現在汽車上使用的發動機，學名叫做往復活塞式四衝程發動機，它的基本結構是由兩大機構、五大系統組成的，即曲柄連桿機構、配氣機構、潤滑系統、冷卻系統、燃油供給系統、點火系統、起動系統。它的工作原理是在進氣衝程中吸入空氣與燃油的混合氣，在壓縮衝程中將其壓縮成高溫高壓的可燃混合氣，在做功衝程中混合氣被點燃、劇烈膨脹推動活塞下行做功，在排氣衝程中將燃燒後產生的廢氣排出發動機。這四個迴圈反覆進行，發動機就持續的輸出強大的動力，驅動汽車飛速行駛。

透過上述原理可以看出，發動機工作不可缺少的兩種物質是空氣和燃油，它們在發動機進氣衝程中混合在一起組成可燃混合氣，標準的可燃混合氣中空氣與燃油的質量比大約是14.7:1，體積比大約是9000:1，這種濃度的可燃混合氣正好可以將空氣和燃油完全燃燒，二者都沒有剩餘。顯然，進入發動機的可燃混合氣越多，燃燒後膨脹壓力越大，發動機的功率和扭矩就越大，也可以說動力性越好。所以，讓儘可能多的可燃混合氣進入發動機是提高發動機動力性的重要手段。

在此我問大家一個問題：空氣和燃油哪一個更容易進入發動機？

在大家的印象中，肯定是空氣呀！我們身邊全都是空氣，取之不盡用之不竭，讓它進入發動機不是非常容易的事嗎？而燃油數量有限，就是透過一條細細的管道輸送給發動機，向發動機中噴更多的燃油應該是很困難的。但是事實與此恰恰相反，讓更多的燃油進入發動機是非常容易的，只要把燃油供給系統稍作調整，比如提高噴油壓力、增加噴油時間、加粗輸油管路等，就可以輕鬆實現；但是想要讓更多的空氣進入發動機卻是非常困難的，因為發動機氣缸容積有限，在自然條件下最多隻能進與氣缸同體積的空氣（事實上根本做不到）。沒有空氣，噴再多的油也沒有辦法燃燒，所以讓儘可能多的空氣進入發動機就成為了推動發動機進步的重要課題。

在發動機中負責將空氣送入氣缸的機構就是配氣機構，它的作用就是按照發動機的工作順序和工作迴圈的要求，定時開啟和關閉各缸的進、排氣門，使新鮮空氣進入氣缸，並將燃燒後產生的廢氣從氣缸排出。進入氣缸內的新鮮空氣數量對發動機效能的影響很大，進氣量越多，發動機的有效功率和轉矩越大。因此，配氣機構要保證進氣充分、排氣徹底。事實上，從發動機誕生至今，最大的變化就是配氣機構的變化，幾乎每一次發動機效能的飛躍，都是由配氣機構的變革引領的，比如單缸多氣門技術、頂置氣門與凸輪軸技術、雙頂置凸輪軸技術、諧振進氣技術、可變長度進氣管技術、可變氣門正時技術、廢氣渦輪增壓技術，等等，現在配氣機構是發動機上最複雜的機構，沒有之一。

那麼配氣機構又是如何將空氣送入氣缸的呢？首先我們來看看配氣機構的構造，它是由進氣管、排氣管、氣門組以及氣門驅動組這幾部分組成的。當發動機工作時，大量的空氣透過空氣濾芯進入進氣管中，在進氣門前待命；當發動機運轉到進氣衝程時，氣門驅動組將進氣門開啟，空氣在活塞下行產生的真空吸力作用下被吸入氣缸；然後進氣門關閉，可燃混合氣壓縮、燃燒後，產生大量的廢氣；在隨後的排氣衝程中，氣門驅動組將排氣門開啟，廢氣經排氣門排出。這個過程也叫做發動機的換氣過程，它迴圈往復進行，發動機不停的吸氣、排氣，將燃油的化學能轉變成熱能和機械能對外輸出。

在這裡就產生了這樣的問題：進排氣門何時開啟？開啟的持續時間是多長？開啟的幅度是多大？這就涉及到了一個配氣相位的概念。所謂的發動機配氣相位，就是以曲軸轉角來表示進、排氣門的開閉時刻以及開啟的持續時間。它通常用一個環形圖來表示，在上面有曲軸轉角、進、排氣門的開閉時刻、進、排氣門開啟的持續時間等引數。

