随着中国成为全球汽车产销量首位的国家,一方面油耗法规迫使产品技术升级;另一方面成本竞争加剧,各企业期望在已批产的发动机上进行最小改动的降油耗技术应用,以减少对生产线的改动。因此选择何种技术组合成为首要面对的问题。外部EGR和VVT的组合技术,具有成本低、降油耗效果明显的特点,能够应用于已经批量化的自然吸气式发动机,而不会带来生产线的大幅调整。本文调研了国内外的研究进展及工程应用方案。分析了VVT与EGR组合应用时的相互影响原理,归纳出中低负荷区域所应该关注的内容。利用一维的仿真软件,分析了EGR率和VVT角度之间的变化关系。计算结果表明:在(2000r/min,0.2MPa)工况点,存在一组最优的凸轮轴包角方案,将最优方案进行十四工况法加权测算预计油耗降低5.68%。在一台1.5L自然吸气式单顶置凸轮轴发动机上进行了台架试验,通过电控标定获得全工况的map图。按照试验结果进行了十四工况法加权测算实际油耗降低4.42%。最后通过搭载整车进行转毂试验,实测油耗降低4.20%。试验结果表明:采用最佳凸轮轴包角方案,可以将VVT和EGR技术很好的结合,低成本的降低发动机油耗4.20%。基于试验总结了针对不同工况的标定策略,并对怠速工况和中低速中负荷工况进行了标定过程分析。结果表明:在(650r/min,0.3MPa)工况随着VVT调整角度的提前,排温变化不明显,但油耗及EGR率增加,稳定性变差;随着点火提前角的减小,油耗变差,排温也升高。在(2000r/min,0.2MPa)工况燃油消耗率随着VVT调整角度的增加,呈现出下降的趋势。但同时也伴随着排放的恶化,得出在此工况点下的最优组合。基于VVT调整角度和EGR率扫掠的结果,重点分析了组合技术对发动机外特性的影响。结果表明,在组合技术应用下,对1500r/min的低速扭矩有4-6N·m的负面影响,对4000-6000r/min的高速扭矩有正面影响。研究结果表明:低成本的技术方案投入、小改动量的生产线改动投入,大幅度的延长已批产发动机的生命周期,具备成熟的推广应用基础。