发动机配气机构工作原理

第三章 发动机配气机构

第一节 配气机构概述

１、功用

配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时排出废气。另外，当进、排气门关闭时,保证气缸密封。进气充分、排气彻底，四行程发动机都采用气门式配气机构。

２、充气效率

新鲜空气或可燃混合气被吸入气缸愈多，则发动机可能发出的功率愈大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充气效率表示。越高，表明进入气缸的新气越多，可燃混合气燃烧时可能放出的热量也就越大,发动机的功率越大。

３、配气机构的型式

(1)气门布置方式(如图3-1)

气门位于气缸盖上称为气门顶置式配气机构，由凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门和气门弹簧等组成。其特点，进气阻力小，燃烧室结构紧凑，气流搅动大，能达到较高的压缩比，目前国产的汽车发动机都采用气门顶置式配气机构。

气门位于气缸体侧面称为气门侧置式配气机构，由凸轮、挺柱、气门和气门弹簧等组成。省去了推杆、摇臂等零件，简化了结构。因为它的进、排气门在气缸的一侧，压缩比受到限制，进排气门阻力较大，发动机的动力性和高速性均较差，逐渐被淘汰。

图3-1

(2) 凸轮轴布置方式(如图3-2)

凸轮轴下置式，主要缺点是气门和凸轮轴相距较远，因而气门传动另件较多，结构较复杂，发动机高度也有所增加。

凸轮轴中置，凸轮轴位于气缸体的中部由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去推杆，这种结构称为凸轮轴中置配气机构。凸轮轴上置,凸轮轴布置在气缸盖上。

凸轮轴上置有两种结构，一是凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门，这样既无挺柱，又无推杆，往复运动质量大大减小，此结构适于高速发动机。另一种是凸轮轴直接驱动气门或带液力挺柱的气门，此种配气机构的往复运动质量更小，特别适应于高速发动机。

图3-2

(3) 凸轮轴传动方式(如图3-3、图3-4)

可变配气系统是一种引擎技术，旨在通过调整气门的开闭时间和升程，以优化燃烧过程、提高发动机性能和燃油经济性。以下是可变配气系统的一般工作原理：

1. 气门控制：可变配气系统使用一套气门控制机构，例如液压控制装置或电动执行器，来控制气门的开闭时间和升程。这些机构通过传感器和控制单元获取引擎的工作参数，如转速、负荷和温度等。

2. 相位调节：可变配气系统可以调节气门的相位，即气门开启和关闭的时间点。通过改变相位，可以优化进气和排气过程，以适应不同工况下的发动机要求。例如，在高速运行时，可以提前气门关闭时间，以增加进气阻力和排气排放效率。

3. 升程调节：可变配气系统还可以调节气门的升程，即气门开启的距离。通过改变升程，可以控制气门的开度，从而调节进气和排气量。在低负荷情况下，可以减小气门升程以降低进气阻力和减少燃油消耗，而在高负荷情况下，可以增加气门升程以增加气缸充气量和提高功率输出。

4.

智能控制：可变配气系统通常与电子控制单元（ECU）集成，以实现智能控制和优化。ECU根据传感器反馈的数据和预设的算法，确定最佳的气门开闭时间和升程，以满足性能和燃油经济性要求。这种智能控制可以根据驾驶条件和环境变化实时调整气门的工作参数。

通过调整气门的开闭时间和升程，可变配气系统可以改善进气和排气过程的效率，提高发动机的燃烧效率和动力输出。这有助于降低燃油消耗、减少排放和提高驾驶性能，使发动机更加灵活适应不同的工作条件和要求。

发动机配气机构是内燃机中的重要部件，其作用是控制进气门和排气门的开启和关闭时间，以确保燃气进出气缸的顺序和时机，从而实现正常的燃烧过程。以下是发动机配气机构的基本组成和作用：

凸轮轴（Camshaft）：凸轮轴是配气机构的核心部件。它通过凸轮的凸起部分，驱动气门的开启和关闭动作。凸轮轴通常由曲轴带动，并根据发动机设计需要的气门时序和气门升程进行凸轮形状的设计。

凸轮（Cam）：凸轮是安装在凸轮轴上的圆柱形或椭圆形零件。根据凸轮的形状不同，可以控制气门的开启和关闭时间、气门升程以及气门加速度等参数。

气门（Valve）：气门是控制气缸进出气体的阀门。配气机构通过凸轮轴和凸轮的作用，使气门在正确的时机和顺序下开启和关闭，以允许新鲜的混合气进入燃烧室并排出废气。

气门弹簧（Valve Spring）：气门弹簧用于控制气门的闭合力。它使气门在凸轮轴提供的力量作用下保持闭合，同时允许气门在凸轮的作用下迅速开启。

摇臂（Rocker Arm）：摇臂是连接凸轮轴和气门的杆状构件。它将凸轮轴的旋转运动转换为气门的线性运动，并通过气门杆将动力传递给气门。

气门杆（Valve Stem）：气门杆连接摇臂和气门，传递摇臂的运动给气门，使气门开启或关闭。

通过以上组成部分的协调配合，发动机配气机构能够精确控制气门的开启和关闭时间，以适应不同工况下的燃烧需求，实现高效的气缸充气和排气过程，从而提高发动机的动力性能和燃烧效率。

配气机构组成和作用

配气机构是内燃机中的一个重要部件，它的作用是控制气门的开闭，使燃油和空气按照一定的比例进入燃烧室，从而保证发动机的正常运转。配气机构的组成包括气门、气门座、气门杆、气门弹簧、凸轮轴等部件。

气门是配气机构中最重要的部件之一，它的作用是控制气门的开闭。气门座是气门的支撑部件，它的作用是固定气门，使其能够在高速运转时保持稳定。气门杆是连接气门和凸轮轴的部件，它的作用是传递凸轮轴的运动，使气门能够按照一定的规律开闭。气门弹簧是控制气门开闭速度的部件，它的作用是使气门能够快速地关闭，从而避免燃气的泄漏。凸轮轴是配气机构中最重要的部件之一，它的作用是控制气门的开闭时间和幅度，从而保证燃油和空气按照一定的比例进入燃烧室。

配气机构的作用是控制气门的开闭，使燃油和空气按照一定的比例进入燃烧室，从而保证发动机的正常运转。在发动机运转时，凸轮轴通过气门杆将运动传递给气门，使其按照一定的规律开闭。气门的开闭时间和幅度由凸轮轴的形状和位置决定。当气门打开时，燃油和空气进入燃烧室，当气门关闭时，燃气在燃烧室中燃烧，产生动力，推动活塞运动，从而驱动发动机运转。

配气机构是内燃机中的一个重要部件，它的作用是控制气门的开闭，使燃油和空气按照一定的比例进入燃烧室，从而保证发动机的正常运转。配气机构的组成包括气门、气门座、气门杆、气门弹簧、凸轮轴等部件，它们共同协作，完成发动机的工作。