发动机配气机构设计及发展综述

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发动机可变配气技术及发展

调查思考发动机可变配气技术及发展哈菲史楠（西安汽车职业大学，陕西西安710000）摘要:近年来，生态问题与环境保护引发全球关注，因为它是人类实现可持续发展的必然前提，低能耗与低污染已然变成了当前汽车发动机的主要研发目标。

而目前的种种现代技术中，可变配气技术脱颖而出，成为主流研发目标之一，此技术主要通过改变汽车发动机的供气实现降低油耗与污染的要求，为此本文便针对发动机可变配气技术及发展进行简要探析。

关键词:发动机；可变配气技术1关于发动机可变配气技术的研究现状及发展1.1本田VTEC控制机构本田发动机率先成功将可变气门正时与升程电子控制两种配气机构设置在了一台发动机上，简称VTEC机构,实现了人们长久的高速与低速相位值自动转换的梦想，大幅度提升了汽车的动力性与经济性。

发动机配气相位角受车辆气流的进气与排气影响各不相同，其动力与经济性因此而不同;可变配气相位将传统固定不变的配气相位状态进行改变，根据发动机的运行状态下提供最优的配气正时,进而提升发动机的进气系数，解决了传统因转速、负荷造成的动力性与经济性的矛盾,使发动机怠速状态下更加稳定、转速更低，低速下更加平稳山。

VTEC机构由单独的凸轮与摇臂进行驱动，其主次摇臂间有中间摇臂且不与任何气门产生直接接触，三者均由专门的柱塞实现联动，并运用主油道的油压进行控制冲间凸轮的升程最大，其次为主凸轮,最小升程的为次凸轮，中间凸轮是依据发动机的双进双排、大功率、高转速运行状态进行设计的;主凸轮则是依据单进双排、低转速运行状态进行设计的;次凸轮则是主要依据发动机怠速状态进行设计。

1.2丰田WFi智能可变气门正时系统丰田的VVT-i智能可变气门正时系统主要是改变进气门开闭的时间使之达到最佳气门正时,配气相位角不变、进气门升程的大小不变，此结构发动机运行状态稳定、可靠,功率提升10%到20%,油耗降低3%到5%oVVT-i机构主要由外壳、四齿转子、锁销、油道控制、电磁控制阀组成；其安装在进气凸轮轴前端随正时链轮实现同步转动，在运转的过程中能通过运用润滑系统的油压实现自动调节凸轮轴和正时链轮的相对角度，调节机构的转子中有液压锁销,能实现与连接齿轮的同步传动或解脱,进而实现进气门的开闭时间角度的大小；电磁控制阀接收作者简介:哈菲（1989-），女，汉族，甘肃武威人，本科，助教，汽车检测与维修。

汽车发动机配气机构分析设计研究分解

汽车发动机配气机构分析设计研究学院：机械工程学院专业、班级：学生姓名：指导教师（职称）：完成日期：汽车发动机配气机构分析设计研究总计：毕业论文：页表格：表插图：幅指导教师：评阅人：完成时间：摘要汽车发动机配气机构是发动机的重要组成部分，它根据气缸的工作次序，定时开关进、排气门，保证气缸吸入新鲜空气和排除废气。

本研究主要针对小型汽车上使用的汽油机进行配气机构设计，并对配气机构中的凸轮进行运动分析，以保证发动机获得充分的空气供给。

本文首先结合顶置式配气机构的特点，分析配气机构所要达到的性能和工作性能的要求，同时分析转速、扭矩和功率的关系是否合理。

其次，整个配气机构是由凸轮驱动的，配气机构的性能在很大程度上取决于配气凸轮的形状。

本文在深入研究内燃机配气机构凸轮型线设计理论的基础上，提出并构造配气凸轮型线，同时计算它的工作阻力。

该型线可以提高配气机构的丰满度，并且光滑连续，并通过仿真，模拟出配气机构中凸轮以及凸轮与挺杆之间的相关参数情况，进行直观表达。

在论文的最后，通过分析所设计的配气机构，找出设计配气机构存在的问题，并提出改进意见。

本研究通过对设计的发动机配气机构进行总结分析，对其发展方向进行展望，从而为配气机构的相关性能研究提供判断依据，为内燃机配气机构的优化设计提供参考。

关键词：配气机构；凸轮设计；matlab仿真；阻力计算；弹簧校核ABSTRACTCar Engine Valve is an important part of the engine , which according to the work order of the cylinder, the timer switch intake and exhaust valves , cylinders breathe fresh air and to ensure that exclude emissions. This study focused on the use of small cars gasoline engine valve train design, and the cam valve train motion analysis to ensure that the engine with sufficient air supply .Firstly, the characteristics overhead valve bodies , valve bodies analyze the performance and work to achieve performance requirements , while analyzing the relationship between speed, torque and power is reasonable. Secondly , the entire gas distribution mechanism is driven by the cam , valve train performance depends largely on the shape of the gas distribution cam . Based on in-depth study of Engine Valve cam profile design theory, proposed and constructed gas distribution cam profile , and calculate its working resistance . This type of line can improve the gas distribution sector fullness and smooth and continuous , and through simulation, simulation of the relevant parameters in the case of Valve tappet cams and cam and between the intuitive expression . In the end, through the analysis of the design of the paper Valve , Valve designed to identify problems and suggest improvements .In this study, the engine valve train design were analyzed , prospected for its development, so as to provide a basis for judging the performance of research related to gas distribution agencies , to provide a reference for the optimal design of the internal combustion engine by Valve .Keywords : Valve ; cam design ; matlab simulation ; resistance calculation ; spring check目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1. 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 课题研究的主要内容和意义 (3)1.2.1 课题研究的主要内容 (3)1.2.2 课题研究的意义 (4)2. 配气机构的结构设计 (4)2.1 配气机构的简介 (6)2.1.1 配气机构的种类 (5)2.1.2 配气机构的组成 (7)2.2 配气机构的总体选型与设计 (10)2.2.1 功率扭矩与配气机构的选择 (10)2.2.2 确定配气结构的总体结构型式 (10)2.3 本章小结 (11)3. 配气机构的凸轮设计 (12)3.1 拟定部分参数及要求 (12)3.1.1 凸轮型线类型的选择 (12)3.2 计算凸轮的外形尺寸 (12)3.3 运动规律的分析 (15)3.3.1 matlab仿真 (17)3.4 凸轮过渡段的设计 (21)3.5 本章小结 (23)4. 弹簧阻力计算 (24)4.1 弹簧力计算 (24)4.1.1 拟定部分发动机气门弹簧的主要参数 (24)4.1.2 弹簧力 (24)4.1.3 弹簧应力 (28)4.2 减少功率损耗的措施 (29)4.2.1 滚动摩擦代替滑动摩擦 (29)4.2.2 改变机构尺寸 (29)4.3 本章小结 (29)总结 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录1：外文翻译附录2：外文原文1. 绪论1.1 研究背景配气机构在发动机组成上起着重要作用，发动机的经济性、动力性是否良好，工作是否可靠，噪音和振动能否得到有效的控制，这些都与配气机构的设计有密切关系。