在理論上來說，發動機進氣門在進氣衝程開始時開啟，在進氣衝程結束時關閉；排氣門在排氣衝程開始時開啟，在排氣衝程結束時關閉；它們開啟的持續時間都是180°曲軸轉角。但事實上並非如此。由於發動機轉速很高，一個行程時間很短，只有零點零幾秒，再加上氣門驅動組驅動氣門開啟需要一個過程，所以氣門全開的時間就更短了。在這樣短的時間內很難做到進氣充分，排氣徹底，因此為了改善發動機換氣過程，提高發動機效能，實際發動機的氣門開啟和關閉並不是恰好在活塞的上止點和下止點，而是適當的提前和滯後，以延長進排氣時間，這就是發動機的實際配氣相位。

發動機的實際配氣相位有三方面的內容：進氣門配氣相位、排氣門配氣相位、進排氣門重疊開啟。

1、進氣門配氣相位

在發動機工作過程中，進氣門是在活塞執行到排氣衝程上止點之前、進氣衝程還未開始就已經打開了，這樣做的目的是當進氣衝程開始的時候，進氣門已有一定開度，可以較快地獲得較大的進氣通道截面，以減少進氣阻力；當活塞執行到進氣衝程下止點之後、壓縮衝程已經開始一段時間，進氣門才關閉，這樣做的目的是利用空氣的慣性和壓差繼續進氣，以便讓儘可能多的空氣進入氣缸。

從進氣門開始開啟到上止點所對應的曲軸轉角稱為進氣提前角，用希臘字母α表示，它的大小一般為1 0 °～30 °曲軸轉角；從下止點到進氣門關閉所對應的曲軸轉角稱為進氣滯後角，用希臘字母β表示，它的大小一般為40 °～80°曲軸轉角；整個進氣過程進氣門開啟的持續時間為（180° +α+β）曲軸轉角。

2、排氣門配氣相位

在做功行程的後期，活塞達到下止點前、排氣衝程還未開始的時候，排氣門就已經開啟了，這樣做的目的是利用氣缸內殘餘的壓力迅速排氣，並且還可以防止發動機高溫；當排氣衝程結束、活塞越過上止點、進氣衝程已經開始之後，排氣門才關閉，這樣做的目的是利用廢氣的慣性繼續排氣，以儘可能的讓廢氣排出徹底。

從排氣門開始開啟到下止點所對應的曲軸轉角稱為排氣提前角，用希臘字母γ表示，它的大小一般為40°～80°曲軸轉角；從上止點到排氣門關閉所對應的曲軸轉角稱為排氣滯後角，用希臘字母δ表示，它的大小一般為1 0 °～30°曲軸轉角；整個排氣過程排氣門開啟的持續時間為（180°+γ+δ）曲軸轉角。

3、進排氣門重疊開啟

由於進氣門在上止點前即開啟．而排氣門在上止點後才關閉，這就出現了一段時間內排氣門和進氣門同時開啟的現象，這種現象稱為氣門重疊，重疊時期的曲軸轉角稱為氣門重疊角，它的大小為（α+δ ）曲軸轉角。氣門重疊開啟對發動機換氣是極為有利的，對發動機效能的影響也非常大，一般 增壓發動機的氣門重疊角要大於自然吸氣發動機的氣門重疊角。

不過很多人可能會質疑：進排氣門重疊開啟會不會導致氣體反流呢？事實上是不會的，因為不論是進氣還是排氣，它們的流動慣性都是比較大的，在短時間內是不會改變流動方向的，要氣門重疊角選擇適當，就不會有廢氣倒流入進氣管和新鮮氣體隨同廢氣排除的可能性。不過有很多小排量汽油發動機，當它們小負荷運轉時，由於進氣管內壓力較低，如果氣門重疊角過大，就可能出現廢氣倒流、進氣量減少的現象，這也是小排量汽油機熱效率不高的原因之一。

發動機配氣相位是透過配氣機構的結構來實現的。曲軸透過正時皮帶、正時鏈條或者正時齒輪，以一定的角度和轉速比例驅動凸輪軸轉動（一般都是2:1的比例，即曲軸轉兩圈，凸輪軸轉一圈），然後凸輪軸上的凸輪驅動氣門開啟和關閉。不同的凸輪形狀（曲率、升程、基圓大小等），使氣門在不同的時刻開啟和關閉，就會產生不同的配氣相位。由於整個配氣機構各零部件之間都是剛性連線或者剛性驅動的，所以一臺發動機設計製造完成後，它的配氣相位也是固定不變的。

