การปรับจังหวะการเปิด-ปิดวาล์ว ( VVT ) คือกระบวนการเปลี่ยนแปลงจังหวะ การยก วาล์วในเครื่องยนต์สันดาปภายในและมักใช้เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพ ประหยัดเชื้อเพลิง หรือลดการปล่อยมลพิษ มีการใช้งานร่วมกับ ระบบ ยกวาล์วแปรผัน มากขึ้นเรื่อยๆ มีหลายวิธีที่จะทำให้สิ่งนี้เกิดขึ้นได้ ตั้งแต่อุปกรณ์เชิงกลไปจนถึงระบบไฟฟ้าไฮดรอลิกและ ระบบ ไร้ลูกเบี้ยวกฎระเบียบด้านการปล่อยมลพิษที่เข้มงวดมากขึ้นทำให้^{[ 1 ]}ผู้ผลิตรถยนต์หลายรายหันมาใช้ระบบ VVT

เครื่องยนต์สองจังหวะ ใช้ ระบบวาล์วควบคุมกำลังเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่คล้ายคลึงกับระบบ VVT (Variable Valve Timing)

วาล์วภายในเครื่องยนต์สันดาปภายในใช้เพื่อควบคุมการไหลของก๊าซไอดีและไอเสียเข้าและออกจากห้องเผาไหม้จังหวะ ระยะเวลา และระยะยกของการทำงานของวาล์วเหล่านี้มีผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ หากไม่มีการปรับจังหวะการเปิดปิดวาล์ว ( ระยะยกวาล์วแปรผัน ) จังหวะการเปิดปิดวาล์วจะเหมือนกันสำหรับความเร็วและสภาวะของเครื่องยนต์ทั้งหมด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีการประนีประนอมเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ต้องการในด้านประสิทธิภาพการดูดและไอเสีย ซึ่งได้มีการอธิบายไว้ในการจำลองแล้ว ผลลัพธ์ในทางปฏิบัติจะแตกต่างกันไปตามก๊าซในรอบการเผาไหม้โดยรอบที่มีอยู่ในระบบดูดอากาศตามธรรมชาติ หรือรูปทรงเรขาคณิตของอากาศที่ถูกบังคับ รวมถึงจังหวะความกว้างของพัลส์เชื้อเพลิงและปัจจัยอื่นๆ ที่อาจมีหรือไม่มีในรถยนต์ที่ติดตั้งระบบปรับจังหวะการเปิดปิดวาล์ว^{[ 2 ]}เครื่องยนต์ที่ติดตั้งระบบการทำงานของจังหวะการเปิดปิดวาล์วแปรผันจะหลุดพ้นจากข้อจำกัดนี้ ทำให้สามารถปรับปรุงประสิทธิภาพได้ตลอดช่วงการทำงานของเครื่องยนต์

เครื่องยนต์ลูกสูบโดยทั่วไปใช้ลิ้นวาล์วซึ่งขับเคลื่อนด้วยเพลาลูกเบี้ยว เพลาลูกเบี้ยวจะเปิด ( ยก ) ลิ้นวาล์วเป็นระยะเวลาหนึ่ง ( ระยะเวลา ) ในแต่ละรอบการดูดและคายไอเสียจังหวะ การเปิดและปิดของลิ้นวาล์วเมื่อเทียบกับตำแหน่งของเพลาข้อเหวี่ยง นั้น มีความสำคัญ เพลาลูกเบี้ยวถูกขับเคลื่อนโดยเพลาข้อเหวี่ยงผ่านสายพานไทม์มิ่งเฟืองหรือโซ่

เครื่องยนต์ต้องการอากาศปริมาณมากเมื่อทำงานที่ความเร็วสูง อย่างไรก็ตาม วาล์วไอดีอาจปิดก่อนที่อากาศจะเข้าสู่ห้องเผาไหม้แต่ละห้องอย่างเพียงพอ ทำให้ประสิทธิภาพลดลง ในทางกลับกัน หากเพลาลูกเบี้ยวทำให้วาล์วเปิดอยู่นานขึ้น เช่นเดียวกับเพลาลูกเบี้ยวสำหรับรถแข่ง ปัญหาจะเริ่มเกิดขึ้นที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์ต่ำ การเปิดวาล์วไอดีในขณะที่วาล์วไอเสียยังเปิดอยู่ อาจทำให้เชื้อเพลิงที่เผาไหม้ไม่หมดออกจากเครื่องยนต์ ส่งผลให้ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ลดลงและปล่อยมลพิษเพิ่มขึ้น ตามหนังสือ "Building Horsepower" ของวิศวกร David Vizard เมื่อทั้งวาล์วไอดีและไอเสียเปิดพร้อมกัน ไอเสียที่มีแรงดันสูงกว่ามากจะดันไอดีกลับออกมาจากกระบอกสูบ ทำให้ท่อไอดีปนเปื้อนด้วยไอเสีย

ระบบปรับจังหวะการเปิด-ปิดวาล์วแบบแปรผันในยุคแรกๆ ใช้การปรับแบบแยกส่วน (เป็นขั้นๆ) ตัวอย่างเช่น จะใช้จังหวะการเปิด-ปิดวาล์วแบบหนึ่งเมื่อรอบเครื่องยนต์ต่ำกว่า 3500 รอบต่อนาที และใช้จังหวะการเปิด-ปิดวาล์วอีกแบบหนึ่งเมื่อรอบเครื่องยนต์สูงกว่า 3500 รอบต่อนาที