发动机可变配气机构的研究进展

发动机可变配气机构的研究进展0 引言由于环境保护和人类可持续发展的要求，低能耗和低污染已成为汽车发动机的发展目标。

要求发动机既要保证良好的动力性又要降低油耗满足排放法规的规定。

在各种现代技术手段中，可变配气技术已成为新技术发展方向之-[1]。

这一技术能通过改变发动机的供气来达到降低油耗和满足排放要求。

1 可变配气机构的分类1．1 按控制参数的分类按照控制参数的不同，可变配气技术可分为可变气门正时(VVT)和可变气门升程(VVL)两类。

可变气门正时即气门开启与关闭时刻可变，根据气门开启持续期的变化又分为可变气门相位(vP)和可变气门相位与持续期(VET)两类；可变气门升程主要是改变了气门开启的最大升程，按照气门正时与持续期的变化情况又可分为可变气门升程与正时(VLT)和气门升程单独可变两类f2】。

1-2 按可变配气实现途径的分类实现可变配气有多种途径，按照有无凸轮轴可分为基于凸轮轴的可变配气机构和无凸轮轴的可变配气机构两类。

基于凸轮轴的可变配气机构主要可分为可变凸轮型线、可变凸轮轴相位角、可变凸轮从动件三类；无凸轮轴的可变配气机构根据气门驱动形式主要可分为电磁驱动气门、电液驱动气门、电气驱动气门、电机驱动气门以及其他气门驱动形式几大类圆。

2 发动机可变配气机构的国内外研究与发展现状2．1 发动机可变配气机构在国外的研究与发展现状配气控制技术早期的研究进展比较缓慢，主要成果是在1985年以后取得的，其发展先后顺序大致如下：优化凸轮型线一可变凸轮相位一可变凸轮型线一机械式全可变气门机构一无凸轮轴电磁(电液、电气及其他)驱动配齐机构一无凸轮轴全可变配气机构。

迄今为止，具有代表性的可变配气机构主要有Toyota公司的VVT—i、BMW 公司的Vanos、Honda公司的VTEC、Mitsubishi公司的MIVEC、Porsche 公司的Vario—Cam、BMW 的Valvotronics等。

下面将分类介绍国外可变配气机构的研究及发展现状。

汽车发动机配气机构设计思路分析

汽车发动机配气机构设计思路分析摘要：随着我国汽车工业的不断发展，汽车在使用过程中可能遇到的问题种类也在不断增加。

本文重点描述了汽车发动机配气机构的故障，并简要列举了处理和分析方法。

关键词：发动机；配气机构；故障；处理分析；积炭；气门间隙0引言随着汽车数量的不断增加，人们对汽车的质量提出了更高的要求。

配气机构在汽车零部件中非常重要。

配气机构主要通过控制进气量来影响发动机功率。

随着汽车自身油路、温度环境和压力环境的日益复杂，配气机构的安全系数面临着巨大的挑战。

配气机构主要是按照一定的时限自动开启和关闭各缸的进排气门。

空气通过进气阀提供可燃气体混合物，燃烧做功后形成的废气从排气阀排出，实现气缸通风。

在实际使用中，由于多种因素的影响，汽车的配气机构变得脆弱，精密的配气机构受到影响后非常容易发生故障，其故障将直接影响发动机的性能。

1汽车发动机配气机构对发动机性能的影响为了让发动机获得更好的性能，就需要发动机有更高的充电效率。

为了提高发动机的充气效率，有必要降低进气通道的阻力。

通过扩大空气过滤器，加厚化油器，拉直进气管，并将其增加到进气阀的直径。

增大进气阀的直径，使进气口平直，可以大大提高充气效率。

随着汽车工业的发展，近年来双顶置凸轮轴四气门配气机构受到广泛关注，大大提高了汽车发动机的性能。

这种气门机构可以大大增加进气的有效流通面积，从而提高充气效率。

阀门的流通面积与进气口的直径成正比，而与阀头的面积不成正比。

对于每个气缸都有进气门和排气门的双气门发动机，当直径增加时，上限是进气门和排气门的直径之和低于气缸直径，因此不可能在尺寸上安装更大的气门。

在四气门发动机中，两个进气门直径之和可能大于两个气门的一个进气门直径。

当采用每缸4个气门的结构时，每个排气门的直径越小，气门受热面积就会越小，其机械负荷和热负荷也会相应降低，从而改善配气机构的动态性能，提高转速。

采用DOHC四气门机构可以有效提高发动机的充气效率、压缩比和功率。

汽车发动机配气机构的设计与研究

汽车发动机配气机构的设计与研究摘要：汽车发动机的配气系统装置机构是气缸的主要部分，它能够按照汽缸的运行流程，通过定时开关入、排气的阀门，来完成向汽缸内吸入新鲜空气和排出尾气。

