发动机配气机构－1（新手知识）

zhangluke111

配气机构是实现发动机工作循环的配气控制机构，其功用是按照发动机每一汽缸内所进行的工作循环和发火顺序，定时开启和关闭各汽缸的进/排气门，以保证及时将新鲜可燃混合气体（对于汽油机）或空气（对于柴油机）吸入汽缸，并及时将汽缸内的废气排出。
发动机发出功率的大小，取决于吸入汽缸中新鲜可燃混合气体或空气的质量，即所谓充气效率。充气效率越高，进入汽缸内新鲜空气或可燃混合气体的质量就越多，可燃混合气燃烧时产生的热量就越多，发动机发出多功率就越大，表明发动机的动力性和经济型就越好。因此，配气机构的结构应有利于减小进/排气的阻力，而且进/排气门的开启时刻和持续开启的时间也必须适当，以使进气尽量充分，排气尽可能干净。
车用四冲程内燃机广泛采用气门式配气机构，气门式配气机构由气门组和气门传动组构成。按气门组的布置形式，可分为气门顶置式和气门侧置式两大类；按凸轮轴的布置位置可分为凸轮上置式、凸轮中置式和凸轮下置式；按曲轴和凸轮轴的传动方式可分为齿轮传动式、链条传动式和齿带传动式；按每个汽缸配置的总气门个数分为二气门式、四气门式等。
1、气门顶置式配气机构
该机构的进气门和排气门都是大头朝下，倒挂在汽缸盖上。气门组由气门、气门导管、气门弹簧、弹簧座、锁夹片等组成。传动组由摇臂轴、摇臂、挺杆、推杆、调整螺钉、凸轮轴和正时齿轮等组成。
优点：排气通道长度较短，弯道少，进气阻力小，气门的升程有可能做得大一些，使充气系数大，同时，该配气机构可使燃烧室结构紧凑合理，有利于发动机压缩比的提高。因此，顶置式气门的发动机具有较高的动力性和经济性，广泛被汽油机和柴油机采用。
缺点：其凸轮轴与气门相距较远，所需要的传动零件多，结构较复杂，使发动机的高度有所增加。
2、气门侧置式配气机构
该结构的进/排气门都布置在汽缸体的一侧，其气门组与顶置式相同，传动组中省去了摇臂、摇臂轴和推杆。
优点：结构简单，造价较低，使用维修方便。
缺点：燃烧室结构不紧凑，限制了压缩比的提高；进气管道曲折，气流阻力大，使发动机的动力性和高速性均较差，所有现代发动机已不再采用。
3、凸轮轴的布置形式和传动方式
凸轮轴下置式：凸轮轴位于曲轴箱中部；
凸轮轴中置式：凸轮轴移至汽缸体上部，由凸轮轴通过挺杆直接驱动摇臂（省去推杆）。可减少传动机构的往复运动质量和零件数量。
这两种配气机构传动较为简单，大多采用圆柱形正时齿轮传动。正时齿轮为啮合平稳、噪声低的斜齿轮。
凸轮上置式：凸轮轴布置在汽缸盖上。
与上两种机构相比，省去了挺杆、推杆，凸轮轴可直接通过摇臂或液压挺杆驱动气门，使往复运动质量大大减小，适用于高速发动机，后者适用于高速强化发动机。
优点：该结构可使每缸可设置的气门数量更多，有利于发动机高速性能。
缺点：凸轮轴与曲轴相距较远，要采用链传动或齿形带传动，使结构复杂。链传动的可靠性和耐久性欠佳；同步齿形带传动精密，传动功率范围大，传动平稳，噪声小，结构质量减小，成本降低，变形小，不需要润滑，维护方便。
4、气门的排列方式
一般每缸设置进/排气门各一个，为了增加比功率，在可能的条件下，可以进一步加大气门的直径，但最大不会超过汽缸直径的一半。当气门直径较大时，汽缸一进一排的气门结构不能保证良好的唤气质量。因此，有些高强化发动机，采用每缸四个气门，即进/排气门各两个，这样两个进气门的结构，不仅增大了流通面积，减小流阻，提高了充气效率，而且易引起较高的空气流动，改善了混合气形成和燃烧，大大降低了有害气体的排放量。两个排气门不仅有利于降低排气门的热负荷，提高了寿命，而且每个气门的质量较小，有利于提高发动机的转速功率。缺点是增加了发动机的零件数量，增大了汽缸的尺寸，加工成本也较高。但是四气门发动机的性能特别优越，是今后最有发展潜力的结构形式。
对于每缸两气门的发动机，为使结构简化，大多数采用所有气门沿机体纵向轴线排成一列的方式，这样相邻两缸的同名气门就有可能合用一个气道，以使气道简化并得到较大的气道通过截面。另一种是将进/排气门交替布置，每缸单用一个气道，这样有助于汽缸盖冷却均匀。
对于每缸四气门的发动机，气门的排列方式有两种：同名气门排成两列，由一个凸轮通过T形驱动杆同时驱动，并且所有的气门都可以由一个凸轮轴驱动，这样由于两同名气门在气道中都位置不同，可能会使二者的工作条件和工作效果不一致；同名气门排成一列，则不存在上述缺点，但是一般要两根凸轮轴。
至于每缸更多气门的结构，其优点是进气效率高，但是却使燃烧室形状过于复杂，增加了燃烧室面积，因此目前很少汽车发动机采用。



今天就写到这里，有空再继续！

benben5555

不错，期待中。。。。。。。

hujing_kobe

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forrest115

好文:victory:

谁主沉浮

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