ระบบปรับจังหวะวาล์วแบบแปรผันขั้นสูงกว่านั้นสามารถปรับจังหวะวาล์วได้อย่างต่อเนื่อง (ไม่จำกัด) ดังนั้นจึงสามารถปรับจังหวะให้เหมาะสมกับความเร็วและสภาวะของเครื่องยนต์ทั้งหมดได้^{[ 2 ] [ 3 ]}

ระบบ VVT ที่ง่ายที่สุดคือการปรับเฟสแคมโดยมุมเฟสของเพลาลูกเบี้ยวจะหมุนไปข้างหน้าหรือข้างหลังเมื่อเทียบกับเพลาข้อเหวี่ยง ดังนั้นวาล์วจะเปิดและปิดเร็วขึ้นหรือช้าลง อย่างไรก็ตาม ระยะยกและระยะเวลาการเปิดปิดของเพลาลูกเบี้ยวไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยระบบปรับเฟสแคมเพียงอย่างเดียว

การทำให้ระบบ VVT มีระยะเวลาการทำงานที่แปรผันได้นั้น จำเป็นต้องใช้ระบบที่ซับซ้อน เช่น โปรไฟล์ลูกเบี้ยวหลายแบบ หรือลูกเบี้ยวแบบสั่น

รูปแบบแรกของการปรับจังหวะวาล์วแบบแปรผันต่อเนื่องเกี่ยวข้องกับการเปิดวาล์วไอดีนานกว่าเครื่องยนต์แบบดั้งเดิมเล็กน้อย เพื่อเลียนแบบวัฏจักรของแอตกินสันส่งผลให้ลูกสูบดันอากาศออกจากกระบอกสูบและกลับเข้าไปในท่อร่วมไอดีในระหว่างจังหวะอัด อากาศที่ถูกขับออกมาจะเติมท่อร่วมไอดีด้วยความดันที่สูงขึ้น และในจังหวะดูดอากาศครั้งถัดไป อากาศที่ถูกดูดเข้าไปจะมีความดันสูงขึ้น การปิดวาล์วไอดีที่ช้าลงแสดงให้เห็นว่าช่วยลดการสูญเสียจากการสูบฉีดได้ 40% ในสภาวะโหลดบางส่วน และลดการปล่อยไนตริกออกไซด์ ( NOx ) ได้ 24% แรงบิดสูงสุดของเครื่องยนต์ลดลงเพียง 1% และการปล่อยไฮโดรคาร์บอนไม่เปลี่ยนแปลง^{[ 3 ]}

อีกวิธีหนึ่งในการลดการสูญเสียจากการสูบจ่ายที่เกี่ยวข้องกับความเร็วรอบเครื่องยนต์ต่ำและสภาวะสุญญากาศสูง คือการปิดวาล์วไอดีเร็วกว่าปกติ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการปิดวาล์วไอดีในช่วงกลางของจังหวะดูด ความต้องการอากาศ/เชื้อเพลิงต่ำมากในสภาวะโหลดต่ำ และงานที่จำเป็นในการเติมกระบอกสูบค่อนข้างสูง ดังนั้นการปิดวาล์วไอดีก่อนกำหนดจึงช่วยลดการสูญเสียจากการสูบจ่ายได้อย่างมาก^{[ 3 ]}การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการปิดวาล์วไอดีก่อนกำหนดช่วยลดการสูญเสียจากการสูบจ่ายได้ 40% และเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงได้ 7% นอกจากนี้ยังช่วยลดการปล่อยไนตริกออกไซด์ได้ 24% ในสภาวะโหลดบางส่วน ข้อเสียที่อาจเกิดขึ้นจากการปิดวาล์วไอดีก่อนกำหนดคือมันจะลดอุณหภูมิของห้องเผาไหม้ลงอย่างมาก ซึ่งอาจเพิ่มการปล่อยไฮโดรคาร์บอน^{[ 3 ]}นี่เป็นอีกวิธีหนึ่งในการจำลองวัฏจักร Atkinson และมักใช้ในเครื่องยนต์ วัฏจักร Miller แบบอัดอากาศ

การเปิดวาล์วไอดีก่อนกำหนดเป็นอีกรูปแบบหนึ่งที่มีศักยภาพอย่างมากในการลดการปล่อยมลพิษ ในเครื่องยนต์แบบดั้งเดิม กระบวนการที่เรียกว่าการเหลื่อมของวาล์วจะใช้เพื่อช่วยควบคุมอุณหภูมิของกระบอกสูบ การเปิดวาล์วไอดีก่อนกำหนดจะทำให้ก๊าซไอเสียที่เผาไหม้แล้วบางส่วนไหลย้อนกลับออกจากกระบอกสูบผ่านวาล์วไอดี ซึ่งจะเย็นตัวลงชั่วขณะในท่อร่วมไอดี จากนั้นก๊าซเฉื่อยนี้จะเติมเต็มกระบอกสูบในจังหวะดูดถัดไป ซึ่งช่วยควบคุมอุณหภูมิของกระบอกสูบและการปล่อยไนตริกออกไซด์ นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพเชิงปริมาตร เนื่องจากมีก๊าซไอเสียที่ต้องขับออกในจังหวะไอเสียน้อยลง^{[ 3 ]}

