柴油发动机配气机构的作用是什么

柴油发动机配气机构的作用是什么
柴油发动机配气机构的作用是什么

柴油发动机配气机构的作用是什么
配气机构是柴油机的重要组成部分；配气机构的功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,使新鲜充量得以及时进入气缸,废气得以及时从气缸排出；在压缩与膨胀行程中,保证燃烧室的密封.新鲜充量对于汽油机而言是汽油和空气的棍合气,对于柴油机而言是纯空气. 新鲜充量充满气缸的程度用充气效率表示.充气效率越高,表明进入气缸内的新鲜 充量的质量越大,可燃混合气燃烧时可能放出的热量愈大,发动机发出的功率也愈大. 配气机构可从不同角度来分类.按气门的布置分为气门顶置和气门侧置式；按凸轮轴的布置位置分为下置式、中置式和上置式；按曲轴和凸轮轴的传动方式分为齿轮传动式、链条传动式和齿带传动式；按每气缸气门数目分,有二气门式和四气门式等. 配气机构的总布置 配气机构的组成与工作情况 各式配气机构中,按其功用都可分为气门组和气门传动组两大部分.气门组包括气门及与之相关联的零件,其组成与配气机构的型式基本无关.气门传动组、是从正时齿轮开始至推动气门动作的所有零件,其组成视配气机构的形式而有所不同,它的功用是定时驱动气门使其开闭. 1.气门顶置式配气机构 进气门和排气门都倒挂在气缸盖上,其组成如图3—1所示.气门组包括气门、气门导管、气门座、弹簧座、气门弹簧、锁片等零件；气门传动组一般由摇臂、摇臂轴、推杆、挺柱、凸轮轴和正时齿轮组成.
　　发动机的配气机构就好比人体的呼吸系统,进排气的机械动作就有如人体的呼吸气.尽管配气机构的作用相当于人体的呼吸器官,但是它的作动原理以及构造却相对要复杂许多.
　　在汽车的构成部件中,发动机的配气机构是非常重要的一个组成部分,它的作用和人体的呼吸器官一样掌控着氧气的进入,对于能否做功拥有决定权,不过它的工作环境可比呼吸器官严酷多了——油污、高温、高压,毫不夸张的说简直有如炼狱.配气机构的主要功能是按照一定时限自动开启和关闭各气缸的进、排气门.它的作用则是空气及时通过进气门向气缸内供给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）.并且及时将燃烧做功后形成的废气从排气门排出,实现发动机气缸换气补给的整个过程.
　　发动机配气机构的大体构成以及分类
　　除了要负责完成发动机各气缸的进气和排气,配气机构同时还要保持整个工作状态的准确动作和工作环境的高度密封.因为气缸在高温、高压下燃烧绝不容许出现漏气或断气,显然这对各厂商的制造技术也是一个严峻考验.配气机构一般由凸轮轴、气门推杆、挺柱、气门摇臂、摇臂控制轴、气门导管以及气门等部件构成.在这些构成部件中,气门摇臂和推杆由于无法适应大部分发动机紧凑化发展的需要,目前已经越来越少采用了.
　　凸轮轴的布置位置可分为顶置式（OHC）、中置式、侧置式（OHV）和下置式.由于中置式和下置式在结构上距气门较远,所以通常辅以气门推杆对气门进行控制,目前这两种布置方式仅在一些大型发动机或摩托车上能看到.气门布置方式可分为气门顶置和气门侧置式；此外,进、排气门的数量可分为每缸3气门（2进1排）、4气门（2进2排）和5气门（3进2排）.曲轴和凸轮轴的传动方式有齿轮传动式、链条传动式和橡胶齿带传动式三大类.
　　配气机构布置方式中,最常见的组合无疑就是双顶置凸轮轴16气门（Double Overhead Camshaft 16Valve,DOHC 16V）结构.这一结构术语表达的意义即凸轮轴和进、排气门采用顶置式,每气缸4气门,进、排气门分别由两根独立的凸轮轴分别控制开闭.由于凸轮轴和曲轴各自处于发动机的顶端和低端,而为了降低运转噪音和维护成本,目前已有大多数轿车发动机采用链条传动方式,比如大众POLO、铃木利亚纳、福特福克斯以及标致307.
　　了解了配气机构的大体构成和分类,接下来就来了解一下它的工作状况.尽管在制造技术上对配气机构要求十分严格,但是它的运转状况却一点也不难理解.在凸轮轴上布置了许多小凸轮,这些凸轮就负责每个气门的开闭.下面我们就来详细了解一下常见的顶置凸轮轴和气门配气机构是怎么工作的.
　　当发动机启动,启动马达带动曲轴旋转,随着活塞正常运转后,凸轮轴随即通过链条获得由曲轴输出的旋转动力,凸轮推动进、排气门上下往复式运动,形成开闭状态来吸入新鲜空气或释放燃烧后的废气.由于在凸轮两侧布置着进、排气门,所以当凸轮每旋转一周则会分别控制进、排气门各自开启一次,而当凸轮轴上的凸轮旋转脱离气门瞬间,气门就会失去推动力然后自动由弹簧关闭严密.在我们常见的四冲程（进气、压缩、膨胀、排气）发动机中,进、排气门仅分别在进气和排气冲程时开启,而在每个进、排气循环过程中,控制进、排气门的两根凸轮轴分别旋转1圈,带动它们的曲轴则需要旋转2圈,即曲轴与凸轮轴的传动比为2:1.
　　顶置凸轮轴配气机构拥有诸多优点,比如在设计上它没有挺柱、摇臂和推杆,直接通过凸轮轴上的凸轮来驱动气门开闭,这不仅在结构上大大简化,同时使凸轮轴在旋转中的负荷相应减小,并且对于凸轮轴和气门弹簧的要求也降到了最低.从维修角度来看,这也降低了成本.所以目前这种结构的配气机构越来越多出现在各种类型的发动机上.此外,从物理特性上来说,凸轮轴和气门顶置的好处不仅在于进、排气通道拐弯少、气流阻力小,而且气体的进出也更加通畅.如此一来,气门的布置和燃烧室的结构也更紧凑,有利于混合气体形成涡流帮助燃烧,对动力性和经济性都有很大的提升.
　　最新技术的运用对配气机构的影响
　　随着各个厂商对发动机配气机构的逐步改进,目前每缸4气门发动机已经越来越多,但是在人们越发追求大功率的同时对于燃油消耗值也非常关心.最常见的例子就是平衡低速扭矩输出和高速功率输出的油耗问题,如果只用单个节气门控制燃油供给显然有些捉襟见肘,而目前最常见的办法就是采用可变气门正时及升程控制来解决这个矛盾.这个方法也就是在常规的配气机构中采用可变式气门驱动机构.可变气门正时及升程控制实际上是两种技术,可变气门正时是控制气门开闭的时间,而升程控制则是控制气门的开启大小,两者都决定着进气量（包括汽油和空气的混合气）的大小,并且可变气门正时会根据发动机负荷变化及时控制进、排气门的开闭时间,并由短到长呈线性变化,使发动机在全段转速输出期间都更有力,并且更加节省燃油