本研究主要针对目前在汽车上最普遍使用的汽油发动机进行配气装置的结构设置，同时还对配气系统结构中的凸轮结构进行了动态设计，以确保发动机得到足够的气体供应。

关键词：汽车发动机；配气机构；设计；研究汽车发电机配气系统装置机构是气缸的主要部分，它按照汽缸的常规工作方法，通过定时开闭进、排气阀门，使汽缸内吸收新鲜空气并排出发动机尾气。

该项工作将着重针对在微型汽车中使用的汽油引擎进行配气方式分析，并对配对凸轮机构进行动作分解，以确保发动机得到足够的气体供应。

1.绪论配气系统机构设计在发动机组成上起着关键性作用，发动机的空气经济性、动力性能否完善，工作环境能否安全可靠，以及噪声与震动是否受到了合理的限制等，这都和配气系统机构的设计有着密切联系。

为提高气缸的稳定性，人们对发动机配气结构开展了较多、较详细的研究，主要涉及凸轮型线、气门活动状态、气门震动模拟、挺柱和凸轮之间的接触位置等。

由于在国内开始的早期，国外已经掌握了较为完备的发动机技术，这其中就包括了从配起机构的基本原理和应用的技术方面，就己经发展的较为完备了。

在上个世纪90年代，在全球上各大工厂都还使用单个气缸的二个正时进、当排气门数时，一位日本工程师发明了多气门发动机，而所谓多气门发动机就是发动机气缸进、排气门数超过两个气门。

当时，它主要是由日本制造商开发的。

它基本上是一个四阀多阀的设计。

20世纪90年代末，本田率先开发了VTEC发动机，该发动机可以自由调整正时长度和正时，以克服常见多气门发动机在中低转速时排放效率低的问题。

但是由于结构的影响，气动阀在自动控制的操作过程中并不方便，所以早期的VTEC只有两冲程控制，现在更多的时候只有三冲程控制，再加上新配备的VTEC发动机，在加速的时候，往往会有突然的推回感觉，这也降低了驾驶的舒适性。

浅析柴油机配气机构的发展现状

浅析柴油机配气机构的开展现状论文关键词:柴油机配气机构动态设计论文摘要:系统介绍了新技术和先进设计方法在柴油机配气机构设计中的应用，并就各种新技术对柴油机性能的影响进行了详尽分析，同时对配气机构的先进设计方法和传统设计方法的优缺点进行了综合比较。

配气机构对发动机性能具有重要影响。

它的主要功能是实现柴油机的换气过程，根据气缸的工作次序，定时地开启和关闭进、排气门，以保证气缸吸人新鲜空气和排除废气’。

在柴油机设计中，配气机构设计占有重要地位，其设计一质量不仅直接影响柴油机的技术性能、工作可靠性、耐久性和平稳性，而且还决定了发动机的结构紧凑性和制造、使用的本钱，因此国内外对配气机构的研究都非常重视。

现今对柴油机的设计，一方面希望气门加速度较大，以使气门能够迅速开、关，从而得到较好的换气效果，以提高动力性和经济性;另一方面，希望载荷保持相对较小，以减少加速度，从而减少振动和噪声，延长使用寿命、2。

随着计算数学和电子计算机在配气机构设计阶段的运用，通过选用不同的凸轮型线、包角、重叠角、气门直径、升程等参数，进行多种方案的计算，可从中选出最接近于所希望要求的方案，也可以通过设计参数的调整，从而获得接近于理想的充气效率和配气正时。

目前，配气机构的研究在技术应用和设计方法上都取得了一定的进展。

1技术应用1.1顶置凸轮轴技术顶置气门配气机构.可以增大发动机的充气系数，使燃烧室的结构更加紧凑，从而使发动机有较好的性能指标。

顶置气门配气机构根据凸轮轴的放置位置可以分为下置型凸轮轴和顶置型凸轮轴。

下置型凸轮轴配气机构会在高速运转时产生较大的惯性力、振动和噪声，消耗较大的动力。

为了解决这一问题，顶置凸轮轴技术应运而生。

顶置凸轮轴技术的一种方式是将凸轮轴置于气门上方，从而省去了推杆、挺柱;另一种形式是将顶置凸轮轴放于气门室罩内，凸轮直接作用于气门上，从而省去了摇臂。

顶置凸轮轴能够保证高速时气门工作良好，零件惯性力较小，工作较为平稳可靠。

论汽车发动机配气机构维修及发展现状

2013届专科毕业设计（论文）题目：论汽车发动机配气机构维修及发展现状班级：2011级学号：姓名：覃俊指导教师：何允萍2013年3月论汽车发动机配气机构维修及发展现状学生姓名：覃俊学号：所在函授站：长沙理工大学柳州函授站班级： 2011级指导教师：何允萍完成日期： 2013年3月目录1配气机构的组成 (1)1.1 气门组 (1)1.1．1气门 (1)1.1．2门导管 (2)1.1.3气门座 (2)1.1.4气门弹簧 (2)2气门传动组 (3)1.2.1凸轮轴 (3)1.2.2气门挺柱 (4)1.2 .3推杆 (4)1.2. 4摇臂与摇臂轴 (4)3常见故障现象 (5)1.3 .1气门座圈响 (5)1.3 .2气门漏气 (5)1．3. 3气门脚响 (6)1．3 .4气门弹簧晌 (6)4维修过程中注意事项 (6)1.4.1气门的光磨 (6)1.4.2气门座的铰削 (7)1.4.3气门的研磨 (7)1.4.4气门导管的铰削 (7)1.4.5凸轮轴轴承的刮削 (7)1.4.6气门脚间隙的调整 (7)5现状与发展 (8)1.5.1内燃机凸轮机构的现状 (8)1.5.2内燃机凸轮配气机构的发展前景 (8)1.5.3由孤立研究到系统研究 (9)1.5.4全面评价配气机构系统 (9)1.5.5总结 (10)6 个人感受 (10)参考文献 (11)致谢 (12)论汽车发动机配气机构维修及发展现状摘要配气机构是发动机的核心部件,其设计合理与否直接关系到内燃机的动力性、经济性、环保性及工作的可靠性。

