分离状态，普通凸轮（低角度凸轮）推动主摇臂和副摇臂来控制2个进气门的开闭，气门升量较小。此时虽然中间凸轮也推动中间摇臂，但由于摇臂之间是分离的，所以2边的摇臂不受它控制，也不会影响气门的开闭状态。发动机达到某一设定的转速时，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3根摇臂锁成一体，一起由高角度凸轮驱动，这时气门升程高度和开启角度都增大，增加了进气量，发动机动力也更强。这种在一定转速后突然的动力爆发，极大的提升了驾驶乐趣。当发动机转速降到某一转速时，摇臂内的液压也随之降低，活塞在回位弹簧作用下退回原位，3根摇臂分开，再次由普通凸轮（低角度凸轮）控制气门。
初期VTEC技术广受争议，原因在于这种技术对于配气机构的切换不够平滑，而且也只能在2种模式间进行切换。随后，本田推出了号称更为节油，并且可在全部转速区域内起作用的i-VTEC技术。i-VTEC比以往的VTEC技术增加了1套名为VTC的可变正时控制系统。这套系统在发动机处于低转时关闭每个气缸中的1个进气门，使燃烧室内形成稀薄的混合气，其中汽油含量显著降低，可以保证怠速或低转工况下油耗得到明显降低。应对高转工况时，VTC会在原有基础上提高进气门开度，同时延长进气门开启时间，获取最大进气量。充足的进气量与更多喷油量的配合下可以提升发动机的动力输出。