การปรับจังหวะการปิดวาล์วไอเสียทั้งก่อนและหลังเวลาปกติสามารถช่วยลดการปล่อยมลพิษได้ โดยปกติแล้ว วาล์วไอเสียจะเปิดออก และก๊าซไอเสียจะถูกดันออกจากกระบอกสูบและเข้าไปในท่อไอเสียโดยลูกสูบขณะที่เคลื่อนที่ขึ้น การปรับจังหวะการเปิดวาล์วไอเสียช่วยให้วิศวกรควบคุมปริมาณก๊าซไอเสียที่เหลืออยู่ในกระบอกสูบได้ การเปิดวาล์วไอเสียให้นานขึ้นเล็กน้อยจะทำให้กระบอกสูบว่างเปล่ามากขึ้นและพร้อมที่จะรับส่วนผสมอากาศ/เชื้อเพลิงที่มากขึ้นในจังหวะดูด การปิดวาล์วเร็วขึ้นเล็กน้อยจะทำให้มีก๊าซไอเสียเหลืออยู่ในกระบอกสูบมากขึ้น ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง ในโหมดการทำงานนี้ มันจะทำงานคล้ายกับวาล์ว EGR และในเครื่องยนต์บางรุ่น มันจะเข้ามาแทนที่ EGR ทั้งหมด ทำให้การทำงานมีประสิทธิภาพมากขึ้นในทุกสภาวะ

ปัจจัยหลักที่ขัดขวางการนำเทคโนโลยีนี้ไปใช้ในรถยนต์เชิงพาณิชย์อย่างแพร่หลาย คือ ความสามารถในการผลิตวิธีการควบคุมจังหวะการเปิด-ปิดวาล์วที่มีประสิทธิภาพคุ้มค่า ภายใต้สภาวะภายในเครื่องยนต์ เครื่องยนต์ที่ทำงานที่ 3,000 รอบต่อนาที จะทำให้เพลาลูกเบี้ยว หมุน 25 ครั้งต่อวินาที ดังนั้นจังหวะการเปิด-ปิดวาล์วจะต้องเกิดขึ้นอย่างแม่นยำเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่ดีที่สุด ตัวกระตุ้นวาล์ว แบบไร้เพลาลูกเบี้ยวที่ใช้ แม่เหล็กไฟฟ้าและลม ให้การควบคุมจังหวะการเปิด-ปิดวาล์วที่แม่นยำที่สุด แต่ในปี 2016 ยังไม่คุ้มค่าสำหรับรถยนต์เชิงพาณิชย์

ประวัติความเป็นมาของการค้นหาวิธีการปรับระยะเวลาการเปิดวาล์วนั้นย้อนกลับไปถึงยุคของเครื่องจักรไอน้ำซึ่งในสมัยนั้นระยะเวลาการเปิดวาล์วถูกเรียกว่า " การตัด ไอน้ำ " กลไกวาล์วของ Stephensonที่ใช้ในหัวรถจักรไอน้ำรุ่นแรกๆ รองรับการตัดไอ น้ำแบบแปรผันได้ กล่าวคือ สามารถเปลี่ยนแปลงเวลาที่การจ่ายไอน้ำเข้าสู่กระบอกสูบถูกตัดออกในระหว่างจังหวะการทำงานได้

แนวทางแรกๆ ในการควบคุมอัตราการไหลเข้าและออกนั้น อาศัยการเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหลเข้าควบคู่กับการเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหลออกของไอเสีย ต่อมาได้มีการพัฒนาวาล์วคอร์ลิส (Corliss valve ) ซึ่งทำให้การควบคุมอัตราการไหลเข้าและออกของไอเสียแยกออกจากกัน วาล์วชนิดนี้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องยนต์แบบอยู่กับที่ที่มีความเร็วคงที่และภาระแปรผัน โดยอัตราการไหลเข้าและแรงบิดจะถูกควบคุมด้วยกลไกผ่านตัวควบคุมแรงเหวี่ยงและวาล์วควบคุมการไหล

เมื่อมีการนำวาล์วป๊อปเป็ต มาใช้ กลไกวาล์วแบบง่ายที่ใช้ เพลาลูกเบี้ยวก็ถูกนำมาใช้ ในเครื่องยนต์ดังกล่าว สามารถควบคุมการตัดการไหลได้หลากหลายด้วยลูกเบี้ยวที่มีโปรไฟล์แปรผันซึ่งเลื่อนไปตามเพลาลูกเบี้ยวโดยตัวควบคุม^{[ 4 ]}รถ ไอน้ำ Serpolletผลิตไอน้ำแรงดันสูงและร้อนจัด จึงต้องใช้วาล์วป๊อปเป็ต และวาล์วเหล่านี้ใช้กลไกเพลาลูกเบี้ยวแบบเลื่อนที่ได้รับการจดสิทธิบัตร ซึ่งไม่เพียงแต่ปรับเปลี่ยนการตัดการไหลของวาล์วไอดีเท่านั้น แต่ยังช่วยให้เครื่องยนต์สามารถกลับทิศทางได้^{[ 5 ]}