本文对国内外发动机配气机构的发展现状和发展趋势进行了研究,运用配气机构设计的基本理论,针对Q276发动机,选择适合其工作环境和性能要求的结构型式,对影响其性能的关键因素——凸轮型线、配气相位、功率损耗进行分析和计算,并对如何进一步提高该类型发动机的动力性和经济性进行了探讨。

首先根据Q276发动机的工作环境和性能要求,结合顶置式配气机构的机构简单和配气相位准确的特点,Q276发动机采用了顶置式配气机构。

配气机构的现状与前景分析

配气机构的现状与前景分析概述配气机构是内燃机中非常关键的一个部分，它决定了燃油的燃烧是否充分，进而影响到整个发动机的性能和功率输出。

随着汽车技术的不断发展，配气机构的研发也在不断推进，以满足消费者对于更高性能和更低油耗的需求。

现状目前，配气机构在传统汽车中仍占据着主导地位，采用的主要还是气门机构和进气道控制机构两种形式。

气门机构可以分为平衡杆和气门摆杆两种，前者对于减小摩擦和防止气门卡住有很好的作用，后者则能够更加准确地控制气门的开启和关闭时间，对于提高燃油利用率和减小排放有很好的效果。

进气道控制机构主要用于管理发动机的进气量和进气时间，通过气流的控制来优化燃烧效率和提高动力输出。

而随着新能源汽车和混合动力车的兴起，配气机构也在逐渐转型。

在混合动力车中，采用可变气门正时技术的发动机已经成为了主流，具有更高的能效和更低的排放。

而在电动车中，传动系统的简化和轻量化使得发动机可以更加精简，减少了对于气门机构和进气道控制机构的需求。

前景随着汽车技术的不断发展，配气机构在未来也将继续发生转型升级。

其中，变量气门正时技术的进一步完善和普及无疑是一个趋势。

这种技术可以实现气门的开启和关闭时间的实时调整，以匹配发动机的运行状态，进一步提升燃油利用率和动力输出。

同时，可变气门升程技术也有望得到更广泛的应用，这种技术可以根据发动机负载情况动态调整气门升程，从而达到更高的进气效率和更低的油耗。

另外，电动车的发展也将进一步影响配气机构的设计和制造。

电动车对于发动机的需求减少了，而更多的会关注电力电子系统和电池管理系统的优化，但电动车的底盘空间限制仍然存在，因此要求配气机构能够进一步精简和轻量化，同时可靠性和维修方便性也是需要考虑的因素。

配气机构作为内燃机中非常重要的一个部分，在未来的发展中仍然有很多机遇和挑战。

随着技术的不断升级和应用的不断拓展，相信这个行业会迎来更加美好的未来。

浅析柴油机配气机构的发展现状(2)

2设计方法2.1由静态设计过渡到动态设计在静态优化设计中，将配气机构看作绝对刚体，不考虑它在运动时的弹性变形，用该方法设计凸轮型线，主要用以下三项指标来判别其好坏:(1)静态充气性能。

通常用挺柱升程、丰满系数和时一面值来表示，希望此值越大越好。

(2)静态加速度峰值。

即挺柱的最大正负加速度值。

其绝对值越小，凸轮轴的高速动态性能越好。

(3)轮廓面最小曲率半径或凸轮与挺柱表面的接触应力。

设计凸轮时，应避免凸轮曲率半径过小，否则会导致接触应力过大，使凸轮出现过早磨损。

用静态优化设计的凸轮，虽然加速度曲线不连续，配气机构惯性力可能会产生突变，时一面值较大5。

但当柴油机转速上升时，配气机构的弹性变形会引起气门的剧烈振动，严重时会破坏气门的正常工作，产生飞脱和反跳，这不仅加剧了柴油机的振动、噪声和零件间的磨损，还会使充气效率下降，为了解决静态设计的不足，人们提出了动态设计的方法。

在动态设计中，考虑到系统的弹性变形，气门在工作中会产生振动，影响配气机构动力性能和平稳睦，因此必须对配气机构在工作中的动态特性进行评估。

在动态优化设计中，考虑弹性变形，把配气机构看成弹性系统，主要由下列指标来评价凸轮型线阎:(1)气门的动态加速度峰值:根据单质点振动模型或多质点振动模型计算出最大加速度峰值和第一个负加速度峰谷，以及落座后的气门动态响应。

(2)动态充气性能:考虑进排气管压力波动、多缸机各缸的进气不均现象及配气相位对充气性能的影响。

随着柴油机转速的提高，静态和动态充气性能的差别越来越大，这主要是由两部分因素引起的，一是当转速提高，吸气冲程时间缩短，进排气管压力波的动态响应增大;另外一方面气门发生脱离和反跳，破坏了正常的静态充气性能。

(3)挺柱与凸轮表面的动力润滑磨损情况以及气门头部的磨损情况。

2.2由孤立研究到系统研究过去的配气机构设计，只单一研究凸轮，而没有考虑其他零部件产生的影响。

由于配气机构是一个弹性系统，它由许许多多的零部件所组成，往往一个成功柴油机卜采用的凸轮应用于其他类型的柴油机上不一定效果会好，凸轮必须和整个配气机构系统结合在一起进行考虑，良好的凸轮设计也必须与系统的其他零部件正确匹配，才能达到希望的效果困。

汽车发动机配气机构原理及发展

汽车发动机配气机构原理及发展作者：詹圣蓝来源：《科技创新与应用》2016年第29期摘要：当前社会经济不断发展，人民对于生活质量的要求越来越高，因此汽车行业也获得了飞速的进步。

但是汽车的发展也是一把双刃剑，温室效应的出现与酸雨的出现和汽车行业的发展也都是存在一定的关系的。

当前，改善我们的生活环境是首要任务。

对于汽车行业来说，具体的问题就是怎么降低排放的问题，更大程度地去减小污染将是一个非常重要的课题。

那么，文章就将分析一下发动机的一个重要组成部分-配气机构。

配气机构也是对发动机排放有着很大影响的一个机构。

限制汽车的排放，用更少的燃料实现更大的功率输出也是发动机配气机构研究的一个重要任务。

文章将从配气机构的概述、配气机构的原理和配气机构的发展三个方面详细的阐述一下关于发动机配气机构的研究。

关键词：发动机；配气机构；发展1 配气机构的概述配气机构的主要组成部分：配气机构的组成主要是气门组和气门传动组两个部分组成的，下面分别介绍一下：气门组的组成，如图1所示。

