张凌浩

摘要：汽车的基础配件有很多，但是发动机是一个汽车的“心脏”而配气机构又是发动机的核心。对配气机构而言不但影响发动机的形状、动力而且还波及汽车的经济性及使用性。介于以上问题的出现，改良汽车的配气机构设计成为我们必须面临重要计划。但一定要采用现代化的高科技，才能使配气机构的设计达到合理性。因此我们将通过对汽车配气机构的研发、创新未来的可持续发展进行了相应的分析。

关键词：汽车发动机;配气机构;设计思路

1  汽车发动机配气机构设计技术

人们生活水平的提高对汽车的能动性、外观、性价比要求也逐渐提高，那汽车配气机构技术发展成为关注的话题。汽车配气机构的技术创新主要表现在顶置凸轮轴、可变气门、多气门技术系统以及无凸轮电液驱动技术。我们将对以上的创新技术进行详解。

1.1 顶置凸轮轴技术的生成

配气机构是以凸轮轴的运动来作为顶置式凸轮轴技术的基础技术，这种技术它有三种结构模式：一是凸轮直接驱动气门式，凸轮直接驱动气门结构模式比较直观的看到其运动，相比其他两种模式算是比较简单的循环运动模式。二是摇摆臂式。摇摆臂结构模式从字面上理解就比较灵活，比对上面模式较为繁杂，但运用效果略高。但两者结构模式不能同时应用，使凸轮的运动不能达到很好的效果。介于此种原因产生了第三种单顶置与双顶置式凸轮运动结构模式，单顶置与双顶置的区别在于气缸盖上设置凸轮轴的数量不一样，单顶置气缸上一条凸轮轴，双顶置的气缸盖上两条凸轮轴，这种技术的应用弥补了上两种结构模式的不足。

1.2 多气门技术的应用目的

这种就是在汽车发动机的各个气缸上都设置两个或两个以上的气门。所以发动机有三气门式但应用少，其次是四气门式，随着增压技术的不断提高，汽车行业大多选择四气门式的发动机，因为进气的气门大于排气的气门直径时，就可以充分的扩大气门头的直径，便可以有效扩大气体的流通面积，以此不僅合理改善了换气性能，更能有效的促进汽车混合气的燃烧速度，最后达到提高汽车发动机性能的目的。

1.3 可变气门系统技术的作用

汽车发动机配气机构的可变气门系统技术，不但是汽车发动机必不可少的配气技术系统，更对汽车的性能有着重要的影响。可变气门系统技术可以对配置的控制和执行来优化汽车发动机配气过程，也为汽车的配气机构工作提供了最基础的动力系统。可变气门在应用过程中，通过调节发动机进气排气凸轮相位关系，促使进气量可随着发动机转速而变化，进而起到最高燃烧效率，还有效提升燃油经济性能。这种系统技术通过高低转速可以控制发动机的气门开关的早晚。

1.4 无凸轮电液驱动技术

对于此类技术而言，对其的有效应用不仅能够促进发动机燃油经济性的有效提升，还能起到一定的环保作用，所以此技术具有一定的创新性和发展性。为什么说该发动机具有前瞻的创新技术，是因为它填不了之前技术的不足，例如：发动机的气门开启的升程变化，凸轮轴可以操控气门，但凸轮电液驱动技术有一个缺点就是，成本高使用率低，给广泛应用带来了制约。

2  汽车发动机配气机构的凸轮型线设计

2.1 凸轮型线设计之静态模式

静态设计模式是汽车发动机的凸轮型线设计技术其中的一种，这种设计主要思路是在凸轮上采用圆润的弧线形式设计，设计细节就是用简单的型线与连续的速度曲线相结合，来对汽车发动机的凸轮型线进行静态模式设计。我们认为静态模式汽车的发动机，在运行旋转速度较低时能很好的起到减弱其振动与噪声的作用，但在实践中静态模式设计并没有达到我们理想的状态，是因为加速度曲线连续性不足而导致发动机的振动、噪声很大，使人们的使用受到了制约与影响，并且达不到我们对汽车性能高品质的需求。

