发动机配气机构

发动机配气机构是发动机的“呼吸系统”，它控制着进排气门的开启和关闭，保证新鲜空气及时进入气缸，废气及时排出，从而确保发动机发挥最佳性能。

配气机构由气门组和气门传动组两部分组成。气门组负责气门的开启和闭合，实现气缸的充气和密闭。气门组主要由气门、气门导管、气门座、气门弹簧和气门锁片等部件组成。

气门是气门组的核心，分为进气门和排气门两种。进气门是控制新鲜空气进入气缸的门户，排气门是将废气排出气缸的通道。发动机的进、排气门均为菌形气门，由气门头部和气门杆两部分组成。气门头部有平顶、凹顶和凸顶等形状，因平顶结构简单、受热面积小、进、排气门都可以采用，目前应用最广泛。

气门杆是圆柱形的杆，一端连接头部，一端与弹簧座相连，为减轻重量，气门杆的杆部通常设计为中空形式。气门导管对气门的运动进行导向，确保气门作直线往复运动，并将气门杆上的热量传给气缸盖。在气门导管上安装有气门油封，以防止润滑气门导管时增加机油消耗量。

气门座的作用是防止气门直接撞击气缸盖而引起气缸盖过度磨损，并依靠其内锥面与气门锥面紧密贴合以密封气缸。气门座耐磨损、耐高温、耐冲击，可以延长气缸盖的使用寿命。

气门弹簧的作用是保证气门关闭时能紧密地与气门座贴合，并克服当气门开启时配气机构产生的惯性力，使传动件始终受凸轮控制而不相互脱离。

气门锁片位于气门尾部，通常和上气门弹簧座配合使用，以固定气门防止气门脱落掉入气缸。气门锁片内表面有多种形状，以适应气门尾端各种形状的锁夹槽。

气门传动组负责按照发动机的工作循环和点火次序开闭气门，并保证气门有足够的开度。气门传动组主要由凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂，以及正时系统传动件等组成。

凸轮轴由曲轴驱动，控制气门的开闭。其中，凸轮轴的位置决定气门的开闭时刻，而凸轮轴上凸轮的形状决定气门开闭的持续时间。根据凸轮轴的安装位置可将凸轮轴分为顶置式、下置式和中置式三种。而凸轮轴的驱动方式因传动机构的不同可分为齿轮驱动、链条驱动和齿形带驱动三种。

通常齿轮驱动适用于下置式凸轮轴，配气精确、噪声小、使用寿命长。链条驱动适用于顶置式或中置式凸轮轴，可以长距离传递动力但容易产生噪声。齿形带驱动适用于上置式凸轮轴。噪音小、质量轻、成本低、工作可靠且无需润滑。

为了防止凸轮轴在工作中轴向移动量过大，需要对凸轮轴进行轴向定位，以确保配气定时。

·挺柱：挺柱是凸轮的从动件，将来自凸轮的作用力传给推杆或气门。挺柱分为机械挺柱和液压挺柱两种。机械挺柱因不能自动调整挺柱与凸轮的间隙，气门间隙容易过大，需要定期检查气门间隙。液压挺柱则能自动调整挺柱与凸轮的间隙。但液压挺柱结构复杂，加工精度高，一旦磨损只能更换。推杆：推杆处于挺柱和摇臂之间，其作用是将来自挺柱的作用力传给摇臂。推杆细长，传递的力却很大，弯曲的概率极高，要求推杆具备良好的纵向稳定性和刚度。

·摇臂：摇臂是一个以摇臂轴为支点的双臂杠杆，其作用是将来自推杆或凸轮的作用力传递给气门组件。摇臂的两臂不等长，短臂端加工有螺纹孔用来拧入气门间隙调整螺栓，长臂端加工成圆弧面与推杆末端球面相配合。

按照装配方式的不同，摇臂可分为轴装式、螺栓安装式和基座安装式三种类型。

·正时系统传动件：正时系统传动件分为正时链条和正时皮带两种，是发动机配气机构的重要组成部分。它们上接凸轮轴正时齿轮，下连曲轴正时带轮，配合一定的传动比保证进、排气时间的准确。

通常，正时皮带成本低、噪音小，但需要定期检查和维护。正时链条则结构紧凑、耐磨性高、终身免维护，但噪声较大。随着技术的进步，有些发动机上采用了齿形静音链条，传动时入齿柔和，冲击小，噪音水平表现甚至优于正时皮带。