发展
发动机的配气相位对其动力性、经济性及排气污染都有重要的影响。最佳的配气相位应使发动机在很短的换气时间内充入最多的新鲜空气(可燃混合气)，并使排气阻力最小，废气残留量最少。发动机转速变化时，由于气流的速度和进排气门早开迟闭的绝对时间都发生了变化，因此，其最佳的配气相位角也应随之改变。发动机的气门开闭由凸轮驱动，进排气门的早开角、迟闭角固定不变，这实际上只能使发动机在某一转速范围下处于最佳的配气相位，而在发动机转速很低或很高时，其配气相位就会处于不理想的状态。
在发动机低转速时，会因为气门叠开角比理想值大，使部分新鲜混合气被废气带走而造成油耗和排污增加；在高转速时，由于气门叠开角比理想值小，进气量不足，从而限制了发动机所能达到的最大功率。为提高发动机的性能，配气相位及气门行程可变技术成了汽车发动机技术领域中的一个重要研究课题。到目前为止，已出现了多种配气相位可变的发动机配气装置，使得这些发动机的动力性、经济性及排气污染等都得到了改善。
国外研究机构对可变气门正时早就进行了大量的研究，美国自1880年就已出现了有关可变气门的专利，至1987年约有近800件，近年来仍在持续不断地发展。。但是出现在20世纪80年代以前的很多机构存在问题较多，如造价昂贵、机构复杂、可调自由度有限以及冲击载荷较高等。近20年来，电子技术的发展促进了可变配气相位机构产品化，有些技术已在汽车上成功使用，取得了较好的效果。
本田公司在1989年推出了自行研制的“可变气门正时和气门升程电子控制系统”VTEC是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程的气门控制系统。本田的VTEC发动机一直是享有“可变气门发动机的代名词”之称，它不仅输出功率超强，还具有低转速时尾气排放环保、低油耗的特点，而这样完全不同的特点在同一个发动机上面出现，就因为它在一支凸轮轴上有多种不同角度的凸轮。
原理
传统发动机的气门正时系统，是一种配气相位即气门开启关闭一成不变的机械系统，这种配气系统很难满足发动机在多种工况对配气的需要，不能满足发动机在各种转速工况下均输出强劲的动力要求。而可变气门正时系统是一种改变气门开启时间或开启大小的电控系统，通过在不同转速下为车辆匹配更合理的气门开启或关闭时刻，来增强车辆扭矩输出的均衡性，提高发动机功率并降低车辆的油耗。
从配气相位图上可以看出活塞从上止点移到下止点的进气过程中，进气门会提前开启和延迟关闭。当发动机做功完毕，活塞从下止点移到上止点的排气过程中，排气门会提前开启和延迟关闭。
这种延长气门开启时间的做法，必然会出现一个进气门和排气门同时开启的时刻，配气相位上称为“重叠阶段”，可能会造成废气倒流。这种现象在发动机的转速仅1000r/min以下的怠速时候最明显(怠速工作下的“重叠阶段”时间是中等速度工作条件下的7倍)。这容易造成怠速工作不畅顺，振动过大，功率下降等现象。尤其是采用四气门的发动机，由于“帘区”值大，“重叠阶段”更容易造成怠速运转不畅顺的现象。设计师为了消除这一缺陷，就以“变”对“变”，采用了“可变式”的气门驱动机构。
可变式气门驱动机构就是在发动机急速工作时减少气门行程，缩小“帘区值”，而在发动机高速工作时增大气门行程，扩大“帘区值”，改变“重叠阶段”的时间，使发动机在高转速时能提供强大的功率，在低转速时又能产生足够的扭力，从而改善了发动机的工作性能。气门可变驱动机构能根据汽车的运行状况，随时改变配气相位，改变气门升程和气门开启的持续时间。
类型
发动机上的气门可变驱动机构可以通过两种形式实现，一种是凸轮轴和凸轮可变系统，就是通过凸轮轴或者凸轮的变换来改变配气相位和气门升程；另一种是气门挺杆可变系统，工作时凸轮轴和凸轮不变动，气门挺杆、摇臂或拉杆靠机械力或者液压力的作用而改变，从而改变配气相位和气门升程。
改变凸轮轴相位角机构
这种设计是将进气门开启持续角保持不变，即凸轮形线是固定的，仅利用整个凸轮轴相对于正时齿形皮带轮旋转一个角度，从而改变凸轮轴相对于曲轴的转角，来改变配气相位。当电控系统发出控制信号时，步进电机带动谐波齿轮传动机构像差动齿轮箱一样工作，引起凸轮轴相对于正时皮带轮转动，产生角位移，实现发动机配气相位的变化。
在凸轮轴的末端装配了一个斜线齿轮。在斜线齿轮外套有一个壳体，在壳体内侧也加工了相同的斜线花键与之相配合。如果将壳体向靠近凸轮轴方向或远离凸轮轴方向移动，凸轮轴的转角就被改变了。因为在斜线齿轮的作用下，壳体不能与凸轮轴平行移动，如果壳体向凸轮轴方向运动，凸轮轴的转角将会提前，如果壳体向远离凸轮轴的方向运动，那么凸轮轴的转角将被推迟。
变换凸轮机构
为了进一步解决高速动力性与低速比油耗之间的矛盾，全面提高车用发动机的性能，国外开发了可变配气相位和气门升程的机构。这种设计是提供两种以上有不同凸轮形线的凸轮及与之相配合的摇臂，在不同转速和负荷下，靠液压控制摇臂机构驱动气门，如本田公司研制的可变配气相位机构。该机构由具有高/低速两个凸轮的凸轮轴、含有液压柱塞的主摇臂和副摇臂构成。低速时摇臂各自独立工作，主摇臂与低速凸轮配合，保证气门正常工作；高速时由来自电子控制装置的信号，开启液压通道，将主摇臂中柱塞的一部分压入副摇臂中，于是两个摇臂变成一个整体与高速凸轮配合，驱动气门工作。采用可变凸轮机构的发动机与传统配气机构发动机相比较，其低速扭矩和高速动力性都得到了明显改善。
无凸轮轴可变配气相位机构
在一些发动机的气门机构中采用了气门电控液压机构，取消凸轮轴而直接对气门进行控制。通过这种传动机构可实现对气门正时和气门升程的综合控制，最终将取代节气门控制负荷，如福特ECV无凸轮电控液压可变配气相位机构。