เครื่องยนต์ Clerget V-8 ขนาด 200 แรงม้าแบบทดลองในช่วงแรกจากทศวรรษ 1910 ใช้เพลาลูกเบี้ยวแบบเลื่อนเพื่อเปลี่ยนจังหวะการเปิดปิดวาล์วเครื่องยนต์เรเดียลBristol Jupiter บางรุ่น ในช่วงต้นทศวรรษ 1920 ได้รวมเอาเกียร์ปรับจังหวะการเปิดปิดวาล์วแบบแปรผันไว้ด้วย โดยส่วนใหญ่เพื่อปรับจังหวะการเปิดปิดวาล์วไอดีให้สัมพันธ์กับอัตราส่วนการอัดที่สูงขึ้น^{[ 6 ]}เครื่องยนต์Lycoming R-7755มีระบบปรับจังหวะการเปิดปิดวาล์วแบบแปรผันซึ่งประกอบด้วยลูกเบี้ยวสองตัวที่นักบินสามารถเลือกได้ ตัวหนึ่งสำหรับการบินขึ้น การไล่ล่า และการหลบหนี อีกตัวหนึ่งสำหรับการบินแบบประหยัด

ความต้องการในการปรับระยะเวลาการเปิดวาล์วให้ตรงกับความเร็วรอบ ของเครื่องยนต์ เริ่มปรากฏชัดในช่วงทศวรรษ 1920 เมื่อขีดจำกัด RPM สูงสุดที่อนุญาตเริ่มสูงขึ้นโดยทั่วไป จนกระทั่งถึงเวลานั้น RPM ขณะเดินเบาและ RPM ขณะทำงานของเครื่องยนต์มีความคล้ายคลึงกันมาก ซึ่งหมายความว่าแทบไม่มีความจำเป็นต้องใช้ระยะเวลาการเปิดวาล์วแบบแปรผัน การใช้งานระบบตั้งเวลาวาล์วแบบแปรผันครั้งแรกเกิดขึ้นในรถCadillac Runabout และ Tonneau ปี 1903 ที่สร้างโดยAlanson Partridge Brushสิทธิบัตรหมายเลข 767,794 “กลไกวาล์วไอดีสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายใน” ยื่นเมื่อวันที่ 3 สิงหาคม 1903 และได้รับอนุมัติเมื่อวันที่ 16 สิงหาคม 1904 ^{[ 7 ]}ก่อนปี 1919 ไม่นาน Lawrence Pomeroy หัวหน้านักออกแบบของ Vauxhall ได้ออกแบบเครื่องยนต์ขนาด 4.4 ลิตรสำหรับรุ่นทดแทนรุ่น 30-98 ที่มีอยู่ ซึ่งจะเรียกว่า H-Type ^{[ 8 ]}ในเครื่องยนต์นี้ เพลาลูกเบี้ยวเหนือหัวเดี่ยวจะเคลื่อนที่ตามแนวยาวเพื่อให้ลูกเบี้ยวต่าง ๆ เข้าทำงานได้ ในช่วงทศวรรษ 1920 สิทธิบัตร แรก ๆ สำหรับการ เปิด วาล์วแบบแปรผันระยะเวลาเริ่มปรากฏขึ้น – ตัวอย่างเช่น สิทธิบัตรของสหรัฐอเมริกาสิทธิบัตร US 1,527,456

ในปี 1958 ปอร์เช่ได้ยื่นขอจดสิทธิบัตรในประเทศเยอรมนี ซึ่งต่อมาได้ยื่นขอและตีพิมพ์เป็นสิทธิบัตรของอังกฤษหมายเลข GB861369 ในปีเดียวกัน สิทธิบัตรของปอร์เช่ใช้กลไกแคมแบบสั่นเพื่อเพิ่มระยะยกและระยะเวลาการเปิดปิดวาล์ว โดย ใช้แคม แบบเดสโมโดรมิกที่ขับเคลื่อนผ่านก้านดัน/ดึงจากเพลาเยื้องศูนย์หรือแผ่นสวอชเพลทไม่ทราบแน่ชัดว่าเคยมีการสร้างต้นแบบที่ใช้งานได้จริงหรือไม่

Fiatเป็นผู้ผลิตรถยนต์รายแรกที่จดสิทธิบัตรระบบปรับจังหวะวาล์วแปรผันสำหรับยานยนต์ที่มีฟังก์ชันการทำงาน ซึ่งรวมถึงระบบยกวาล์วแปรผัน ระบบนี้ได้รับการพัฒนาโดย Giovanni Torazza ในช่วงปลายทศวรรษ 1960 โดยใช้แรงดันไฮดรอลิกในการปรับจุดหมุนของลูกเบี้ยว (สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกาหมายเลข 3,641,988) ^{[ 9 ]}แรงดันไฮดรอลิกจะเปลี่ยนแปลงตามความเร็วรอบเครื่องยนต์และแรงดันไอดี การเปลี่ยนแปลงการเปิดโดยทั่วไปอยู่ที่ 37%

