關於 BMW M50, M52, S50US, S52US, Single VANOS 單可變氣門正時系統運作原理以及做動方式。

之前在做編程電腦設定 VANOS 參數時車主詢問過 VANOS 的運作原理，但是後來車主參加車聚跟朋友聊天後又對這說法產生疑惑，於是我們再次對這個總是令人搞不清楚頭緒的東西做個說明。

VVT 可變氣門正時系統（Variable Valve Timing），VANOS 是德文簡稱（Variable Nockenwellensteuerung）。在做動的時候並不會改變氣門開啟的揚程幅度，這點跟 HONDA 的 V-TEC 是不一樣的，VANOS 會改變的只有氣門開啟的 “時機” 並不會改變氣門開啟的幅度。

大部分奧托循環的往覆式引擎凸輪軸機構都存在一定的氣門正時調節範圍，可以利用這個允許的調節範圍改變引擎出力的特性。基本邏輯是提前氣門正時 (縮小重疊角) 會讓扭力提早出現，但是高轉速的進氣效率會不足。延後氣門正時 (加大重疊角) 扭力會延後，高轉速下的進排效率會提升。但這個調節範圍影響的是全轉速區間的進氣效率以及引擎性能，其帶來的效益與凸輪軸設計的輪廓、坡度有關。在物理特性以及機械限制下只能選擇一種無法兼顧。

於是 BMW 想出了一個可以自動調整凸輪軸氣門時機的系統來管理這個氣門正時，達到整合提前以及延後兩者各自的優點，這即是可變氣門正時系統。

然而前期的單可變系統並不像後期雙可變一樣可以做到無段調整，而是只有滿足特定條件下才會做動。單可變的 VANOS 只有開與關兩種狀況產生。人們口中所謂的 4,350rpm VANOS 開，其實不是開，正確邏輯是”關閉”，意指調整齒柱退出介入，該凸輪軸回到最初設計的重疊角度。

接下來我們要來解釋最容易誤解原理盲區。

在脫離迨速到達大約 1,150rpm 左右 VANOS 的電磁閥會開啟，這時壓力閥會將調整齒輪推進去，進氣凸輪軸則進入提前重疊正時 (可以提前12.5度，但重疊角會機械性縮小)，目的是讓低轉速的扭力提前出現，到達 4,350rpm 時 VANOS 電池閥會關閉讓調整齒輪退出，凸輪軸回到初始設計的正時位置 (重疊角回到原始值) 來提供引擎最大馬力輸出。

單可變以及不可變的峰值動力輸出數據是一樣的，唯一差異是扭力出現的時機。搭載單可變系統的引擎可以讓扭力峰值從 4,700rpm 提前到 4,200rpm。

可變正時 “退出” 介入出現的體感差異其實是來自於凸輪軸回到原位後氣門延遲所產生，而這時的轉速正是凸輪軸重疊角產生馬力的開始，所以 VANOS 正確來說是 1,150rpm 開啟進入可變正時介入 (重疊縮小，氣門正時提前)，4,350rpm 關閉調整齒輪退回原位。

總結：BMW 原廠在設計單可變凸輪軸的時候已經決定了他帶來的馬力跟扭力輸出特性，在當年為了壓榨出 192 匹馬力的不可變 M50 引擎配置了較大的初始重疊角凸輪軸，但一直有低速扭力較晚出現的問題，為了解決這個問題用以提高引擎整體性能推出了單可變正時系統，讓駕駛可以更早的運用到扭力平原，並且能夠維持最終馬力峰值以及扭力峰值。

可以拿示波器去測量 DME 送出 VANOS 電磁閥工作訊號所對應的轉速以及霍爾傳感器當下的數據，就可以實際觀察它的做動邏輯。