楊　勝　林超剛

（浙江錢江摩托股份有限公司，臺州 317500）

汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)的設計與研究

楊勝林超剛

（浙江錢江摩托股份有限公司，臺州 317500）

汽車發(fā)動機是汽車的核心組成部分，因此發(fā)動機的配氣機構(gòu)設計對發(fā)動機的性能有著舉足輕重的作用。本文針對汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)進行研究，首先介紹汽車發(fā)動機的配氣機構(gòu)的主要功能，然后分析配氣機構(gòu)的分類，并在此基礎上詳細介紹配氣機構(gòu)的組成部分及相關設計原理。

汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)設計

1汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)的主要作用

在汽車發(fā)動機的組成部分中，配氣機構(gòu)是組成發(fā)動機的兩個重要機構(gòu)之一。在汽車的打火過程中，能夠根據(jù)汽車發(fā)動機氣缸內(nèi)的具體工作循環(huán)和發(fā)火次序來決定發(fā)動機的發(fā)動?？梢远〞r開啟和關閉汽車發(fā)動機各氣缸的進排氣門，以讓汽車發(fā)動機及時吸入空氣，將廢氣充分排除。還可以在發(fā)動機的壓縮與做功過程中提供重要保障，為汽車發(fā)動機中的氣體燃燒提供一個密閉空間。所以，汽車發(fā)動機的配氣機構(gòu)是發(fā)動機各缸燃料燃燒做功的重要保證。

2汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)的分類

汽車發(fā)動機的配氣機構(gòu)有三種類型。第一，凸輪軸下置式。在這種類型的配氣機構(gòu)中，只用兩個齒輪就可以進行傳動，因為汽車發(fā)動機的配氣機構(gòu)的凸輪軸與曲軸距離非常近。但是，因為進行傳動時兩者之間的距離過長，所以傳動時涉及的機構(gòu)零件非常多，容易導致汽車發(fā)動機的配氣機構(gòu)剛度較差、運行時會產(chǎn)生較大的噪音。第二，凸輪軸中置式。在這種類型的配氣機構(gòu)中，配氣機構(gòu)沒有設計推桿，所以在運轉(zhuǎn)的時候有非常大的剛度，能夠承受較大的壓力，這種形式的配氣機構(gòu)常常用在轉(zhuǎn)速較高的汽車發(fā)動機上。第三，凸輪軸上置式。在這種類型的配氣機構(gòu)中，配氣機構(gòu)的傳動鏈整體較短，所以在進行傳送的時候也有較大的剛度，非常適合高速運轉(zhuǎn)的汽車發(fā)動機。

3汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)的組成部分設計

3.1氣門組的設計

氣門組主要由氣門、氣門彈簧等幾個部分組成。汽車的發(fā)動機中，氣門在比較惡劣的環(huán)境下進行運轉(zhuǎn)，進行周期性開放和閉合，所以非常容易受到?jīng)_擊。因此，在進行氣門設計和材料選擇的時候，一定要充分考慮環(huán)境的因素影響。此外，因為氣門在工作的時候會接觸腐蝕性氣體，所以需要高度的潤滑。氣門頭部在進行熱量傳遞的時候也需要進行充分的散熱，防止漏氣現(xiàn)象的發(fā)生。氣門和氣門座圈必須要進行磨合，一定要非常緊密的貼合才能保障運轉(zhuǎn)正常。氣門頭部和氣門桿的鏈接要順暢，不能突?！，F(xiàn)代高性能的汽車大部分都會使用多氣門發(fā)動機，每一個汽缸的發(fā)動機氣門數(shù)有五個。雖然這種氣門組合能夠有效減輕氣體阻力，但是生產(chǎn)成本較高。氣門彈簧在進行生產(chǎn)的時候一般會使用優(yōu)質(zhì)的冷拔彈簧鋼絲，彈簧表面也要進行專業(yè)的熱處理。在選用彈簧時，可以選用雙氣門彈簧，能夠充分減震。氣門彈簧一定要進行設計，才能保障氣門組的正常工作。

3.2氣門傳動組的設計

氣門傳動組由凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂或擺臂等部分組成。因為氣門傳動組中的凸輪軸會周期性承受重力，所以會有比較大的磨損。因此，在進行設計的時候，必須要保證有良好的磨損能力，一定要保障粗糙度小、剛度大、潤滑好、耐磨性能好。一般在設計的時候，會選擇合金鋼或優(yōu)質(zhì)碳鋼。因為曲軸驅(qū)動凸輪軸在運動的時候，傳動比是一定的，所以常常使用的結(jié)構(gòu)是齒輪式、鏈條式或齒形帶式。齒輪式在進行轉(zhuǎn)動的時候傳動距離比較短。鏈條式和齒形帶式在進行運轉(zhuǎn)的時候的傳動距離比較長。所以，現(xiàn)在大部分汽車都會選擇鏈條式或者齒型帶式的傳統(tǒng)方式，因為工作的時候產(chǎn)生的噪聲較小，且生產(chǎn)成本不高，質(zhì)量比較輕。

