內燃機配氣機構

內燃機的配氣機構是指控制內燃機進氣和排氣的機構。根據內燃機上氣門的排列方式，氣門機構可分為兩種類型側配氣機構和頂置配氣機構。

內燃機的配氣機構

用于控制內燃機進氣和排氣的機構。內燃機完成一個工作循環后，為了連續工作，必須將膨脹后的廢氣排出氣缸，并及時吸入新鮮的充量（空氣或可燃混合物）配氣機構根據內燃機每個氣缸的工作順序適時開啟和關閉、排氣門或進、排氣口（見二沖程內燃機），以確保足夠的通風。

根據內燃機上氣門的排列方式，配氣機構可分為兩種類型側配氣機構和頂置配氣機構。

①側置氣門式：結構簡單，但進、排氣阻力大，燃燒室難以設計緊湊，抗爆性和高轉速差，油耗率高，所以在現代內燃機中很少使用，只在低強化的汽油機中使用。

②頂置氣門式：由于緊湊的燃燒室，入口、排氣阻力小，可以增加內燃機的新鮮充量，提高汽油機的壓縮比內燃機的動力性能和經濟性能優于側閥式，廣泛應用于柴油機和汽油機。頂置氣門機構可以分為兩種下凸輪軸和頂置凸輪軸。后者的凸輪軸放在氣缸蓋上，凸輪直接或通過搖臂開啟氣門因為沒有挺桿和推桿，慣性力、振動和變形小，提高了內燃機的高速性能、在高性能內燃機上獲得更多應用。

氣門機構通常由氣門組組成、搖臂、挺柱、推桿、凸輪軸及其傳動機構。

①氣門組：由氣門、氣門座、氣門彈簧、氣門彈簧座、鎖定板和氣門導管。閥頭的錐面緊密貼合閥座的內錐面，保證密封。氣門頭與鋼瓶內的氣體直接接觸。高溫氣體排出時流經排氣閥，可使排氣閥溫度高達600 ~ 900℃。入口閥溫度約為300 ~ 400℃。因此，要求閥門材料耐熱、耐磨和耐腐蝕。通常排氣閥采用耐熱合金鋼，進氣閥采用普通合金鋼。氣門座可以直接在氣缸蓋或發動機缸體上鉆孔，但考慮到工作溫度高，磨損嚴重，通常用耐熱合金鋼或合金鑄鐵制成，壓入氣缸蓋或發動機缸體中，以更換磨損后的氣門座。氣門導管的作用是引導氣門上下運動，使氣門頭的錐面與氣門座緊密貼合。氣門導管通常由鑄鐵或粉末冶金制成，并壓入氣缸蓋或氣缸體中。氣門彈簧用于保證氣門關閉時，氣門頭的錐面能緊緊地貼在氣門座上。

②搖臂：它的作用是改變推桿傳遞的推力方向，以開啟閥門。搖臂通常由鋼模鍛件或球墨鑄鐵制成。

③推桿：一般由兩端焊接球形或坑形端頭的空心鋼管制成。

④挺柱：挺桿的作用是將凸輪的推力傳遞給推桿或氣門。

⑤凸輪軸：通過其上的各進、排氣凸輪，分別控制相應氣缸的進氣和排氣、排氣閥，使其按照氣門正時打開。凸輪軸一般由碳鋼制成，有些由合金鑄鐵或球墨鑄鐵制成。

配氣機構的傳動凸輪軸由內燃機的曲軸驅動，它們之間的傳動機構是根據凸輪軸在內燃機上的布置來確定的。下凸輪軸由曲軸通過齒輪驅動，上凸輪軸由曲軸通過鏈條或軸驅動。采用無聲鏈或齒形帶傳動，可以使傳動基本無聲。

當凸輪軸被曲軸帶動旋轉時，凸輪軸上的凸輪推動挺桿、推桿作往復運動。推桿的頂端推動搖臂的一端使搖臂繞搖臂軸擺動，搖臂的另一端向下推動氣門打開氣門，同時壓縮氣門彈簧。當氣門需要關閉時，凸輪驅動的搖臂不再壓住氣門桿端，氣門彈簧伸長關閉氣門。

為了使氣門在運行中關閉嚴密，當氣門桿端與搖臂端或凸輪之間有間隙時，氣門及其傳動機構受熱伸長時，氣門與氣門座不會關閉不嚴。

當發動機處于冷態，氣門關閉時，氣門與傳動部分之間的間隙稱為氣門間隙。氣門間隙過大會降低汽車動力，增加油耗。氣門間隙過小，汽車氣門座會部分淬火甚至損壞。氣門間隙在使用中經常需要檢查和調整。