气门传动组的组成：气门传动组件主要包括凸轮轴及其传动机构、挺柱、推杆和摇臂机构等零部件。

凸轮轴是气门传动组中的主要部件，其作用是控制气门的开闭及其升程的变化规律。

凸轮轴一般用优质钢模锻而成，并对凸轮和轴颈工作表面进行高频感应加热淬火（中碳钢）或渗碳淬火（低碳钢）处理。

挺柱的作用是将凸轮轴旋转时产生的推动力传给推杆或气门，挺柱一般用耐磨性好的合金钢或合金铸铁等材料制造。

摇臂组件主要有摇臂、摇臂轴、支撑座、气门间隙调整螺钉等零件。

摇臂是一个以中间轴孔为支点的双臂杠杆，短臂一侧装有气门间隙调整螺钉，长臂一端有一圆弧工作面。

2 配气机构的原理2.1配气机构的作用如上文所述，配气的主要足以供是排除气缸内燃烧过后的废气，并且及时地吸入新鲜的空气，从而保障燃料在气缸内的稳定燃烧。

所以，可以得出配气机构是实现发动机吸气和排气的一个机构，它的存在可以让发动机按照预定的顺序打开和关闭进气门和排气门。

配气机构的新发展

配气机构的新发展配气机构的任务是根据内燃机工况的需要适时适度地开闭进排气门，对气缸进行换气。

目前广泛采用的是气门、凸轮式配气机构，它具有保证汽缸密封性的优点。

气门—凸轮式配气机构按气门布置分侧置气门和顶置气门机构。

现代发动机配气机构采用的技术主要有以下三方面。

顶置凸轮轴技术，多气门技术，可变配气定时及气门升程技术。

一、顶置凸轮轴技术顶置气门配气机构，内燃机的充气系数较高，燃烧室比较紧凑，内燃机有较好的性能指标，是侧置气门机构所不能达到的，故侧置气门机构已被淘汰。

顶置气门配气机构又根据凸轮轴的放置位置分成凸轮轴下置型和顶置凸轮轴型。

绝大部分柴油机采用凸轮轴下置型，但这种机构高速运转时产生较大的惯性力和振动及噪声，消耗较大的动力。

目前的趋向是把凸轮轴放在气门上方，省去了推杆、挺柱，称顶置凸轮轴型(OHC)；还有些机构将顶置凸轮轴放在气门室罩里，凸轮直接作用于气门上，这种机构省去了摇臂，高速时气门工作良好，零件惯性力极小，工作平稳。

顶置凸轮轴型(OHC)又可分成SOHC 型和DOHC 型。

前者只用一根凸轮轴来驱动进、排气门；而后者采用两根凸轮轴来分别驱动进、排气门。

这种结构适用于进、排气门呈V 形排列的内燃机。

二、多气门技术配气机构的最新发展是改善燃料经济性，其关键在于如何提供更多的新鲜空气。

多气门内燃机很早就己经出现了，但仅用于赛车，目的是减轻排气门的热负荷和机械负荷，但并未能在内燃机制造业得到推广。

意大利布加奇公司首先创出具有四个排气门和一个进气门的内燃机，促进多气门内燃机产量迅速提高的原因在于自动控制技术的快速发展和生产的工艺水平越来越高，可以充分发挥多气门配气方案的优越性，保证内燃机在整个负荷和速度范围内形成最佳混合气，并适时适度送入气缸。

多气门内燃机优点很明显，可以增大流通截面积，提高充气系数，提高内燃机功率，还可以降低燃油消耗，减少排放。

三、可变气门正时配气机构(VVA )常规内燃机配气相位都是按内燃机性能要求，通过试验确定某一转速和负荷条件下较为适合的配气相位，自然只达到一种转速最为有利。

发动机配气机构(最新)

发动机配气机构(最新)发动机是现代车辆运转的关键部件之一，在汽车的发展历程中，发动机技术也在不断升级发展。

而发动机的配气机构也是其中一个重要组成部分。

一、前置知识在了解发动机的配气机构之前，我们需要先了解一些前置知识。

1. 发动机的工作原理发动机的工作原理是将燃油和空气混合后，通过点火使混合气爆炸燃烧，产生高温高压气体，再通过活塞运动将气体传递给曲轴，将机械能转化为动能，从而带动车辆运动。