อัลฟา โรเมโอเป็นผู้ผลิตรายแรกที่ใช้ระบบวาล์วแปรผันในรถยนต์ที่ผลิตเพื่อจำหน่าย (สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา เลขที่ 4,231,330) ^{[ 10 ] [ 11 ]}รถยนต์รุ่นฉีดเชื้อเพลิงของอัลฟา โรเมโอ สไปเดอร์ 2000 ปี 1980 ใช้ระบบ VVT แบบกลไก ระบบนี้ได้รับการออกแบบโดยวิศวกร Giampaolo Garcea ในช่วงทศวรรษ 1970 ^{[ 12 ]}รถยนต์อัลฟา โรเมโอ สไปเดอร์ ทุกรุ่นตั้งแต่ปี 1983 เป็นต้นไปใช้ระบบ VVT แบบอิเล็กทรอนิกส์^{[ 13 ]}

ในปี พ.ศ. 2532 ฮอนด้าได้เปิดตัวระบบVTEC ^{[ 14 ]} ในขณะที่ ระบบ NVCS ของนิสสัน รุ่นก่อนหน้านี้จะปรับเปลี่ยนเฟสของเพลาลูกเบี้ยว แต่ VTEC จะเปลี่ยนไปใช้โปรไฟล์ลูกเบี้ยวแยกต่างหากที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์สูงเพื่อเพิ่มกำลังสูงสุด เครื่องยนต์ VTEC เครื่องแรกที่ฮอนด้าผลิตคือB16Aซึ่งติดตั้งในIntegra , CRXและCivic hatchback ที่วางจำหน่ายในญี่ปุ่นและยุโรป

ในปี 1992 ปอร์เช่ได้เปิดตัวVarioCam เป็นครั้งแรก ซึ่งเป็นระบบแรกที่ให้การปรับแต่งอย่างต่อเนื่อง (ระบบก่อนหน้านี้ทั้งหมดใช้การปรับแต่งแบบไม่ต่อเนื่อง) ระบบนี้ถูกนำมาใช้ในรถปอร์เช่ 968และทำงานเฉพาะกับวาล์วไอดีเท่านั้น

ระบบปรับจังหวะวาล์วแบบแปรผันได้ถูกนำมาใช้กับเครื่องยนต์รถจักรยานยนต์ แต่ถูกมองว่าเป็น "เทคโนโลยีโชว์" ที่ไม่มีประโยชน์จนถึงปี 2547 เนื่องจากระบบดังกล่าวทำให้มีน้ำหนักเพิ่มขึ้น^{[ 15 ]}นับตั้งแต่นั้นมา รถจักรยานยนต์ที่มีระบบ VVT ได้แก่Kawasaki 1400GTR/Concours 14 (2007), Ducati Multistrada 1200 (2015), BMW R1250GS (2019) และYamaha YZF-R15 V3.0 (2017), Suzuki GSX-R1000R 2017 L7, Moto Guzzi V85TT, Harley Davidson Milwaukee-Eight และ KTM 1390 Super Duke

ระบบปรับจังหวะวาล์วแบบแปรผันเริ่มแพร่หลายไปยังเครื่องยนต์เรือ เครื่องยนต์เรือ VVT ของ Volvo Pentaใช้ตัวปรับเฟสแคมที่ควบคุมโดย ECM ซึ่งปรับจังหวะแคมเพลาไปข้างหน้าหรือถอยหลังอย่างต่อเนื่อง ^{[ 16 ]}

ในปี พ.ศ. 2550 Caterpillar ได้พัฒนาเครื่องยนต์ C13 และ C15 Acert ซึ่งใช้เทคโนโลยี VVT เพื่อลดการปล่อย NOx เพื่อหลีกเลี่ยงการใช้ EGR ตามข้อกำหนดของ EPA ในปี พ.ศ. 2545 ^{[ 17 ] [ 18 ]}

ในปี 2010 มิตซูบิชิได้พัฒนาและเริ่มการผลิตเครื่องยนต์ดีเซล 4N13 1.8 ลิตร DOHC I4 จำนวนมาก ซึ่งเป็น เครื่องยนต์ดีเซลสำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคลเครื่องแรกของโลกที่มีระบบวาล์วแปรผัน^{[ 19 ] [ 20 ]}

ผู้ผลิตใช้ชื่อเรียกที่แตกต่างกันมากมายเพื่ออธิบายการใช้งานระบบควบคุมจังหวะการเปิด-ปิดวาล์วแบบแปรผันประเภทต่างๆ ชื่อเรียกเหล่านั้นได้แก่:

