BMW的发动机技术一直代表着当今汽车发动机技术的前沿标杆，BMW不断的将各种新奇点子运用于量产发动机，改善性能、动力、响应和燃油经济性，其中大名鼎鼎额Valvetronic技术首当其冲，它让BMW发动机在上个世纪后期出类拔萃，让其他竞争对手黯然失色，令BMW无愧于飞机发动机制造商的家族历史。
以前诺诺在论坛里写过帖子介绍BMW的Valvetronic技术，国内俗称“电子气门”或“气门升程可变系统”。诺诺总是过一段时间就爱回顾一下自己的老段子，往往总能找到不少地方值得改进和完善，今天又是按耐不住，打算重新写一个帖子介绍Valvetronic，力求更加系统、详尽，且便于理解。如果这篇帖子可以让更多的汽车爱好者理解Valvetronic，或者每当国人谈到这个话题时，就会想起去网上翻诺诺的这篇帖子，那我就很满足了。
首先简短的普及一下发动机。目前的发动机主流技术，还是烧油的，简称内燃机。内燃机都有“缸”这个概念，每个缸就是一个燃烧室，都有进气气门和排气气门。燃油和空气的混合物在进气门打开后，会吸入缸内，被压缩点燃爆炸，推动发动机旋转，废气再从排气门里面排出去，就完成了一次工作循环，工程师设法让这样的循环不断重复发生，发动机就会一直旋转下去。
为了控制发动机的动力输出（汽油机），发动机工程师在进气道里装了一个阀门，用来控制气流的大小，叫做“节气门”，踩下油门，阀门就增加开度，发动机的进气量就多，电脑也会相应多喷燃油，让发动机输出动力提升。这个东西相信好多人都知道，因为经常出现在维修费用清单里面等你埋单（清洗节气门），大多数司机们都会记得它。
【图】节气门总成
BMW标新立异，设计了一个电机驱动的机械机构，让进气门打开的幅度可以调节，专业的说法是“气门升程可变”，也起到了控制进气量的效果，调节发动机的动力输出。
（接下来这一段的难度略微提高，要讲一下这套系统的结构，供一些发烧读者鉴赏，大众读者如果读不懂，也不会影响后面的阅读。）
配气系统其实就是一套凸轮杠杆机构，结构原理不难理解。常规的配气系统，凸轮轴直接驱动气门上下运动，造成气门的不断开闭。在Valvetronic系统里，增加了一个中间推杆，凸轮轴通过这个中间推杆去驱动气门上下运动。这个中间推杆的初始位置可以被一个偏心轴控制，这样一来，最终执行出来的气门开闭幅度就会随中间推杆的几何位置而变化。
偏心轴上有一个齿扇结构，一个带蜗杆的电机通过这个齿扇驱动偏心轴，让中间推杆工作在不同的位置，获得不同的气门升程，和开启时间，配合VVT机构（可变气门正时）气门打开时刻也可以得到控制。这样，BMW就建立了一套无敌的气门管理体系，因为气门的升程、开启时长、打开时刻，统统都是可以调节的变量。发动机标定工程师不需要再对一些工况做妥协，完全可以任意摆布进气系统，让发动机始终工作在最佳的工作点。
为了系统精确控制气门升程，电脑必须知道当前的偏心轴角度，因此就用到了一个偏心轴位置传感器，这是一个靠磁力线工作的霍尔传感器，通过检查偏心轴端部的磁轮角度，告诉电脑当前的气门升程，电脑会和期望值对比，如果有差异，电脑就会立刻发出指令，通过电机进行调整修正，目的是始终让气门升程位于一个最佳值。
【图】偏心轴位置传感器
不过这样的系统也有不爽的地方，除了硬件成本增加之外，就是发动机的软件开发费用和周期，至少相当于一台没有Valvetronic的发动机的5~6倍。因为可管理的变量多了，标定工作和数据变得异常庞大，虽然标定工程师有了一个实现完美的机会，但要真正做到完美无缺，是相当耗时耗脑的。
（好，现在难度回归，大众读者可以继续阅读。）
同样都是调节发动机的进气量，为啥要整这么一套复杂的系统呢？BMW肯定不会傻到脱裤子放P，但又是啥原因呢？诺诺打个比方大家就懂了。
我们都用鼻孔呼吸，如果你心平气和，身体就会减少耗氧量，呼吸也会放缓。如果我们通过外界干预的方法，人为让人体减少进气量，尝试以下两种方法。
方法A（节气门模式）：用手指头遮住一半的鼻孔，呼吸变得费劲，进气量的确减少了，但是人很憋闷，越呼吸越累。