2. 发动机的进、排气环节发动机的进气环节是指空气和燃油混合后进入发动机燃烧室的过程；而排气环节则是指燃烧后的废气从发动机中排出的过程。

而配气机构则是控制进、排气环节的重要组成部分。

二、发动机配气机构发动机配气机构主要包括凸轮轴、活塞、气门、可调气门正时系统、气门弹簧、启闭器等组件。

1. 凸轮轴凸轮轴是发动机配气机构中最重要的组件之一，其主要作用是控制气门的开关时间和气门升程。

凸轮轴的形状和数量是根据发动机的设计而定的。

2. 活塞活塞是发动机的一个重要部件，其主要作用是将气体的压力转化为机械能，带动曲轴旋转。

活塞借助连杆与曲轴相连，使发动机得以正常运转。

3. 气门气门是发动机配气机构中的重要组成部分，其作用是控制气体的进出。

气门有进气门和排气门之分，在适当的时候打开或关闭，控制空气和燃油的进出。

4. 可调气门正时系统可调气门正时系统是现代发动机的新技术，其主要作用是通过对凸轮轴的控制和调整，使进气与排气门在不同的工作状态下实现最佳的开启时间和升程。

这样，发动机就能够在不同转速下获得更高的输出性能和燃油经济性。

5. 气门弹簧气门弹簧是配气机构中的一种消耗件，在发动机工作时，气门弹簧不断地进行伸缩变形，确保气门的开闭动作顺畅且可靠。

6. 启闭器启闭器是发动机的启动装置，主要作用是在发动机启动的时候给发动机提供必须的能量。

启闭器的设计也与发动机的性能和结构息息相关。

三、总的来说，发动机配气机构的设计和性能对于发动机的效率、动力和能耗等方面都有着重要的影响。

汽车发动机-配气机构详细设计资料

汽车发动机配气机构6.1配气机构功用：•配气机构是控制内燃机进、排气过程的机构，即呼吸系统。

•按气缸的发火顺序和气缸中的工作过程，适时开启和关闭进气阀及排气阀，进入新鲜空气，排出废气。

工作条件：•转速高，若n=1000，四冲程，500次，以很高而变化的速度工作，惯性力和热负荷大，且润滑不良，零件磨损大。

要求：•定时准确；•有足够大的气体流通面积；•振动，噪音小；•工作可靠，寿命长；•结构简单，维修方便。

6.1配气机构的布置及传动• 配气机构的类型有气阀式，气孔式，气孔-气阀式。

6.1.1气阀式配气机构的布置：按气阀的布置可分为：•顶置式气阀和侧置式气阀按凸轮轴的位置可分为：•上置式凸轮和下置式凸轮。

按曲轴和凸轮轴的传动方式可分为•齿轮传动和链条传动侧置气门式气门机构3、优缺点：曲轴到气门距离近，方便齿轮传动，气门间隙调整方便，但气道拐弯多，流动阻力大，充气效率低，燃烧室扁平，结构不紧凑，容易爆震，压缩比低。

...1、结构特点：气门布置在气缸体一侧，气门头部朝上，没有摇臂、推杆，下置式凸轮轴，齿轮传动。

...2、工作原理：正时齿轮副带动凸轮轴转动，转到凸轮桃尖顶起气门挺杆，推动气门克服弹簧预紧力开启。

凸轮基圆与气门挺杆接触时，气门在气门弹簧预紧力的作用下关闭。

...顶置式气阀优点：燃烧室结构紧凑，可减小进，排气系统的阻力。

缺点：传动链的零件多，质量大因而惯性载荷较大。

2．凸轮轴布置形式1）下置式凸轮轴优点：凸轮轴与曲轴距离近，传动方便。

缺点：传动距离远，传动组件多，惯性大，加剧了零件的震动和磨损。

2）上置式凸轮轴优点：凸轮直接作用于摇臂，省去了挺柱和顶杆缺点：曲轴到凸轮轴传动机构复杂。

3）顶置式凸轮轴优点：凸轮轴直接驱动气阀，无惯性载荷的作用。

缺点：气阀杆受侧推力的作用磨损大。

曲轴列凸轮轴传动复杂，，拆装气缸盖也较麻烦。

3．气阀数及布置1）每气缸两个气阀的布置•每缸两阀，总是采用较大的气阀道路面积，且进气阀直径大于排气阀直径。

发动机配气机构分析

机械原理课程设计
汽车发动机配气机构分析
• 发动机配齐机构根据凸轮轴的位置不同可以分为三种类别：置式配气机构。此次分析我我们选用了第一种形势的布置结构。
首先我们绘制出这个机构的结构简图如下！
分析机构的自由度以及确定运动件。由上面分析可以看到n=5 Pl=7 Ph=0 故自由度 F=3*5-2*7=1 进行高副低代。可以得到如下的结构，并进行结构拆分如下，构件3为原动件。1、2、3为二级机构、4为一级机构；
1
2
3
4
由上面的机构分析可以看出这个机构为二级机构。二、对该机构进行运动分析：首先根据凸轮轴的尺寸比例绘出机构位置图，如下：
由于该过程是一变速运动，所以采用解析法来分析其过程
E
D

发动机可变配气机构的设计

发动机可变配气机构的设计1. 引言发动机可变配气机构是现代内燃机的重要组成部分，它可以根据不同的工况和需求，调整气门的开启和关闭时间、持续时间和相位，以优化燃烧过程，提高发动机的性能和燃油经济性。

本文将介绍发动机可变配气机构的设计原理、常用类型以及设计要点。

2. 可变配气机构的设计原理可变配气机构的设计原理是通过控制气门的开启和关闭时间、持续时间和相位，调整气门的进气和排气过程，以优化燃烧过程。

常见的设计原理包括：2.1 摇臂式可变配气机构摇臂式可变配气机构通过调整摇臂的长度和几何结构，控制气门的开闭，实现可变配气。

该设计原理简单、成本较低，适用于低功率发动机。

2.2 凸轮轴式可变配气机构凸轮轴式可变配气机构通过调整凸轮轴的轴向和回转角度，控制气门的开闭，实现可变配气。

该设计原理适用于高功率发动机，可以实现更精确的气门控制。

2.3 电控可变配气机构电控可变配气机构通过电控系统控制气门的开闭，实现可变配气。

该设计原理可以实现更高的控制精度和灵活性，但成本相对较高。

3. 可变配气机构的类型可变配气机构的类型多种多样，常见的类型包括：3.1 机械式可变配气机构机械式可变配气机构通过机械结构实现气门的可变控制，包括摇臂式可变配气机构和凸轮轴式可变配气机构。

3.2 液压式可变配气机构液压式可变配气机构通过液压系统实现气门的可变控制，可以实现更高的控制精度和灵活性。

3.3 电控式可变配气机构电控式可变配气机构通过电控系统实现气门的可变控制，可以实现精确的气门控制。

4. 可变配气机构的设计要点设计可变配气机构时需要注意以下要点：4.1 控制精度可变配气机构的控制精度决定了发动机的性能和燃油经济性，需要确保气门的开闭时间、持续时间和相位的准确控制。

4.2 结构可靠性可变配气机构的结构需要满足发动机工作的稳定性和可靠性要求，同时要考虑结构的重量和成本。

4.3 耐久性可变配气机构需要具备良好的耐久性，能够承受高频率的工作循环和高温高压的工作环境。

发动机配气机构发展综述

发动机配气机构发展综述张正有（重庆工学院汽车学院200246班22号）【内容摘要】：本文论述了发动机配气机构的发展进程，阐述了可变技术在配气机构中的发展和应用，对迄今已有的发动机气门驱动机构进行了分类介绍，总结了不同气门驱动机构的结构、工作原理和优缺点。