• AVCS (ซูบารุ)
• AVLS (ซูบารุ)
• ซีพีเอส (โปรตอน)
• CVVTCS (นิสสัน, อินฟินิตี้)
• ระบบเกียร์ CVVT (พัฒนาโดยHyundaiและKiaแต่ก็พบได้ในGeely , Iran KhodroและVolvo ด้วย )
• DCVCP - ระบบปรับเฟสแคมคู่แบบต่อเนื่อง (General Motors)
• DVT (Desmodromic variable timing, Ducati)
• DVVT ( ไดฮัทสุ , เปอโรดัว, หวู่หลิง)
• FSI, TFSI, TSI, SI ( กลุ่ม Volkswagen )
• มิเวค (มิตซูบิชิ)
• มัลติแอร์ (FCA)
• วีซีที (ฟอร์ด)
• เอ็น-วีซีที (นิสสัน)
• เอส-วีที (มาสด้า)
• Shiftcam ( BMW Motorrad )
• ไท-วีซีที (ฟอร์ด)
• VANOS ( Va riable No ckenwellen S teuerung) - 'camshaft timing' ไม่มีและมีValvetronic เพิ่ม ( BMW )
• ตัวแปรของAlfa Romeo (VCT) (Alfa Romeo)
• วาริโอแคม (ปอร์เช่)
• VTEC , i-VTEC (ฮอนด้า, อคูร่า)
• VTi , ( Citroën , Peugeot , OpelและMini (ยี่ห้อ) )
• วีวีซี ( เอ็มจี โรเวอร์ )
• วีวีแอล (นิสสัน)
• ระบบยกวาล์ว (ออดี้)
• วีวีเอ ( ยามาฮ่า )
• VVEL (นิสสัน, อินฟินิตี้)
• VVT ( ไครสเลอร์ , เจเนอรัล มอเตอร์ส , โปรตอน , ซูซูกิและมารูติ ซูซูกิ , อีซูซุ , โฟล์คสวาเกน กรุ๊ป , โตโยต้า )
• VVT-i , VVTL-i (โตโยต้า, เล็กซัส)
• วีทีวีที (ฮุนได)

วิธีนี้ใช้โปรไฟล์แคมสองแบบ โดยมีตัวกระตุ้นเพื่อสลับระหว่างโปรไฟล์ (โดยปกติที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์ที่กำหนด) การสลับแคมยังสามารถให้การยกวาล์วและระยะเวลาการเปิดวาล์วที่แปรผันได้ อย่างไรก็ตาม การปรับนั้นเป็นแบบไม่ต่อเนื่อง ไม่ใช่แบบต่อเนื่อง

ระบบนี้ถูกนำไปใช้ในการผลิตครั้งแรกใน ระบบ VTEC ของฮอนด้า ระบบ VTEC เปลี่ยนแรงดันไฮดรอลิกเพื่อกระตุ้นหมุดที่ล็อกแขนโยกที่มีระยะยกสูงและระยะเวลาการทำงานนานเข้ากับแขนโยกที่มีระยะยกต่ำและระยะเวลาการทำงานสั้นที่อยู่ติดกัน

ระบบ VVT ที่ผลิตในปัจจุบันส่วนใหญ่เป็น แบบ ปรับเฟสแคมโดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า วาริเอเตอร์ ซึ่งจะเปลี่ยนเฟส (เฟสหมายถึงจังหวะเวลาสัมพัทธ์ระหว่างเพลาลูกเบี้ยวไอดีและไอเสีย โดยแสดงเป็นหน่วยเชิงมุม) ของเพลาลูกเบี้ยวและวาล์ว วิธีนี้ช่วยให้สามารถปรับจังหวะการทำงานของแคมได้อย่างต่อเนื่อง (แม้ว่าระบบรุ่นแรกๆ หลายระบบจะใช้การปรับแบบแยกส่วนเท่านั้น) อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถปรับระยะเวลาและระยะยกของวาล์วได้

การออกแบบเหล่านี้ใช้การเคลื่อนที่แบบสั่นหรือโยกในส่วนของลูกเบี้ยว ซึ่งจะไปกระทำกับตัวตาม ลูกเบี้ยวนี้จะเปิดและปิดวาล์ว ระบบลูกเบี้ยวแบบสั่นบางระบบใช้ลูกเบี้ยวแบบธรรมดา ในขณะที่บางระบบใช้ลูกเบี้ยวแบบเยื้องศูนย์และก้านเชื่อมต่อ หลักการนี้คล้ายกับเครื่องยนต์ไอน้ำ ซึ่งปริมาณไอน้ำที่เข้าสู่กระบอกสูบจะถูกควบคุมโดยจุด "ตัด" ไอน้ำ

ข้อดีของการออกแบบนี้คือ สามารถปรับระยะยกและระยะเวลาได้อย่างต่อเนื่อง อย่างไรก็ตาม ในระบบเหล่านี้ ระยะยกจะแปรผันตรงกับระยะเวลา ดังนั้นจึงไม่สามารถปรับระยะยกและระยะเวลาแยกกันได้

ระบบแคมสั่น ของ BMW ( valvetronic ) ^{[ 21 ]} Nissan ( VVEL ) และ Toyota ( valvematic ) ทำงานเฉพาะกับวาล์วไอดีเท่านั้น

ระบบขับเคลื่อนลูกเบี้ยวแบบเยื้องศูนย์ทำงานผ่านกลไกแผ่นดิสก์แบบเยื้องศูนย์ซึ่งจะชะลอและเร่งความเร็วเชิงมุมของลูกเบี้ยวในระหว่างการหมุน การจัดเรียงให้ลูกเบี้ยวช้าลงในระหว่างช่วงเปิดนั้นเทียบเท่ากับการยืดระยะเวลาการเปิดของลูกเบี้ยว

