一文读懂发动机配气机构
第一章节
一、配气机构的功用：
按发动机工作过程的需要，适时开启、关闭进排气门，使新鲜充量进入，废气排出。充气量越大，发动机可能发出的功率越大。
二、充气效率—新鲜充量充满气缸的程度
气门式配气机构的布置及传动
1.组成
2.型式
按气门的布置型式：a.置顶 b.侧顶；
按凸轮轴的传动方式：a.齿轮传动式 b.链条传动式 c.带传动式；
按凸轮轴的布置型式：上置、中置、下置；
按每缸气门数分：二气门式、四气门式、多气门式；
（一）气门的布置
型式：
（二）凸轮轴的布置型式：
下置：凸轮轴正时齿轮直接与曲轴正时齿轮啮合。
中置：推杆短，要加入中间传动装置。
上置：凸轮轴通过摇臂或直接来驱动气门，要用惰轮、皮带、链条，及张紧装置。结构复杂，用于高速强化的轿车发动机。
新型发动机采用4气门等多气门：
①同名气门排成两列。（只用一个凸轮通过T型驱动杆同时驱动）
②同名气门排成一列。（用两根凸轮轴）
缺点：同名气门在气道中的位置不同，二者的工作条件及效果不一致。
三、气门间隙
意义：
① 间隙过小，则气门受热膨胀，导致气门关闭不严，漏气，使发动机功率下降，甚至气门烧坏。
② 间隙过大，则使气门最大开度减小，开启延续时间缩短，影响配气相位，且加剧传动件间的撞击，加速零件磨损，↑噪声
因此，在发动机冷态装配时，在气门与其传动机构中应留适当的间隙。
冷态气门间隙要求：
进气门的间隙0.25~0.30mm
排气门的间隙0.30~0.35mm
方法：
两次调整法
逐缸调整法
第二章节
配气相位
定义：进、排气门的开闭时刻和开启持续时间用曲轴转角表示。
进排气门早开晚关的意义：延长进、排气时间，改善换气过程，提高发动机性能。
现代汽车发动机转速较高，活塞每一行程所经历的时间十分短促，上海桑塔纳轿车，发动机在最大功率时的转速为5600r/min，一个行程历时间为0.0054s，在这样短的时间内使进气充足，排气干净比较困难。
1、进气定时：
2、排气定时：
3、气门重叠：
气门间隙两次调整法步骤：
调气门间隙应在气门关闭时调：调整：调整螺钉，锁紧螺母。测量：气门与摇臂间
例题
① 打开气门室罩；转动发动机曲轴至第1缸的压缩上止点使编号为1、2、3、6、7、10的待调气门处于关闭状态，依次对它们进行气门间隙调整。
步骤为：
松开锁紧螺母及调整螺钉，将厚薄规插入气门杆尾端与摇臂之间检查间隙；拧紧调整螺钉，使符合要求值的厚薄规被轻轻压住，再把锁紧螺母锁住再用厚薄规复查一次间隙有无变化，不合适时应松开锁紧螺母进行重新调整。
② 接着转动发动机曲轴至第6缸的压缩上止点使余下的编号为4、5、8、9、11、12的待调气门处于关闭状态，依次将它们的气门间隙调整至要求值。
第三章节
配气机构的零件和组件
（一）气门：
功用：在任何情况下都能保证燃烧室的气密性。
工作条件：热力负荷、机械负荷大，冷却、润滑困难。
材料：合金钢（耐磨、耐热、强度高）
气门头部形状：
①平顶：工艺简单、受热面小、工作可靠，用作进、排气门。
②凹顶：头部与杆部过渡圆滑可减少进气阻力但制造困难，受热面大。用作进门
③球面顶：可减少排气阻力和积炭，但制造困难，受热面积大，用作排气门。
气门锥角：
意义：便于气门落座时自行对正中心，接触良好。锥角不能过小，否则头部边缘较薄，易变形。
取值：一般取γ=45º，个别进气门γ=30º
气门直径：为减少进气阻力，提高气缸的充气效率，进气门直径大，排气门直径小。有些发动机为使制造工艺简单，常采用直径相等。
气门杆部：为气门运动导向，承受侧压力及传热。气门杆部尾端的形状取决气门弹簧座的固定方式。
弹簧座的固定方式：
锁片式：在气门杆端制有凹糟，用两半锥形锁片将弹簧座的内锥面卡住。
锁销式：在杆端制圆柱形径向通孔，把锁销扦入孔中。
（二）气门导管：
功用：保证气门直线运动，使气门与座正确配合。
工作条件：热力负荷大。
材料：灰铸铁或球墨铸铁（耐磨、耐高温、强度高）
防落装置：在气门导管与缸盖间用卡环定位。气门杆与导管间应留0.05—0.12mm 间隙。
（三）气门座：
功用：与气门共同执行密封并导热。
工作条件：热力负荷和机械负荷大。
材料：合金钢（耐磨、耐高温、强度高）
型式：
镶嵌式：磨损后易更换。但导热性差，加工精度要求高，公差配合严格。
直接镗出：导热性好，工作可靠。但磨损后不易更换。
气门与气门座之间的配合是经相互研磨，研磨好的零件不能互换，以保证密封良好。即气门不能互换。
（四）气门弹簧：
功用：使气门迅速回位，紧密闭合，并防止 气门在发动机机振动时发生跳动，破坏密封性。
材料：高碳锰钢（刚度大）
安装：安装时应给弹簧一定的预紧力，防止气门随发动机振动而跳动。
防共振措施：① 提高弹簧钢度（f固有>>f激发）
A 采用变螺距弹簧。工作时，螺距小的一端逐渐迭加，有效圈数不断变化，f固不断变化。
B 采用双簧结构：两簧刚度不同， f固有也不同。若一簧发生共振，另一簧可减振。一簧断列，另一簧还可工作。两弹簧旋向要相反。
（五）气门旋转装置：
作用：使气门相对于座缓慢旋转，以减少积炭，减轻磨损。
二、气门传动组：
（一）凸轮轴：
功用：上面制有凸轮，根据工作过程需要，使气门开、闭。
材料：优质中低碳钢或合金铸铁或球墨铸铁（高强度、耐磨）
特点：凸轮轴的各轴颈直径做成从前向后依次减小，以便安装。
凸轮轴旋向：
凸轮轮廓：决定气门开闭快慢及开度大小和持续时间。
齿轮轴定位及正时记号：正时齿轮装配时要按正时记号装配，保证原设计的发火顺序。在前端装止推垫板定位。
传动比：
如何根据凸轮轴的旋向及各进、排气凸轮的工作次序，判定发动机的发火次序。
（二）挺柱：
功用：将凸轮的推力传给推杆。合金铸铁（高强度、耐磨）
类型：机械式：要留气门间隙。
液压挺柱式：不留气门间隙。
例题：
已知某汽车发动机其配气机构采用凸轮轴下置的布置形式(即曲轴的正时齿轮直接驱动凸轮轴的正时齿轮)，凸轮轴上各进、排气凸轮的相对转角位置及各缸的气门排列顺序如下图，并已知进气门早开，迟闭；排气门早开，迟闭。若采用两次调整法调整气门间隙，试判定发动机的发火顺序并写出两次调整法分别能调哪些气门？
（三）推杆：
功用：将挺柱的力传给摇臂。
材料：中空钢管或实心的硬铝棒。
（四）摇臂：
功用：改变传力方向，打开气门。
材料：45号中碳钢。