并指明了配气机构今后的发展方向。

【关键词】：发动机配气机构可变技术驱动机构Development Overview of Valve-train of EngineZhang zheng-you(Chongqing Institute of Technology；Automobile college 20024622)【Abstract】: This text discussed development progress ofvalve-train of engine and variable technique be using in the field. In addition, classifications and detail introductions were made for the valve actuators of automotive engine. The structures, fundamentals and advantage of the different actuators were summed up. In the end, further investigations in the future wre put forwards.【Key word】: engine； valve train； variable technique；valve actuators0 前言伴随着社会经济的发展，人类生活水平的提高，我们对生活质量也提出了越来越高的要求。

但是事实总是事与愿违，综观历史，我们周围的生活环境是越来越恶化——全球气温变暖，酸雨不断致使植被死亡等，都在一步一步的威胁着我们人类的生存。

配气机构文献综述

文献综述题目 168F汽油机设计——配气机构二级学院车辆工程学院专业能源与动力工程班级 112040601学生姓名彭元平学号 11204060117指导教师屈翔职称副教授时间 2016-3-20摘要：配气机构作为内燃机的重要组成部分其设计合理与否直接关系到内燃机的动力性、经济性能、排放性能及工作的可靠性、耐久性。

本文综述了汽油机配气机构的发展现状，论述了对配气机构优化设计的必要性，阐述了发动机配气机构优化设计的发展方向。

关键词：配气机构、凸轮型线、配气相位、气门弹簧。

Abstract：As important part of the internal combustion engine, valve mechanism with right design is a must, for it is directly relevant to power, economic performance, emission performance, reliability and durability of the internal combustion engine. This paper reviewed the gasoline engine valve mechanism from the aspects of the state-of-the-art and the necessities of its optimization design, and set forth the development of engine valve mechanism optimization design.Key words：Air distribution mechanism Cam type line Gas distribution phase Valve spring1.前言配气机构是汽油机最重要的组成部分它的功能是实现换气过程，即根据气缸的工作次序，定时的开启和关闭进、排气门，以保证换气充分。

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并指明了配气机构今后的发展方向。

据统计，90%以上的污染来自汽车的废气排放。

所以要改善我们的生活环境，其首要的任务就是降低、限制汽车的废气排放，低污染、低油耗、大功率、大扭矩的发动机也就是我们的追求目标。

而配气机构严重的影响着发动机的燃烧特性和排放特性。

本文就配气机构的改进发展情况加以论述和展开说明。

1发动机配气机构的可变技术可变技术(Variable Technology) 是指随着使用工况及要求的变化,或者为了解决矛盾及避免内燃机不正常工作现象的出现,使相关系统的结构或参数作相应的变化,从而使内燃机在各种工况下,综合性能指标能大幅度地提高,而且避免不正常燃烧及超负荷现象的产生。

可变技术涉及范围较广,如可变压缩比、可变进气系统、可变配气定时、可变喷油系统、可变增压系统等。

在解决较大转速范围内动力性和经济性的矛盾方面,可变技术显示出独特的优势。

近代电子技术的发展,促成了可变技术的迅速推广,使可变技术在车用内燃机上的应用和影响日渐突出。

1．1可变进气系统传统的进气歧管长度不可变，只能在一定的转速范围内有较好的充气效率，具有良好的性能；在运行过程中无法进行调节，其动力性在某些工况下必然要受到限制，使内燃机在两种极端的工况下性能下降，影响发动机的经济性和排放性。

长期以来人们发现进气管的长度变化影响内燃机。

进气管较短时，在高速运行有较好的充气效果；进气管较的充气效率v长时，在低速运行有较好的充气效果。

如图]1[1。

使用可变长度的进气管，可使内燃机在较宽的转速范围内都有叫好的充气效果。

图]1[2所示的是一个进气管长度可变的进气控制系统，在内燃机低速运转时，进气控制阀关图1 四缸汽油机进气管长度对充气系数的影响随转速的变化关系图2 可变进气管长度控制系统闭，管道变长，提高了进气流速，加强了惯性进气的作用，从而提高了充η。

在内燃机高速运转时，进气控制阀打开，管道变短降低了进气气效率vη。

图]1[3所示的为进气管长度无级变化的进阻力，从而提高了充气效率v气系统示意图，这种系统可以利用动态效应充气，在内燃机的所有转速范图3 长度无级可变进气系统示意图围内都能达到最佳的效果。

这种进气管长度可变系统的结构简单、费用不大、可靠性高，比较适用于汽车、拖拉机、摩托车等的发动机上。

1. 2 可变配气相位传统内燃机配气相位在内燃机运转过程中是固定不变的,不能同时兼顾各种转速的要求,也就很难达到真正的最佳配气相位。

而采用可变配气相位则可以在内燃机整个工作范围内,提供合适的气门开启、关闭时刻或升程,从而改善内燃机进、排气性能,较好地满足高转速和低转速,大负荷和小负荷时的动力性、经济性以及废气排放的要求。

面：综上所述,可变配气相位改善内燃机性能,主要体现在以下几个方]2[1) 能兼顾高速及低速不同工况,提高内燃机的动力性和经济性;2) 改善内冉机怠速及低速时的性能及稳定性;3) 降低内燃机的排放。

目前有两类可变配气相位机构,一类为可变配气相位,这类方法能提高中、低速转矩,改善低速稳定性,但由于最大气门升程保持不变,所以对燃油经济性改善不大,在此不作详细论述。

