孙胜军

摘 要：发动机的配气机构所发挥的功能是按照各个气缸的工作要求对进气门和排气门以规定的实践启动或者关闭。发动机的配气机构是否合理，与配气机构的性能密切相关，不仅可以确保发动机运行的安全可靠性，而且还能够有效地控制噪声。要使发动机配气机构发挥良好的效能，就要对其进行改进设计。本论文针对发动机配气机构优化改进设计展开研究。

关键词：发动机；配气机构；优化设计；改进措施

面对能源不断消耗，不仅使得一些不可再生能源趋于枯竭，而且还造成了环境污染。从生态环境的角度出发，为了节约能源，并更好地保护环境，就需要着力探讨汽车能源消耗以及给环境带来的污染问题。发动机是汽车的重要设备。作为动力装备，发动机的燃料消耗量是非常大的，也是导致环境污染的重要根源。要响应生态环境保护，就需要发动机输出大功率的同时，还要降低所消耗的燃料量，以避免大量地排放的污染气体。汽车发动机中，配气机构是重要的组成部分。发动机的动力性能如何，配气机构发挥着重要的作用。

1 发动机配气机构的现行技术

发动机配气机构性能如何直接关乎到发动机的运行指标。只有当配气机构的充气性能符合规定要求的时候，才能够确保发动机正常工作，且具有一定的可靠性。对于高速运转且功率很大的发动机尤其如此。如果对发动机的性能指标要求很高，就要在确保动力学性能良好的情况下提高发动机运行的可靠性。由于发动机运行中，零件之间还会存在着摩擦性，因此，一些零件要提高质量，特别要确保零件具有耐摩擦性。这些问题的存在，都会增加配气机构的设计难度。（图1为发动机配气机构）

配气机构的设计中，要考虑到结构的型式以及凸轮型线的设计。根据发动机的工作需要，在配气机构的设计上，要使充气系数尽量高一些，以使各气缸在发动机运行的过程中都能够保持良好的换气状态。在进气门的开启和关闭以及排气门的开启和关闭过程中，严格遵循科学规律来完成。配气机构的设计要与所使用的发动机配套。如果发动机为四冲程的，配套的配气机构为气门—凸轮式的即可。气门—凸轮式的配气机构运行可靠，可以确保燃烧室的密封具有持久性。中国的汽车工业发展迅速，发动机技术也不断创新并获得了长足发展。那么，配气机构的设计上也要多方面考虑，由此而使得配气机构的发展空间扩大。

2 发动机配气机构的优化改进设计

2.1 发动机技术改进

现代的汽车发动机为多门技术综合，多采用双顶置凸轮轴技术，在气门开关的技术设计上，根据发动机运行需要可以采用连续可变气门和多气门技术。

汽车发动机的设计采用连续可变气门技术，可以使得发动机的动力性有所增强，虽然气量的改变，气门开启的时间得到了调整，但是发动机的气缸内的进气量并没有改变。进气量的多少决定了发动机的动力性，因此，进气量没有改变，很显然汽车发动机的性能也没有得到有效完善。这就需要在采用连续可变气门技术的时候，要在原有的基础上将可变气门升程加入其中，以调节发动机气门开启的角度，随着发动机气缸单位时间内的进气量增加，发动机动力加大，运转速度加快。

2.2 发动机配气机构的优化设计

发动机配气机构的气门进行设计，就需要优化配气凸轮的型线设计，并提出优化方案。

2.2.1 发动机配气机构的进气门性能优化。通常汽车发动机的进气门升程系数为0.4964，这个系数很难提高发动机配气机构的充气效率，更不会使发动机运行过程中的功率有所提高。根据进气凸轮的润滑系数和平面挺柱的润滑系数可以明确，油膜的润滑系数中，最小值为0.118。在凸轮桃尖附近所在位置的润滑系数介于0.15至0.30之间的润滑效果是最好的。进气凸轮不仅润滑效果不良，而且平面挺柱也需要更好地润滑。如果在进气凸轮的工作段与缓冲段之间润滑效果不佳，就会使发动机配气机构的气门值超标。此时，如果进气凸轮依然保持良好的运行状态，挺柱接触的应力相对平稳，弹簧裕度限定在规定范围内而没有产生飞脱的现象，就说明发动机配气机构的动力性能良好。经过分析可以得出结论，对发动机的配气机构以优化，就是要改善配气机构进气门的充气性能，提高升程系数，使润滑条件得以改善，以确保凸轮型线有效连接，气门的跃度值被控制在规定的范围内。

2.2.2 发动机配气机构的排气门性能优化。发动机配气机构的排气门性能所采用的是运动学分析方法，以更好地确定优化方向。汽车发动机配气机构的排气门升程系数为0.5299。排气凸轮的油膜润滑系数为 0.126，将其与平面挺柱润滑的系数进行比较，往往排气凸轮进入到缓冲段，在与基圆所连接的位置，就会使气门超出跃度值。此时，如果配气机构的气门能够平稳地落座，没有出现飞脱的现象，弹簧也没有并圈，就说明汽车发动机的配气机构处于良好的运行状态。如果出现气门弹簧反跳的现象，则是弹簧颤振的结果。

要对配气机构的排气门进行优化，就要提高排气门的升程系数，很好地改善排气凸轮的润滑条件，确保排气门凸轮型线光滑，跃度值能够控制在规定的范围内。

3 总结

综上所述，随着近年来发动机技术的不断创新发展，对配气机构的质量要求也相应地有所提高。虽然配气机构根据发动机的运转需要而有所改善，但是，要改善其废气的排放量，就要确保配气机构具有良好的充气性能，以提高发动机运行的安全可靠性。针对发动机配气机构设计进行改进，并根据发动机工作需要优化技术，有助于该改善发动机运行质量，提高汽车发动机的运行效率。

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