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【摘 要】配气装置不但是研究发动机的基础，也是判断发动机优劣的依据，更是发动机改进的基础，本文从发动机配气机构工作原理出发进行阐述，从进、排气道的抛光、气门打磨、凸轮轴改进等方面提出改进思路。
【关键词】发动机；配气装置；改进
文章编号：ISSN1006—656X（2014）02-0116-01
一、发动机配气机构的工作原理
动作精确的气门是高性能发动机的基本要求，专业改进厂通常会提供不同的气门组合供消费者选择，发动机的盖章项目越多气门机构的精确度的要求就越严格，所以设定气门时必须要同时考虑与凸轮及气门摇臂的配合。
最基本的气门机构由凸轮轴、气门摇臂、气门弹簧、气门导管、气门及气门座组成。气门机构运作的动力来源是发动机曲轴，由连接于气缸曲轴上的正时齿轮以正时链条来带动连接于凸轮轴末端的另一个正时齿轮，两个齿轮的齿数比是1：2。也就是说，经过四个行程后曲轴转了720°，而凸轮轴只转了360°。有了这些驱动装置，凸轮轴便能随着发动机运转而转动，而气门平时在气门弹簧的弹力作用下关闭。当凸轮轴上的凸轮转到凸面时，由凸轮推动气门摇臂，气门便被打开，之后当凸面离开时，气门又在气门弹簧的作用下关闭。凸轮轴转速时发动机转速的1/2。而进、排气门也就因固定的凸轮角度而顺序工作。
（一）气门正时
进气门从打开到进气之前会有延迟，若能让机气门在活塞向下运动之前先打开，则可充分利用整个的进气行程。同时由于气流惯性，在吸气行程结束时继续保持进气门打开一段时间，可以吸入更多的混合气，从而增加容积效率。
如果排气门在排气行程尚未开始时限打开，可以减少活塞上升时的阻力，此外活塞由下而上到达上止点时，气缸内的废气并未能完全的排出，这是若将排气门的关闭时间延后，便可利用由进气门引入的新鲜混合气，将参与的废气挤出去，尽量减少因废气的残留影响发动机的动力输出。气门与活塞间的相对关系若以具体的图形来表示，就是配齐相位。而早开的进气门和晚关的排气门会造成进、排气门同时打开的重叠情况，称为气门重叠。
发动机高转速运转时若能增加气门重叠角度，可抵消因高速运转而凸显的进气延迟现象（其实高、低转速时进气延迟的时间是大致相同的，只是高转速时进气时间缩短，进气延迟所占的时间比例便相对提高。）但在低转速运转时，会因为气缸真空度不组及吸入混合气的流逝而造成溶剂效率低，导致低运转速动力不足、怠速运转不稳。
（二）凸轮的特性
气门机构的设计目标就是要让进气越多、排气排气彻底。除了气门正时外，气门尺寸扬程、加速曲线都会影响进、排气效率，而这些因素是由凸轮轴的凸轮形状及凸轮轴与曲轴的相对位置决定的。凸轮的形状是以一圆为基础（称为基圆），并由气门的开度角及关闭角度的1/2，决定开启及关闭点（凸轮的转速时发动机曲轴转速的1/2）。气门全开时与关闭时的高度差就成为扬程，是凸轮的基圆的中心到凸峰的距离减掉基圆的半径所得的值。在决定扬程之后，凸轮的基本雏形就已出现，最后还要根据气门加速曲线的需求修正凸轮的轮廓。
气门开始动作到完全打开或关闭所需的时间长短与凸轮轴角度的关系称为气门扬程与凸轮角所构成的曲线图来判断（曲线下所围成的面积越大容积效率越高）。当气门尺寸及气门的正时不变时，气门急开、急闭可得到最佳的容积效率（也就是提高气门的加速度），单受气到的冲击力及传统的限制（必须以圆弧面接触以维持机构运转的顺畅）。此外适度的提高气门扬程也可提高容积效率。
二、发动机配气机构的改进
（一）进、排气道的抛光
进排气道的抛光可较少气道表面的粗糙度，其效果可分為二方面：一是抛光后平滑的表面可有效降低进、排气阻力、减少空气气流经气道时在气道表面产生的停滞现象；二是抛光后可适度的加大气道口径，这加大的幅度并不很大，可视为抛光带来的附加效益。抛光后可加快进气或排气的速度，可在有限的开启时间内，使进气量多、残余废气排的更干净，从而提高发动机的进气效率及减少残留废气使混合气变稀的现象。
（二）气门打磨
气门的打磨可分为两个部分，一是进气门头的打磨，二是排气门背面头的打磨。进气门头的打磨使气门头部部分凹的弧度更大。在进气门打开，空气进入气缸时，由于门头的弧度使其产生涡流，加速油气混合。气门头背面的适度打磨则可造成排气时排气门附近产生涡流，造成排气回压，也就可再进一步加大排气管的口径。
（三）凸轮轴改进
凸轮轴可视为气门机构的核心部件，因为气门的启闭正时角度、气门重叠、扬程都是由凸轮轴的形成决定的。从凸轮的外形轮廓可以判断其性能特征：
第一，基圆打、扬程短的凸轮
其特性的是低速转矩良好，工作平顺，但高速运转时则较差，适合需要平顺转矩的RAL-LY赛车。
第二，基圆小、扬程长的凸轮
其特性是高转速时良好、低转速时良好、低转速软弱无力、动力衔接性不良、尤其怠速时可能抖动严重，动力要到高转速才会产生。
第三，基圆大、扬程长和基圆小、扬程短的凸轮
一般量产型车辆都使用这种凸轮，其性能表现是比较普通的。道路用汽车的改进凸轮轴应该是普通但稍偏高转速型的、而偏多少则由供油电脑及气门弹簧的设计匹配程度决定。
参考文献：
[1]施劲.汽车改进ABC[M].安徽：江苏科学技术出版社，2012：84-97.