但是有一個問題，就是發動機在各種不同轉速下對進排氣的需求是不同的：低速時用氣量少，高速時用氣量大。並且轉速越高，發動機進排氣衝程時間越短，越容易引起進氣不足和排氣不淨，進而影響發動機的效率。為了兼顧發動機在各個轉速下的效能，通常將配氣相位設計為常用轉速下最優，同時兼顧高速和低速效能。顯然，這種固定的配氣相位只能滿足發動機在某一區間的效能需求，對於轉速和負荷經常變化的發動機來說，不論是動力性還是經濟性都無法達到最優狀態。那麼有沒有辦法讓配氣相位可以根據發動機轉速和工況的不同進行調節，使發動機在高低轉速下都能獲得理想的進、排氣效率呢？

辦法當然是有的，那就是可變氣門正時與升程技術。所謂的可變氣門正時與升程技術，就是指發動機配氣相位和氣門升程，可以隨發動機轉速和負荷的變化而隨時改變的技術。它是發動機配氣機構的一項巨大技術進步，實現了發動機進氣過程的動態調節，讓發動機的呼吸更順暢、自然，從而使發動機的動力性和經濟性都有了較大幅度的提高。這就像一個人在跑步時，需要根據自己的奔跑步伐和身體狀態，不斷的調整呼吸頻率，讓自己身體隨時都有充足的氧氣供應，以便維持身體的機能。

可變氣門正時與升程技術總體來說可以分為可變氣門正時技術（VVT）與可變氣門升程技術（VVL）兩大類，不同的車企採用不同的技術型式，也有些車型兩種技術同時存在。大家看很多車型上標有VVT、VVT-i、DVVT、CVVT、i-VTEC等各種不同的標識，這就是可變氣門正時與升程的英文縮寫，凡是有這樣標識的車型，就說明它使用了這項技術。在現在的汽車發動機上，基本都使用電控系統來實現這個功能，控制的更加精準與智慧化。

透過發動機可變氣門正時技術，還可以讓發動機實現一種特殊的迴圈——阿特金森迴圈，又叫做米勒迴圈。它的做法是在吸氣衝程結束時，利用可變氣門正時技術推遲進氣門的關閉，將吸入的混合氣又透過進氣門“吐”出去一部分，然後再關閉氣門開始壓縮衝程。 這樣就使混合氣的實際壓縮量小於爆炸後的膨脹量，即膨脹比大於壓縮比，因此可以大大提高發動機的熱效率，提高發動機的經濟性。常見的比如馬自達的創馳藍天發動機、雷克薩斯CT200、豐田2NR-FKE發動機等，透過可變氣門定時機構可以很輕易的在米勒迴圈和奧托迴圈之間轉換，使發動機最大限度發揮動力的同時節約燃油。另外這種發動機特別適合於混合動力汽車，它與電動機動力互補，中低速時使用電動機，高速時使用阿特金森迴圈，還可以讓發動機以阿特金森迴圈模式運轉給電池充電，可以獲取很高的經濟性。

在實際使用中，由於配氣機構各零部件的磨損，會導致配氣相位的失準。比如正時皮帶或者正時鏈條拉長導致曲軸與凸輪軸運轉不同步、正時齒輪磨損導致齒輪間隙過大、凸輪軸凸輪磨損導致曲率和升程的變化、氣門間隙改變、液壓挺柱洩漏、可變氣門正時機構故障、電控系統故障，等等，這些都需要一點點慢慢的排查。還有一種情況就是凸輪軸與驅動齒輪之間的固定鍵松曠或變形了（在柴油機上比較常見），這種情況一般需要手工製作偏位鍵，現在已經很少有人會這門手藝了。

科技科普促使人們養成理性思考和理性處理事務的習慣。

個人意見，我姑妄說之，你故妄聽之，不喜一笑了之。

配氣相位是由配氣定位機構+配氣調整機構確定的。

以汽油機為例:

1.傳統內燃機配氣定位機構=定時輪(曲軸+凸輪軸)+定時皮帶/鏈條及其張緊機構+凸輪軸+氣門搖臂+氣門。

一般的雖然可以透過搖臂頂杆調整螺釘調整氣門開啟起始位置，但對於特定的內燃機而言一旦出廠配氣相位是固定的。

相位出錯主要有: 定時輪錯位，張緊輪張緊力異常，搖臂調整螺釘鬆動等。

2.配氣調整機構

現代內燃機設計有可變氣門相位控制機構，實現氣門開啟的實時調整，從而達到配氣相位調整。

對於具有可變氣門相位的發動機，配氣相位失準除了傳統的問題外，還有可變氣門及其控制系統失調。