2.2 凸轮型线设计之动态模式

对于汽车发动机而言，其自身是一个具有弹性振动特点的物体。从发动机的弹性振动频率和凸轮型线运动控制的角度考虑，其主要是经过不断的研发才有了这种动态技术模式的生成。这种技术的诞生更好的解决汽车发动机配气机构相应出现的弹性振动问题，也通过物理模型参数对汽车发动机配气机构的振动进行计算与思路分析，在研发过程中要选择最好的模型数据，与发动机的振动状况进行匹配、对比与动态调节，实现发动机参数与振动情况进行正确的接洽，更好的提高汽车发动机对配气机构的条件需求。

2.3 凸轮型线系统之优化模式

对于凸轮型线系统中的优化模式而言，其作为汽车发动机配气机构中的重要模式之一，是保证汽车发动机配气机构设计质量的重要条件。其在实际应用的过程中主要是以凸轮转速、配气机构等方面所呈现出的各项精准数据及参数为依据，进行科学且高效的匹配与衔接作业。在此情况下，若是想要在满足各项条件的基础上保证汽车配气机构运行状态的稳定性，就必须要对配气机构在运行过程中的各项参数进行最优化、最优质的配比设计。只有这样，才能在满足凸轮设计标准的同时提升设计质量。在实际运用的过程中，这种模式下的设计方法不但能保证其具有一定的新颖性，而且还能更好的弥补其他设计模式在汽车发动机配气机构参数设计上的缺点，也能有效的满足了汽车对发动机性能上的要求。

3  发动机配气机构设计凸轮型线的优化

3.1 凸轮型线设计脉络

汽车发动机的配气机构凸轮型线是在动力学模型结构数据分析的基础上建立起来。比方说配气机构优点与缺点的分析，不仅可以利用配气机构评定指标来建立模型，还可以实现模型对凸轮型线进行合理的优化。最终达到凸轮型线设计设计需求。

3.2 缓冲段的设计计划

汽车发动机配气机构凸轮型线缓冲段的设计理念是为了消除气门受力时引起的弹性形变。上升段与下降段一起合并成气门升程的曲线，然而上下段并不可以用统一标准来衡定，这两者在运行中对其需求劣有不同，所以在设计上的思路就有所分别。如果改变上升段的包角就可以使气门开启时速度变快而气门关闭时变慢的最佳状态，这样上升段的包角就会变短，同时下降段的包角就需要变长。这时我们在对缓冲段设计时则需要考虑使用缓冲段的高度、包角以及缓冲结束时速度的参数进行设计。而这几点当中最主要的是缓冲段高度的定位，此缓冲段高度的选择决定了是否能消除在实验当中遇到的变量问题。就是气门的衔接缝隙以及配气机构弹性变形程度，一旦没有了气门间隙消，气门一定要保持静止状态，一直到气门受到往下的作用力超过往上的作用力，这时缓冲段的气门才会打开。

3.3 工作段的设计思路

在对汽车发动机配气机构进行实际设计的过程中，工作段设计质量的好坏对配气机构性能及汽车发动机运行状态起到了决定性作用。所以，在实际设计时，应将其作为重点内容加以重视。在此情况下，为了降低惯性力的突发概率、实现对汽车配气机构整体性能的有效提升以及对凸轮型线的优化设计，相关人员可以通过利用高次方曲线的方法，使其满足相应的设计标准及要求。

4  结束语

汽车发动机配气机构设计的是否得当直接影响到发动机性能、使用性、经济性以及可靠性。所以必须重视汽车发动机配气机构的设计的创新。随着时代的更迭以及经济的发展和思想的进步，人们对汽车品质要求甚高。所以为了满足广大群众需求就要重视汽车发动机配气机构设计，并且利用现代高科技技术不断创新汽车发动机配气机构设计，以满足人们对汽车发动机性能的要求，和实现汽车发动机性能创新。

参考文献：

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