车用发动机配气机构的特点及传动方式

1.作用

配气机构的作用是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使可燃混合气得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出；在压缩与做功行程中，保证燃烧室的密封，如图6-1所示。

图6-1　配气机构示意图

2.类型

（1）按凸轮位置分为凸轮轴顶置式、凸轮轴下置式和凸轮轴中置式，如图6-2所示。

现代高速车用发动机要求配气机构的质量和惯性要小，多采用顶置式凸轮轴，运动件少，传动链短，整个机构的刚度大，往复惯性质量小。

（2）按传动方式分为链条传动、齿形带传动和齿轮传动，如图6-3所示。

链条传动多用于凸轮轴顶置式配气机构，车用高速发动机广泛采用齿形带来代替链传动，噪声小、成本低。但齿形带由于存在一定的老化时间，一些发动机仍然采用链传动。齿轮传动多用在凸轮轴下置或中置式配气机构，大功率柴油机驱动凸轮轴所需转矩大，即使采用顶置式配气机构，也采用齿轮传动。

图6-2　三种凸轮轴的布置形式

图6-3　两种传动形式

（3）按每缸气门数目分为二气门、三气门、四气门和五气门，如图6-4所示。(www.xing528.com)

为了改善换气过程，需尽可能地增大气门直径，但受到燃烧室尺寸的限制，气门直径不能过大。当汽缸直径较大、活塞平均速度较高时，传统的每缸一进一排的气门结构已无法保证良好的换气质量，在很多新型汽车发动机上采用多气门结构。三气门结构一般是两个进气门、一个排气门，四个气门结构有两个进气门和两个排气门，五气门结构有三个进气门和两个排气门。

图6-4　不同气门数示意图

传统二气门结构均采用单个凸轮轴，随着气门数目的增加，凸轮轴数目也增加为两个。因此，根据凸轮轴数目分有单凸轮轴式和双凸轮轴式配气机构，如图6-5所示。

图6-5　两种不同凸轮轴数配气机构

（4）根据气门驱动方式分为摇臂式、摆臂式、直接驱动等，如图6-6所示。

摇臂式一般为中间支点，摆臂式的支点在末端，也称为末端支点摇臂式。直接驱动式没有摇臂，凸轮轴直接由挺柱推动气门。

图6-6　气门驱动的类型

图6-7　配气机构的组成

3.组成

配气机构主要由气门组和气门传动组组成，如图6-7所示。