方法B（可变气门模式）：还是用整个鼻孔呼吸，只是让吸气的时间变短，这样也可以减少进气量，却不如A累。
这个例子，只要您试过就明白，节气门模式其实是在“拖累”发动机，尤其在节气门小开度的情况下，充气效率低下，发动机为了吸入气体，需要做不少的功，浪费能量。可变气门模式下，充气效率很高，发动机整体效率也高。
而且试验数据显示，气门升程从最小增至最大，只需要不到0.3秒，这么短暂的时间内，您就可以命令发动机输出全部动力，响应之快！我们做过测试，驾驶员从小油门迅速踩到地板油（油门到底），这个过程最快也需要差不多0.2秒，也就是说，Valvetronic系统的实际滞后最多在0.1秒左右！
节气门虽然从最小开到最大，需要的时间也差不多，但是节气门后面还有漫长的气道，气体是弹性可压缩的，节气门打开后，等到充气效率真正提高上来，进入缸内燃烧，还需要一段时间，动力的响应就要比可变气门模式至少慢2~3倍！
还有，节气门在开度较小的情况下，类似一堵墙壁，连同发动机的进气门一起，会让气流在气道内行成“压力波”，来回反射，影响进气效率。
此外，节气门是硬生生在进气道中插入的一个翻板阀门，就算它全部打开，也具有插入损耗，影响通气流场，结果同样是降低进行效率，增加燃油消耗。
BMW早在上个世纪末就在旗下的1.8L自然吸气发动机上小试牛刀（BMW 316i），装载了第一套Valvetronic系统，让这台发动机的输出扭矩达到了180Nm（注意，对于自然吸气发动机，扭矩达到发动机排量的90倍以上的话，就是不错的成绩了！），扭矩值高出同行平均水平20%，在欧洲标准燃油测试循环的油耗成绩，低于平均水平15%，不需要使用高品质汽油，就可以全面超越其他对手在高品质汽油下的油耗和排放成绩。此外，发动机极好的动力响应性，让BMW的乐趣倍增，这种“跟脚”的感觉伴随BMW的运动基因，成为一个大卖点。
看到这里，相信好多车友都明白了两种控制进气的系统的区别，以及Valvetronic的优势了。当然，在使用了可变气门系统的BMW发动机里，仍然可以见到节气门，这是出于以下几个考虑：
1）在怠速工况这种需要小负荷控制的时候，还是需要节气门的参与。因为BMW在Valvetronic系统里用的是直流有刷电机，位置控制精度有限，不适合做小角度下的高精度控制（否则成本很高！）
2）某些特殊工况下，Valvetronic系统也需要节气门配合，完成发动机控制。
3）可变气门系统失效后，就需要启动节气门模式作为备用方案，车主还可以把车开到维修站。
说个题外话，根据诺诺为车友养车无数的经验总结，BMW的Valvetronic电机寿命基本是10~13万km，很多更换Valvetronic电机的案例都发生在这个里程区间，其中连同偏心轴传感器一起下课的也不在少数。
再借机纠正一个说法，我见过维修和汽配行业的师傅们，总是把这个系统叫做VVT系统，把这个电机叫VVT电机，其实这是错误的。VVT是Variable Valve Timing（可变气门正时）的简写，这完全是另一个系统，用液压驱动的，上世纪就在N多发动机上都有应用，属于老技术了；而Valvetronic是可变气门升程，高大上技术，简称应该是VVL（Variable Valve Lift），因此应该说“VVL系统”和“VVL电机”才对。
10多年过去了，现在在很多同等品牌的竞争对手也在自己的发动机中引入了不同版本的Valvetronic技术，分享了技术带来的产品优势和经济效益，甚至某些竞争者在硬件上还小胜BMW，做得更加登峰造极。但是BMW作为Valvetronic技术的先驱，已经开始尝试把玩更新的技术题材。不要怕被模仿，就怕没人模仿，只要你永远带领行业的技术的方向即可。我相信，提到Valvetronic技术，人们谈论最多的还是BMW；谈到怎么了解Valvetronic技术的，人们就会谈到“爱车的诺诺”：-）
“普及汽车知识，改善汽车消费认识和服务理念，打造中国人自己的汽车文化”，这是诺诺作为一名汽车工程师的毕生梦想，希望获得大家的认可和广泛传播。