另一类为在低速和高速时应用不同的凸轮来同时调节配气正时和气门升程,并对高速凸轮和低速凸轮及工况转换点同时进行优化,使内燃机在整个转速范围内获得良好的性能。

由于可变配气相位技术的优越性,在美国已有800 多项专利产品。

可变配气相位(VVT)典型代表为日本本田车用公司的VTEC 系统。

VTEC系统结构及工作原理如图4。

其配气凸轮轴上布置了高、低速两种凸轮,采用特殊设计的摇臂,能够图4 日本本田公司可变配气相位、升程（VETC）机构工作原理图1.液压活塞B2.液压活塞A3.凸轮轴4.高速凸轮5.低速凸轮6.限制活塞7.第2摇臂8.中间摇臂9.第1摇臂根据内燃机转速高低自动切换凸轮,使摇臂分别被高速或低速凸轮驱动,从而实现了配气正时和气门升程同时调节的目的。

凸轮轴上中间为高速凸轮,与中间摇臂相对应,左右各有一个低速凸轮,分别位于第1 和第2 摇臂位置。

3 个摇臂内装有液压活塞A、B 和限制活塞。

其工作过程为: 转速低于6 000r/ min 时,液压活塞不移动,中间摇臂在高速凸轮驱动下,压下空动弹簧,而第1 和第2 摇臂则在2 个低速凸轮作用下驱动2 个气门;转速高于6 000 r/ min时,在压力油作用下,液压活塞A 和B 移动,中间摇臂与左右摇臂锁在一起在高速凸轮的作用下驱动气门,低速凸轮随凸轮轴空转。

1. 3 可变进气涡流强度传统的柴油机进气涡流强度取决于柴油机的转速。

对于一个恒定的柴油机进气道而言,随柴油机转速的升高进气涡流增强,反之涡流强度减弱。

进气道的设计一般只能保证在某一转速范围内的涡流强度使柴油机性能最佳,而转速改变时,进气涡流就会过强或过弱,不利于柴油机正常工作。

图]2[5为副气道控制进气涡流强度结构示意图。

副气道以一定角度与主气道图5 副气道控制进气涡流强度结构图1.主气道2.汽缸盖 4.控制阀 5.控制阀行程传感器 6.电磁阀 7.副气道相连,形成与主气道反向的进气涡流,通过改变副气道的进气量可以很好地改变整个进气涡流强度。

该种控制方法结构简单,涡流强度的改变不会恶化流量系数,因而得到了广泛的应用。

总之，可变技术的应用可使内燃机的各项性能在整个使用工况变化范围内得到优化。

如果说,活塞式内燃机经过百余年的研究与发展,在技术上已达到相当高的水平,那么,可变技术就是使其性能进一步取得重大突破的途径之一。

因而,可变技术的发展前景十分诱人。

可变技术的广泛应用需解决两个关键问题:其一是研制出可改变参数的结构;其二是确保这种结构在工作过程中的可靠性。

近代电子技术的发展,使改变结构参数的调控过程更易实施,有些可变技术已在轿车上使用并取得了较好的效果,我国应加大在此方面的投入,优化内燃机设计,使可变技术在内燃机上获得普遍应用,进一步提高内燃机的综合性能。

2发动机气门驱动机构的发展2. 1 凸轮轴气门驱动机构绝大多数活塞式内燃机是采用传统的机械驱动凸轮结构来驱动进排气门的，其气门的升程、配气定时一般是基于某一狭小工况范围发动机性能的局部优化而确定，在工作过程中是固定不变的，是一种折中选择，气门运动规律完全由凸轮的型线确定的。

这种气门驱动机构难于满足发动机动力性、经济性和环保性能不断提高的要求，尤其是车用发动机，由于其工作范围非常宽，要求配气相位可变、气门升程可调。

但由于它简单、可靠、相对来说不昂贵，至今仍广泛的使用。

2.2凸轮轴可变气门驱动机构凸轮轴可变气门驱动机构是在传统气门驱动机构的基础上改进的，有两种实现形式：一种是凸轮轴和凸轮可变系统；另一种是气门-挺杆可变系统，工作时凸轮轴和凸轮不变动，气门、挺杆、摇臂或拉杆靠机械力或液力作用而改变，从而改变配气相位和气门升程。

凸轮轴调相机构是通过正时带轮与凸轮轴内轴之间设置一环型柱塞，图6 传统进气机构与Valvetronic机构的比较柱塞和凸轮轴内轴以直键或花键传动，电控单元通过液压或电子控制柱塞，使柱塞带动凸轮轴相对于曲轴转动一个角度，从而改变配气定时。

如图]4[6所示为带有Valvetronic的可变气门系统，它保留了传统的凸轮轴，增加了一根偏心轴、滚轴和顶杆机构，电控单元根据油门信号控制步进电机，步进电机改变偏心凸轮的偏移量，经中间摇臂间接地改变进气门动作。

Valvetronic可任意控制进气门升程，取代了节气门的功能，从而将泵气损失减至最低。

Valvetronic有利于提高冷车时的运转性能、降低排放，并使运转更加平稳。

2. 3 无凸轮轴驱动配气机构无凸轮电液驱动配气机构在所有工况下都能连续、独立地控制气门运动,使发动机获得低排放、低能耗、高扭矩和高功率输出等优点。

无凸轮配气机构就是取消发动机配气机构中的凸轮轴以及从动件,而以电液、电磁、电气或者其他方式驱动气门。

相对于传统的机械式配气机构来说,电液驱动配气机构的优点可以概括为:降低了能耗、增加了扭矩、提高了输出功率和怠速稳定性、减少了磨损和冲击噪声、可以简化发动机结构,降低了发动机的加工成本和重量、实现了发动机的制动性能等等。

2.3.1电液驱动配气机构无凸轮电液驱动配气机构就是取消凸轮轴和弹簧,利用一种压缩流体的弹性特征对气门的开启和闭合起加速和减速的作用,为气门定时、气门升程和速度提供了连续的可变控制。

加速时流体的势能转化为气门的动能;减速时气门的动能又转化为流体的势能,在整个过程中能量损失很少。

Daimler - Benz 公司研究员Letsche 研制的电液气门驱动机构如图]5[7所示。

该系统通过加速踏板位置、发动机转速等数据,精确计算出气门开启时刻和持续时间。

使用电磁阀控制液压系统就可使发动机气门动作。