汽车发动机配气机构原理及发展

摘 要：当前社会经济不断发展，人民对于生活质量的要求越来越高，因此汽车行业也获得了飞速的进步。但是汽车的发展也是一把双刃剑，温室效应的出现与酸雨的出现和汽车行业的发展也都是存在一定的关系的。当前，改善我们的生活环境是首要任务。对于汽车行业来说，具体的问题就是怎么降低排放的问题，更大程度地去减小污染将是一个非常重要的课题。那么，文章就将分析一下发动机的一个重要组成部分-配气机构。配气机构也是对发动机排放有着很大影响的一个机构。限制汽车的排放，用更少的燃料实现更大的功率输出也是发动机配气机构研究的一个重要任务。文章将从配气机构的概述、配气机构的原理和配气机构的发展三个方面详细的阐述一下关于发动机配气机构的研究。

关键词：发动机；配气机构；发展

1 配气机构的概述

配气机构的主要组成部分：

配气机构的组成主要是气门组和气门传动组两个部分组成的，下面分别介绍一下：气门组的组成，如图1所示。

气门传动组的组成：

气门传动组件主要包括凸轮轴及其传动机构、挺柱、推杆和摇臂机构等零部件。凸轮轴是气门传动组中的主要部件，其作用是控制气门的开闭及其升程的变化规律。凸轮轴一般用优质钢模锻而成，并对凸轮和轴颈工作表面进行高频感应加热淬火（中碳钢）或渗碳淬火（低碳钢）处理。

挺柱的作用是将凸轮轴旋转时产生的推动力传给推杆或气门，挺柱一般用耐磨性好的合金钢或合金铸铁等材料制造。

摇臂组件主要有摇臂、摇臂轴、支撑座、气门间隙调整螺钉等零件。摇臂是一个以中间轴孔为支点的双臂杠杆，短臂一侧装有气门间隙调整螺钉，长臂一端有一圆弧工作面。

2 配气机构的原理

2.1配气机构的作用

如上文所述，配气的主要足以供是排除气缸内燃烧过后的废气，并且及时地吸入新鲜的空气，从而保障燃料在气缸内的稳定燃烧。所以，可以得出配气机构是实现发动机吸气和排气的一个机构，它的存在可以让发动机按照预定的顺序打开和关闭进气门和排气门。有一个良好的配气机构，发动机就可以很稳定地吸入和排除气缸内的气体，从而保障了发动机的可靠连续的工作。配气机构因为工作的环境非常的恶劣，所以对配气机构的要求主要是原理和结构简单，工作有足够的可靠性，维修和更换也必须足够的方便。

2.2 配气机构的工作过程。配气机构的工作过程主要是分为两个部分的，一个是气门的打开，一个是气门的关闭。

（1）气门的打开。当气缸里边需要换气的时候，曲轴通过齿轮驱动凸轮，凸轮把挺柱、推杆等传动，使摇臂摆转，这个时候摇臂的另一端就向下推开气门，弹簧也被压缩了。进气门和排气门的打开都是这样的一个工作过程。

（2）气门的关闭。当凸轮的顶端转过去之后，气门在弹簧的作用下，开度逐渐减小，直至最后的关闭。对于四冲程的发动机，在压缩和做工的行程中，气门在弹簧张力作用下严密关闭，气缸也就有了一个严密的环境。以上就是配气机构的一个工作过程。

3 配气机构的发展

3.1 凸轮轴气门驱动系统。绝大多数活塞式内燃机是采用传统的机械驱动凸轮结构来驱动进排气门的，其气门的升程、配气定时一般是基于某一狭小工况范围发动机性能的局部优化而确定，在工作过程中是固定不变的，是一种折中选择，气门运动规律完全由凸轮的型线确定的。这种气门驱动机构难于满足发动机动力性、经济性和环保性能不断提高要求，尤其是车用发动机，由于其工作范围非常宽，要求配气相位可变、气门升程可调。但由于它简单、可靠、相对来说不昂贵，至今仍广泛的使用。

3.2 凸轮轴可变气门驱动系统。凸轮轴可变气门驱动系统是在传统的凸轮气门驱动系统中改进而来的。具体的来讲，这样的气门驱动结构一共有两种实现形式：凸轮轴和凸轮可变的驱动系统，另一种是气门-挺杆可变系统。凸轮轴可变的气门驱动系统主要是通过凸轮轴调相机来实现的。

3.3 无凸轮轴驱动配气机构。无凸轮配气驱动机构主要是取消了传统的凸轮机构以及其附属的机构，通过电液、电磁或者电气等方式，驱动和控制气门的开闭。

3.4 电液驱动配气机构。电液驱动配气机构就是无凸轮配气机构的一种。这种调节机构主要是利用压缩流体的弹性特征，从而实现对气门的开启和关闭器加速或者减速的作用。

3.5 电磁气门驱动机构。电磁气门驱动机构可以说是当下最先进的气门调节机构之一。电磁气门调节机构相比与传统的气门调节机构，表现出的性能和经济效益都有很大的提高，具有很大的优势。电磁气门驱动机构的原理图如图2所示。

它的调节作用不再是通过机械传动来实现的，它的驱动控制是通过电磁铁来接受电气控制信号，这样的调节更加的精细，也更加可靠，控制的速度也有了很大的提高。

4 结束语

以上，我们从三个方面详细地阐述了作者对于发动机配气机构的研究。随着生活水平的提高，对于配气机构要求也越来越高，所以对于配气机构的研究还是一个在路上的课题，还远远没有到达尽头。以后的配气机构还会有更大的发展。

参考文献

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作者简介：詹圣蓝（1990-），女，籍贯：江西南昌，本科，职称：助理工程师，研究方向：发动机配气机构设计工程师。