发动机配气机构的配气机构结构和原理(图解)

配气机构的作用是根据发动机的工作顺序有规律地开启和关闭进气门和排气门，以保证可燃混合气或新鲜空气立即进入气缸，并将燃烧后产生的废气立即排出。如图4-1所示，配气机构包括气门组和气门传动组。阀组包括进气门、排气门、气门弹簧等元（查成交价|参配|优惠政策）件，起到保持气门关闭的作用。气门驱动装置包括正时链轮、正时皮带轮、正时链条、正时皮带、进气凸轮轴、排气凸轮轴等元件，能在良好的正时驱动气门开启，保证气门有足够的开度和气门开启时间。根据凸轮轴的位置，配气机构可分为三种类型：上型、中式和下型。汽车的发动机凸轮轴一般在发动机气缸盖上，凸轮轴布置在上面。凸轮轴配气机构的凸轮轴安装在曲轴箱内，凸轮正时齿轮直接与曲轴正时齿轮啮合，如图4-2所示，由曲轴拉动。凸轮轴类型有两种：凸轮轴通过液压挺杆驱动气门的结构和凸轮轴通过摇臂驱动气门的结构，如图4-3和图4-4所示。配气机构按传动方式可分为正时链条传动、正时皮带传动和齿轮传动。汽车一般采用正时链条或正时皮带传动。气门正时机构的气门组主要包括凸轮轴、液压挺杆、正时链轮(或正时皮带轮)、正时链条(或正时皮带)、链条张紧器等。汽车发动机的气门驱动装置将曲轴的动力传递给曲轴正时皮带轮(或正时链轮)、正时皮带(或正时链条)和凸轮轴正时皮带轮(或正时链轮)。凸轮轴盖将凸轮轴固定支撑在气缸盖上。如图4-5所示，凸轮轴支撑轴径上有润滑孔，通过这些孔可以润滑凸轮轴支撑轴径和轴承盖。当气缸上部有两个凸轮轴分别开启和关闭进气门和排气门时，称为DOHC。如图4-6所示，凸轮轴上的凸轮有一个特殊的轮廓，它的旋转控制气门开启正时、持续时间和气门升程。液压挺柱发动机在启动时，由于温度变化和热胀冷缩很大，发动机冷态时，气门受热后的膨胀需要在气门杆端留有间隙。因此，在室温下装配发动机时，要确保气门杆后端有一定的间隙。这个间隙称为气门间隙。目前汽车发动机一般采用液压挺杆或气门间隙调节器来调节气门间隙，如图4-7和图4-8所示。液压挺杆有一个加油口，它的长度可以通过油泵的压力油自动改变。气门间隙调节器用于滚子摇臂的气门传动，其工作原理与液压挺柱相似。如图4-9所示，机油从气缸盖的油路进入液压挺柱的柱塞，单向阀的弹簧在机油的压力下被压缩，单向球阀打开，柱塞下的高压油腔立即充满机油；单向球阀返回，柱塞上升，气门间隙消失。气门机构中的活动部件磨损后，油压保持不变。此时油压使单向球阀打开，柱塞下的高压油腔立即充满油，柱塞上升，气门间隙自动补偿。同步带和皮带轮发动机的正时皮带或正时链条的主要作用是驱动发动机的气门机构，使发动机的进气门和排气门在合适的时间打开和关闭，使发动机气缸正常进排气。在某些车型中，正时皮带转动冷却液泵。如图4-10所示，正时皮带是一个橡胶零件。随着发动机运转时间的延长，正时皮带和同步带轮会磨损或老化，需要定期更换正时皮带和配件。如果正时皮带跳动或断裂，发动机将无法正常工作，导致怠速不稳、加速不良和发动机损坏。

链传动系统广泛应用于发动机正时传动，具有结构紧凑、传动功率大、可靠性高、耐磨损、终身免维护等突出优点。而正时链条和链轮转速高，磨损快，温度高，必须设计相应的润滑系统进行冷却和润滑。链传动系统主要由主动正时链轮、从动正时链轮和正时链条组成，链轮通过键连接方式与凸轮轴或曲轴连接，正时链条和链轮上还设有正时标记。如图4-11所示，同步带和链传动的张紧器和张紧轮在同步带和链传动中保持适当的张力，以防止同步带打滑或同步带跳齿或掉齿。