内燃机配气机构

内燃机的配气机构是指控制内燃机进气和排气的机构。根据内燃机上气门的排列方式，气门机构可分为两种类型侧配气机构和顶置配气机构。

内燃机的配气机构

用于控制内燃机进气和排气的机构。内燃机完成一个工作循环后，为了连续工作，必须将膨胀后的废气排出气缸，并及时吸入新鲜的充量（空气或可燃混合物）配气机构根据内燃机每个气缸的工作顺序适时开启和关闭、排气门或进、排气口（见二冲程内燃机），以确保足够的通风。

根据内燃机上气门的排列方式，配气机构可分为两种类型侧配气机构和顶置配气机构。

①侧置气门式：结构简单，但进、排气阻力大，燃烧室难以设计紧凑，抗爆性和高转速差，油耗率高，所以在现代内燃机中很少使用，只在低强化的汽油机中使用。

②顶置气门式：由于紧凑的燃烧室，入口、排气阻力小，可以增加内燃机的新鲜充量，提高汽油机的压缩比内燃机的动力性能和经济性能优于侧阀式，广泛应用于柴油机和汽油机。顶置气门机构可以分为两种下凸轮轴和顶置凸轮轴。后者的凸轮轴放在气缸盖上，凸轮直接或通过摇臂开启气门因为没有挺杆和推杆，惯性力、振动和变形小，提高了内燃机的高速性能、在高性能内燃机上获得更多应用。

气门机构通常由气门组组成、摇臂、挺柱、推杆、凸轮轴及其传动机构。

①气门组：由气门、气门座、气门弹簧、气门弹簧座、锁定板和气门导管。阀头的锥面紧密贴合阀座的内锥面，保证密封。气门头与钢瓶内的气体直接接触。高温气体排出时流经排气阀，可使排气阀温度高达600 ~ 900℃。入口阀温度约为300 ~ 400℃。因此，要求阀门材料耐热、耐磨和耐腐蚀。通常排气阀采用耐热合金钢，进气阀采用普通合金钢。气门座可以直接在气缸盖或发动机缸体上钻孔，但考虑到工作温度高，磨损严重，通常用耐热合金钢或合金铸铁制成，压入气缸盖或发动机缸体中，以更换磨损后的气门座。气门导管的作用是引导气门上下运动，使气门头的锥面与气门座紧密贴合。气门导管通常由铸铁或粉末冶金制成，并压入气缸盖或气缸体中。气门弹簧用于保证气门关闭时，气门头的锥面能紧紧地贴在气门座上。

②摇臂：它的作用是改变推杆传递的推力方向，以开启阀门。摇臂通常由钢模锻件或球墨铸铁制成。

③推杆：一般由两端焊接球形或坑形端头的空心钢管制成。

④挺柱：挺杆的作用是将凸轮的推力传递给推杆或气门。

⑤凸轮轴：通过其上的各进、排气凸轮，分别控制相应气缸的进气和排气、排气阀，使其按照气门正时打开。凸轮轴一般由碳钢制成，有些由合金铸铁或球墨铸铁制成。

配气机构的传动凸轮轴由内燃机的曲轴驱动，它们之间的传动机构是根据凸轮轴在内燃机上的布置来确定的。下凸轮轴由曲轴通过齿轮驱动，上凸轮轴由曲轴通过链条或轴驱动。采用无声链或齿形带传动，可以使传动基本无声。

当凸轮轴被曲轴带动旋转时，凸轮轴上的凸轮推动挺杆、推杆作往复运动。推杆的顶端推动摇臂的一端使摇臂绕摇臂轴摆动，摇臂的另一端向下推动气门打开气门，同时压缩气门弹簧。当气门需要关闭时，凸轮驱动的摇臂不再压住气门杆端，气门弹簧伸长关闭气门。

为了使气门在运行中关闭严密，当气门杆端与摇臂端或凸轮之间有间隙时，气门及其传动机构受热伸长时，气门与气门座不会关闭不严。

当发动机处于冷态，气门关闭时，气门与传动部分之间的间隙称为气门间隙。气门间隙过大会降低汽车动力，增加油耗。气门间隙过小，汽车气门座会部分淬火甚至损坏。气门间隙在使用中经常需要检查和调整。