寶馬的VANOS系統(tǒng)是一個(gè)由車輛發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)操縱的液壓和機(jī)械相結(jié)合的凸輪軸控制設(shè)備。VANOS系統(tǒng)基于一個(gè)能夠調(diào)整進(jìn)氣凸輪軸與曲軸相對(duì)位置的調(diào)整機(jī)構(gòu)。雙VANOS則增加了對(duì)進(jìn)排氣凸輪軸的調(diào)整機(jī)構(gòu)。

VANOS系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和加速踏板位置來操作進(jìn)氣凸輪軸。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到最低時(shí)，進(jìn)氣門將隨后開啟以改善怠速質(zhì)量及平穩(wěn)度。發(fā)動(dòng)機(jī)處于中等轉(zhuǎn)速時(shí)，進(jìn)氣門提前開啟以增大扭矩并允許廢氣在燃燒室中進(jìn)行再循環(huán)從而減少耗油量和廢氣的排放。最后，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很高時(shí)，進(jìn)氣門開啟將再次延遲，從而發(fā)揮出最大功率。

VANOS系統(tǒng)極大增強(qiáng)了尾氣排放管理能力，增加了輸出和扭矩，提供了更好的怠速質(zhì)量和燃油經(jīng)濟(jì)性。VANOS系統(tǒng)的最新版是雙VANOS，被用于新M3車型上。該技術(shù)于1992年被首次應(yīng)用于寶馬5系車型的M50發(fā)動(dòng)機(jī)上。

在頂置凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)中，凸輪軸通過一根皮帶或者鏈條和齒輪與曲軸相連。在寶馬VANOS系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)有一根鏈條和一些鏈輪。曲軸驅(qū)動(dòng)排氣凸輪上的鏈輪，排氣凸輪鏈輪被螺栓固定于排氣凸輪上，第二套齒輪驅(qū)動(dòng)穿過進(jìn)氣凸輪的第二根鏈條，進(jìn)氣凸輪上的大鏈輪沒有固定在凸輪上，因?yàn)槠渲虚g有個(gè)大孔，孔內(nèi)有一套螺旋形的齒，在凸輪的一端有一個(gè)外側(cè)也是螺旋形的齒輪，但它太小，無法與大鏈輪內(nèi)側(cè)的齒輪相連接。有一小塊杯狀帶有螺旋形齒輪的金屬，其內(nèi)側(cè)與凸輪相配合，外側(cè)與鏈輪配合。VANOS系統(tǒng)的可變性就是源于齒輪的螺旋形。杯狀裝置由作用于受DME(數(shù)字式電子發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng))控制依靠油壓的液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)。

怠速時(shí)，凸輪正時(shí)延遲。在非怠速狀態(tài)下，DME為電磁線圈通電控制油壓推動(dòng)杯狀齒輪，在中等轉(zhuǎn)速下推動(dòng)凸輪提前12.5度，然后在5000轉(zhuǎn)/分時(shí)，允許其回到初始位置。中速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)推力越大氣缸充氣越好，扭矩也就越大。我們聽到的噪聲是因公差而造成的杯狀裝置進(jìn)出時(shí)鏈輪的輕微擺動(dòng)聲音。

在油門踏板位置和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的作用下，進(jìn)排氣凸輪軸的氣門正時(shí)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)所需的功率進(jìn)行了調(diào)整，雙VANOS系統(tǒng)(雙可變凸輪軸控制)以此使扭矩得到了顯著提升。 在多數(shù)使用單VANOS系統(tǒng)的寶馬發(fā)動(dòng)機(jī)中，進(jìn)氣凸輪正時(shí)僅在兩個(gè)明顯的轉(zhuǎn)數(shù)點(diǎn)變化。而雙VANOS系統(tǒng)中，進(jìn)?和排氣凸輪的正時(shí)在大部分轉(zhuǎn)數(shù)范圍內(nèi)持續(xù)變化。

使用雙VANOS系統(tǒng)，氣門升程增加了0.9毫米，使得進(jìn)氣門的開啟時(shí)間因而延遲了12度。為迅速而精確的調(diào)整凸輪軸，雙VANOS系統(tǒng)需要非常高的油壓，以確保在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速下能提供更大的扭矩，在高轉(zhuǎn)速時(shí)有更大的功率。隨著不完全燃燒氣體的減少，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速得到了改善。預(yù)熱階段的特殊發(fā)動(dòng)機(jī)管理控制系統(tǒng)能幫助催化轉(zhuǎn)化器更快地達(dá)到工作溫度。

雙VANOS系統(tǒng)改善了低轉(zhuǎn)速功率，使扭矩曲線趨于平緩并能為該組凸輪軸擴(kuò)展功率帶。雙VANOS系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的扭矩峰值比單VANOS低450轉(zhuǎn)，功率峰值高200轉(zhuǎn)/分，1500-3800轉(zhuǎn)/分下的扭矩曲線也得到了改善。同時(shí)，扭矩下降的速度不會(huì)超過功率峰值。

雙VANOS系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于在各種工作狀態(tài)下，系統(tǒng)能夠單獨(dú)控制熱的廢氣流入進(jìn)氣歧管。這被稱為“內(nèi)部”廢氣再循環(huán)，使得廢氣中的可用成分得以進(jìn)行再循環(huán)。

在發(fā)動(dòng)機(jī)加熱過程中，VANOS系統(tǒng)改善了油/氣混合氣，并有助于快速將催化轉(zhuǎn)化器加熱至正常工作溫度。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)，系統(tǒng)能夠保持怠速轉(zhuǎn)速的平穩(wěn)和連貫，這歸功于廢氣再循環(huán)被減少到了最低程度。在部分負(fù)載條件下，廢氣再循環(huán)提高到更高水平，允許發(fā)動(dòng)機(jī)在更大的蝶形汽門開啟角度下工作以獲得更佳的燃油經(jīng)濟(jì)性。全負(fù)荷件下，系統(tǒng)恢復(fù)較低的再循環(huán)容量以為各缸提供盡可能多的氧氣。