3.3配氣定時

汽車發(fā)動機在工作的時候，描述發(fā)動機進排氣門開閉時刻和持續(xù)時間的機構(gòu)就是配氣定時。在配氣定時機構(gòu)中，進氣門打開后曲軸轉(zhuǎn)過的角度，被稱為進氣提前角。進氣下止點到進氣門關閉中曲軸轉(zhuǎn)過的角度，被稱作進氣遲后角。所以，在進行配氣定時機構(gòu)設計的時候，一定要考慮進氣阻力，盡量在設計中減少阻力，增大進氣量。氣體可以大量進出配氣門，排氣門如果能夠提前打開，就能夠讓汽車發(fā)動機中的大量廢氣以非?？斓乃俣扰懦銎囃狻Ｅ艢忾T關閉的時間晚一點，就能讓廢氣在排氣的時候更加充分。在發(fā)動機的配氣定時機構(gòu)設計中，需要針對汽車發(fā)動機的性能進行匹配，設計的時候也一定要調(diào)節(jié)配氣定時的性能，才能讓配氣定時機構(gòu)的設計符合汽車發(fā)動機的要求標準。

3.4氣門間隙

發(fā)動機的配氣機構(gòu)結(jié)構(gòu)非常復雜，各種組成部分在工作的時候環(huán)境比較惡劣，因此對于熱處理的要求非常高。所以，在進行發(fā)動機配氣機構(gòu)設計的時候，需要精確控制各種零件的大小。對于氣門間隙來說，在冷卻狀態(tài)下，進氣門間隙通常是0.25～ 0.30mm；在運行狀態(tài)下，排氣門間隙同行是 0.30～0.35mm；且根據(jù)汽車發(fā)動機的種類不同，氣門間隙也是不同的。如果汽車發(fā)動機的氣門間隙較小，就容易發(fā)生漏氣現(xiàn)象，進而導致汽車發(fā)動機的運行效率下降；如果汽車發(fā)動機的氣門間隙過大，配氣機構(gòu)的平穩(wěn)性就會下降，運行時就會產(chǎn)生較大噪音，影響配氣機構(gòu)的使用壽命。因此，氣門間隙需要符合一定的標準。

4結(jié)束語

總而言之，發(fā)動機的配氣機構(gòu)設計對發(fā)動機的效率有非常重要的影響，是促進發(fā)動機高效運轉(zhuǎn)的重要因素。因此，在進行汽車發(fā)動機配氣機構(gòu)設計的時候，一定要保障配氣機構(gòu)的安全。同時，為了生態(tài)安全和環(huán)境保護，發(fā)動機的排放標準也越來越高。所以，在進行配氣機構(gòu)設計時，一定要充分考慮對環(huán)境的影響。因此，要充分理解發(fā)動機配氣機構(gòu)的工作原理，才能更好地設計發(fā)動機配氣機構(gòu)。

［1］凌紅芳，羅文水，許瑩瑩.發(fā)動機配氣機構(gòu)環(huán)境適應性及可靠性新技術：凸輪型線DoE優(yōu)化設計［J］.環(huán)境技術，2012，（3）：39-44.

［2］龔文資.一種新型發(fā)動機可變配氣相位與氣門升程機構(gòu)的設計［J］.中國農(nóng)機化，2012，（5）：74-76.

［3］陳晨，王自勤，田豐果，陳家兌，徐玉梁.基于MATLAB汽車發(fā)動機配氣凸輪的型線設計與接觸應力分析 ［J］.現(xiàn)代機械，2016，（1）：23-26.

［4］張德明.汽車發(fā)動機的配氣機構(gòu)［J］.科技創(chuàng)新與應用，2015，（18）：142.

［5］蔣麗仙.淺談發(fā)動機配氣機構(gòu)優(yōu)化改進設計［J］.裝備制造技術，2014，（7）：274-275.

Design and Research of Automobile Engine Air Distribution Mechanism

YANG Sheng，LIN Chaogang
（Zhejiang Qianjiang Motorcycle Limited by Share Ltd，Taizhou 317500）

The automobile engine is the core component of the automobile，so the design of the air distribution mechanism of the engine has a very important role in the performance of the engine.This paper focuses on the study of automobile engine valve mechanism.Firstly，the thesis introduces the the main function of the automobile engine valve mechanism，and thenanalyzethe classificationofgas distribution mechanism，and on the basis of detailed part of the gas distribution mechanism and related design principles.

automobile，engine，air distribution mechanism，design