ข้อดีของระบบนี้คือระยะเวลาสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยไม่ขึ้นกับระยะยก^{[ 22 ]} (อย่างไรก็ตาม ระบบนี้ไม่ได้เปลี่ยนแปลงระยะยก) ข้อเสียคือต้องใช้ไดรฟ์และตัวควบคุมแบบเยื้องศูนย์สองตัวสำหรับแต่ละกระบอกสูบ (ตัวหนึ่งสำหรับวาล์วไอดีและอีกตัวสำหรับวาล์วไอเสีย) ซึ่งทำให้ความซับซ้อนและต้นทุนเพิ่มขึ้น

MG Roverเป็นผู้ผลิตเพียงรายเดียวที่ได้เปิดตัวเครื่องยนต์ที่ใช้ระบบนี้

ระบบนี้ประกอบด้วยกลีบลูกเบี้ยวที่เปลี่ยนแปลงไปตามความยาว^{[ 23 ]} (คล้ายกับรูปทรงกรวย) ปลายด้านหนึ่งของกลีบลูกเบี้ยวมีระยะเวลาสั้น/ระยะยกที่ลดลง และปลายอีกด้านหนึ่งมีระยะเวลาที่ยาวกว่า/ระยะยกที่มากขึ้น ระหว่างนั้น กลีบจะให้การเปลี่ยนผ่านที่ราบรื่นระหว่างสองโปรไฟล์นี้ โดยการเลื่อนพื้นที่ของกลีบลูกเบี้ยวที่สัมผัสกับตัวตาม ระยะยกและระยะเวลาสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างต่อเนื่อง ซึ่งทำได้โดยการเคลื่อนเพลาลูกเบี้ยวตามแนวแกน (เลื่อนไปตามเครื่องยนต์) เพื่อให้ตัวตามที่อยู่กับที่สัมผัสกับโปรไฟล์กลีบที่เปลี่ยนแปลงไป ทำให้เกิดระยะยกและระยะเวลาที่แตกต่างกัน ข้อเสียของการจัดเรียงนี้คือ โปรไฟล์ของลูกเบี้ยวและตัวตามจะต้องได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวังเพื่อลดความเครียดจากการสัมผัส (เนื่องจากโปรไฟล์ที่เปลี่ยนแปลงไป)

โดยทั่วไป Ferrari มักเกี่ยวข้องกับระบบนี้^{[ 24 ] [ 25 ]}อย่างไรก็ตาม ไม่ทราบว่ามีรุ่นการผลิตใดที่ใช้ระบบนี้ในปัจจุบันหรือไม่

ระบบนี้ยังไม่ปรากฏว่าถูกนำไปใช้ในเครื่องยนต์ที่ผลิตเพื่อจำหน่ายทั่วไปหรือไม่

ระบบนี้ประกอบด้วยเพลาลูกเบี้ยวคู่ขนานสองตัว (ที่อยู่ใกล้กันมาก) โดยมีตัวตามลูกเบี้ยวที่หมุนได้ซึ่งพาดผ่านเพลาลูกเบี้ยวทั้งสองและถูกกระทำโดยกลีบลูกเบี้ยวสองกลีบพร้อมกัน เพลาลูกเบี้ยวแต่ละตัวมีกลไกการปรับเฟสซึ่งช่วยให้สามารถปรับตำแหน่งเชิงมุมของมันเทียบกับเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์ได้ กลีบลูกเบี้ยวหนึ่งควบคุมการเปิดของวาล์ว และอีกกลีบหนึ่งควบคุมการปิดของวาล์วเดียวกัน ดังนั้นจึงสามารถควบคุมระยะเวลาการเปิดปิดได้โดยการปรับระยะห่างของเหตุการณ์ทั้งสองนี้

ข้อเสียของการออกแบบนี้ได้แก่:

• ในการตั้งค่าระยะเวลานาน กลีบหนึ่งอาจเริ่มลดระดับการยกลงในขณะที่อีกกลีบหนึ่งยังคงเพิ่มขึ้น ซึ่งส่งผลให้การยกโดยรวมลดลงและอาจทำให้เกิดปัญหาไดนามิก บริษัทหนึ่งอ้างว่าได้แก้ไขปัญหาอัตราการเปิดวาล์วที่ไม่สม่ำเสมอได้ในระดับหนึ่ง ทำให้สามารถใช้งานในระยะเวลานานที่ระดับการยกเต็มที่ได้^{[ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]}
• ขนาดของระบบ เนื่องมาจากเพลาขนาน ตัวตามขนาดใหญ่ ฯลฯ

หลักการทำงานคือ ตัวตาม (follower) ตัวหนึ่งจะครอบคลุมกลีบสองกลีบที่อยู่ใกล้กัน จนถึงขีดจำกัดเชิงมุมของรัศมีปลายกลีบ ตัวตามจะถูกกระทำโดยพื้นผิวรวมของกลีบทั้งสองเสมือนเป็นพื้นผิวเรียบต่อเนื่อง เมื่อกลีบอยู่ในแนวเดียวกันอย่างแม่นยำ ระยะเวลาจะน้อยที่สุด (และเท่ากับระยะเวลาของแต่ละกลีบเพียงอย่างเดียว) และเมื่ออยู่ในแนวที่ไม่ตรงกันอย่างมากที่สุด ระยะเวลาจะมากที่สุด ข้อจำกัดพื้นฐานของระบบนี้คือ การเปลี่ยนแปลงระยะเวลาทำได้เพียงเท่ากับรัศมีจริงของปลายกลีบ (ในองศาของเพลาลูกเบี้ยว หรือสองเท่าของค่านี้ในองศาของเพลาข้อเหวี่ยง) เท่านั้น ในทางปฏิบัติ แคมแปรผันประเภทนี้มีช่วงการเปลี่ยนแปลงระยะเวลาสูงสุดประมาณสี่สิบองศาของเพลาข้อเหวี่ยง

