汽車發動機配氣機構原理及發展

摘 要：當前社會經濟不斷發展，人民對于生活質量的要求越來越高，因此汽車行業也獲得了飛速的進步。但是汽車的發展也是一把雙刃劍，溫室效應的出現與酸雨的出現和汽車行業的發展也都是存在一定的關系的。當前，改善我們的生活環境是首要任務。對于汽車行業來說，具體的問題就是怎么降低排放的問題，更大程度地去減小污染將是一個非常重要的課題。那么，文章就將分析一下發動機的一個重要組成部分-配氣機構。配氣機構也是對發動機排放有著很大影響的一個機構。限制汽車的排放，用更少的燃料實現更大的功率輸出也是發動機配氣機構研究的一個重要任務。文章將從配氣機構的概述、配氣機構的原理和配氣機構的發展三個方面詳細的闡述一下關于發動機配氣機構的研究。

關鍵詞：發動機；配氣機構；發展

1 配氣機構的概述

配氣機構的主要組成部分：

配氣機構的組成主要是氣門組和氣門傳動組兩個部分組成的，下面分別介紹一下：氣門組的組成，如圖1所示。

氣門傳動組的組成：

氣門傳動組件主要包括凸輪軸及其傳動機構、挺柱、推桿和搖臂機構等零部件。凸輪軸是氣門傳動組中的主要部件，其作用是控制氣門的開閉及其升程的變化規律。凸輪軸一般用優質鋼模鍛而成，并對凸輪和軸頸工作表面進行高頻感應加熱淬火（中碳鋼）或滲碳淬火（低碳鋼）處理。

挺柱的作用是將凸輪軸旋轉時產生的推動力傳給推桿或氣門，挺柱一般用耐磨性好的合金鋼或合金鑄鐵等材料制造。

搖臂組件主要有搖臂、搖臂軸、支撐座、氣門間隙調整螺釘等零件。搖臂是一個以中間軸孔為支點的雙臂杠桿，短臂一側裝有氣門間隙調整螺釘，長臂一端有一圓弧工作面。

2 配氣機構的原理

2.1配氣機構的作用

如上文所述，配氣的主要足以供是排除氣缸內燃燒過后的廢氣，并且及時地吸入新鮮的空氣，從而保障燃料在氣缸內的穩定燃燒。所以，可以得出配氣機構是實現發動機吸氣和排氣的一個機構，它的存在可以讓發動機按照預定的順序打開和關閉進氣門和排氣門。有一個良好的配氣機構，發動機就可以很穩定地吸入和排除氣缸內的氣體，從而保障了發動機的可靠連續的工作。配氣機構因為工作的環境非常的惡劣，所以對配氣機構的要求主要是原理和結構簡單，工作有足夠的可靠性，維修和更換也必須足夠的方便。

2.2 配氣機構的工作過程。配氣機構的工作過程主要是分為兩個部分的，一個是氣門的打開，一個是氣門的關閉。

（1）氣門的打開。當氣缸里邊需要換氣的時候，曲軸通過齒輪驅動凸輪，凸輪把挺柱、推桿等傳動，使搖臂擺轉，這個時候搖臂的另一端就向下推開氣門，彈簧也被壓縮了。進氣門和排氣門的打開都是這樣的一個工作過程。

（2）氣門的關閉。當凸輪的頂端轉過去之后，氣門在彈簧的作用下，開度逐漸減小，直至最后的關閉。對于四沖程的發動機，在壓縮和做工的行程中，氣門在彈簧張力作用下嚴密關閉，氣缸也就有了一個嚴密的環境。以上就是配氣機構的一個工作過程。

3 配氣機構的發展

3.1 凸輪軸氣門驅動系統。絕大多數活塞式內燃機是采用傳統的機械驅動凸輪結構來驅動進排氣門的，其氣門的升程、配氣定時一般是基于某一狹小工況范圍發動機性能的局部優化而確定，在工作過程中是固定不變的，是一種折中選擇，氣門運動規律完全由凸輪的型線確定的。這種氣門驅動機構難于滿足發動機動力性、經濟性和環保性能不斷提高要求，尤其是車用發動機，由于其工作范圍非常寬，要求配氣相位可變、氣門升程可調。但由于它簡單、可靠、相對來說不昂貴，至今仍廣泛的使用。

3.2 凸輪軸可變氣門驅動系統。凸輪軸可變氣門驅動系統是在傳統的凸輪氣門驅動系統中改進而來的。具體的來講，這樣的氣門驅動結構一共有兩種實現形式：凸輪軸和凸輪可變的驅動系統，另一種是氣門-挺桿可變系統。凸輪軸可變的氣門驅動系統主要是通過凸輪軸調相機來實現的。

3.3 無凸輪軸驅動配氣機構。無凸輪配氣驅動機構主要是取消了傳統的凸輪機構以及其附屬的機構，通過電液、電磁或者電氣等方式，驅動和控制氣門的開閉。

3.4 電液驅動配氣機構。電液驅動配氣機構就是無凸輪配氣機構的一種。這種調節機構主要是利用壓縮流體的彈性特征，從而實現對氣門的開啟和關閉器加速或者減速的作用。

3.5 電磁氣門驅動機構。電磁氣門驅動機構可以說是當下最先進的氣門調節機構之一。電磁氣門調節機構相比與傳統的氣門調節機構，表現出的性能和經濟效益都有很大的提高，具有很大的優勢。電磁氣門驅動機構的原理圖如圖2所示。

它的調節作用不再是通過機械傳動來實現的，它的驅動控制是通過電磁鐵來接受電氣控制信號，這樣的調節更加的精細，也更加可靠，控制的速度也有了很大的提高。

4 結束語

以上，我們從三個方面詳細地闡述了作者對于發動機配氣機構的研究。隨著生活水平的提高，對于配氣機構要求也越來越高，所以對于配氣機構的研究還是一個在路上的課題，還遠遠沒有到達盡頭。以后的配氣機構還會有更大的發展。

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作者簡介：詹圣藍（1990-），女，籍貫：江西南昌，本科，職稱：助理工程師，研究方向：發動機配氣機構設計工程師。