นี่คือหลักการเบื้องหลังสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นคำแนะนำเกี่ยวกับแคมแปรผันตัวแรกที่ปรากฏในไฟล์สิทธิบัตร USPTO ในปี พ.ศ. 2468 (1527456) "แคมเพลา Clemson" ก็เป็นประเภทนี้^{[ 29 ]}

ระบบที่อธิบายไว้ข้างต้นไม่เป็นที่ทราบกันว่าถูกนำไปใช้ในเครื่องยนต์ที่ผลิตจริง แต่ Mechadyne ได้พัฒนาเวอร์ชันที่เรียบง่ายกว่าสำหรับ เครื่องยนต์ Viper V10สำหรับรุ่นปี 2008 เครื่องยนต์ แบบก้านกระทุ้ง นี้ มีวาล์วสองตัวต่อกระบอกสูบและเพลาลูกเบี้ยวเดี่ยว จังหวะการเปิดปิดของวาล์วไอเสียสามารถปรับได้มากถึง 36° เมื่อเทียบกับวาล์วไอดีโดยใช้ระบบลูกเบี้ยวซ้อนลูกเบี้ยว (ระยะเวลาการเปิดของวาล์วไอเสียไม่ได้เปลี่ยนแปลง) ^{[ 30 ]}

ระบบนี้ยังเป็นที่รู้จักในชื่อ "โปรไฟล์รวมเพลาคู่แกนร่วมที่มีการเคลื่อนที่แบบเกลียว" ซึ่งไม่เป็นที่ทราบกันว่ามีการนำไปใช้ในเครื่องยนต์ที่ผลิตจริง^{[ 31 ] [ 32 ] [ 33 ] [ 34 ]}

หลักการทำงานคล้ายกับแบบก่อนหน้า และสามารถใช้รูปทรงกลีบฐานที่มีระยะเวลาเดียวกันได้ อย่างไรก็ตาม แทนที่จะหมุนในระนาบเดียว การปรับจะทำทั้งในแนวแกนและการหมุน ทำให้การเคลื่อนที่ดูเหมือนเป็นเกลียวหรือสามมิติ การเคลื่อนที่แบบนี้ช่วยเอาชนะข้อจำกัดเรื่องช่วงระยะเวลาในแบบก่อนหน้า ช่วงระยะเวลาในทางทฤษฎีนั้นไม่จำกัด แต่โดยทั่วไปแล้วจะอยู่ที่ประมาณหนึ่งร้อยองศาของเพลาข้อเหวี่ยง ซึ่งเพียงพอต่อสถานการณ์ส่วนใหญ่

มีรายงานว่าการผลิตลูกเบี้ยวทำได้ยากและมีราคาแพง เนื่องจากต้องใช้การกลึงเกลียวที่แม่นยำสูงและการประกอบอย่างระมัดระวัง

การออกแบบเครื่องยนต์ที่ไม่ใช้เพลาลูกเบี้ยวในการควบคุมวาล์ว มีความยืดหยุ่นมากกว่าในการควบคุมจังหวะการเปิด-ปิดวาล์วและระยะยกวาล์วแบบแปรผันได้ปัจจุบันรถยนต์ที่ผลิตออกจำหน่ายเพียงรุ่นเดียวที่ใช้การออกแบบแบบไร้เพลาลูกเบี้ยวคือKoenigsegg Gemera

ระบบนี้ใช้น้ำมันหล่อลื่นเครื่องยนต์ในการควบคุมการปิดของวาล์วไอดี กลไกการเปิดวาล์วไอดีประกอบด้วยตัวดันวาล์วและลูกสูบภายในห้อง มีวาล์วโซลินอยด์ที่ควบคุมโดยระบบควบคุมเครื่องยนต์ ซึ่งจะได้รับพลังงานและจ่ายน้ำมันผ่านวาล์วกันกลับในช่วงที่ลูกเบี้ยวยกขึ้น น้ำมันจะเข้าไปเต็มห้องและช่องทางกลับไปยังอ่างน้ำมันเครื่องจะถูกปิดกั้นโดยตัวดันวาล์ว ในช่วงที่ลูกเบี้ยวเคลื่อนลง ณ ช่วงเวลาหนึ่ง ช่องทางกลับจะเปิดออกและแรงดันน้ำมันจะถูกปล่อยไปยังอ่างน้ำมันเครื่อง

• หนังสือภาพเทคโนโลยีฮอนด้า, VTEC
• ชุดปรับเฟสแคมแบบแปรผันของ Delphi (VCP)
• บทความเกี่ยวกับ Volvo CVVT
• บทความเกี่ยวกับ MG Rover VVC
• บทความเกี่ยวกับ MG Rover VVC (จาก sandmuseum.com)
• ระบบ Mechadyne VVA ถูกเก็บถาวรเมื่อวันที่ 18 มิถุนายน 2016 ที่Wayback Machine