[2]邵恩坡.汽车改进一本通[M].北京：中国电力出版社，2012：171-197
【关键词】发动机；配气装置；改进
文章编号：ISSN1006—656X（2014）02-0116-01
一、发动机配气机构的工作原理
动作精确的气门是高性能发动机的基本要求，专业改进厂通常会提供不同的气门组合供消费者选择，发动机的盖章项目越多气门机构的精确度的要求就越严格，所以设定气门时必须要同时考虑与凸轮及气门摇臂的配合。
最基本的气门机构由凸轮轴、气门摇臂、气门弹簧、气门导管、气门及气门座组成。气门机构运作的动力来源是发动机曲轴，由连接于气缸曲轴上的正时齿轮以正时链条来带动连接于凸轮轴末端的另一个正时齿轮，两个齿轮的齿数比是1：2。也就是说，经过四个行程后曲轴转了720°，而凸轮轴只转了360°。有了这些驱动装置，凸轮轴便能随着发动机运转而转动，而气门平时在气门弹簧的弹力作用下关闭。当凸轮轴上的凸轮转到凸面时，由凸轮推动气门摇臂，气门便被打开，之后当凸面离开时，气门又在气门弹簧的作用下关闭。凸轮轴转速时发动机转速的1/2。而进、排气门也就因固定的凸轮角度而顺序工作。
（一）气门正时
进气门从打开到进气之前会有延迟，若能让机气门在活塞向下运动之前先打开，则可充分利用整个的进气行程。同时由于气流惯性，在吸气行程结束时继续保持进气门打开一段时间，可以吸入更多的混合气，从而增加容积效率。
如果排气门在排气行程尚未开始时限打开，可以减少活塞上升时的阻力，此外活塞由下而上到达上止点时，气缸内的废气并未能完全的排出，这是若将排气门的关闭时间延后，便可利用由进气门引入的新鲜混合气，将参与的废气挤出去，尽量减少因废气的残留影响发动机的动力输出。气门与活塞间的相对关系若以具体的图形来表示，就是配齐相位。而早开的进气门和晚关的排气门会造成进、排气门同时打开的重叠情况，称为气门重叠。
发动机高转速运转时若能增加气门重叠角度，可抵消因高速运转而凸显的进气延迟现象（其实高、低转速时进气延迟的时间是大致相同的，只是高转速时进气时间缩短，进气延迟所占的时间比例便相对提高。）但在低转速运转时，会因为气缸真空度不组及吸入混合气的流逝而造成溶剂效率低，导致低运转速动力不足、怠速运转不稳。
（二）凸轮的特性
气门机构的设计目标就是要让进气越多、排气排气彻底。除了气门正时外，气门尺寸扬程、加速曲线都会影响进、排气效率，而这些因素是由凸轮轴的凸轮形状及凸轮轴与曲轴的相对位置决定的。凸轮的形状是以一圆为基础（称为基圆），并由气门的开度角及关闭角度的1/2，决定开启及关闭点（凸轮的转速时发动机曲轴转速的1/2）。气门全开时与关闭时的高度差就成为扬程，是凸轮的基圆的中心到凸峰的距离减掉基圆的半径所得的值。在决定扬程之后，凸轮的基本雏形就已出现，最后还要根据气门加速曲线的需求修正凸轮的轮廓。
气门开始动作到完全打开或关闭所需的时间长短与凸轮轴角度的关系称为气门扬程与凸轮角所构成的曲线图来判断（曲线下所围成的面积越大容积效率越高）。当气门尺寸及气门的正时不变时，气门急开、急闭可得到最佳的容积效率（也就是提高气门的加速度），单受气到的冲击力及传统的限制（必须以圆弧面接触以维持机构运转的顺畅）。此外适度的提高气门扬程也可提高容积效率。
二、发动机配气机构的改进
（一）进、排气道的抛光
进排气道的抛光可较少气道表面的粗糙度，其效果可分為二方面：一是抛光后平滑的表面可有效降低进、排气阻力、减少空气气流经气道时在气道表面产生的停滞现象；二是抛光后可适度的加大气道口径，这加大的幅度并不很大，可视为抛光带来的附加效益。抛光后可加快进气或排气的速度，可在有限的开启时间内，使进气量多、残余废气排的更干净，从而提高发动机的进气效率及减少残留废气使混合气变稀的现象。
（二）气门打磨
气门的打磨可分为两个部分，一是进气门头的打磨，二是排气门背面头的打磨。进气门头的打磨使气门头部部分凹的弧度更大。在进气门打开，空气进入气缸时，由于门头的弧度使其产生涡流，加速油气混合。气门头背面的适度打磨则可造成排气时排气门附近产生涡流，造成排气回压，也就可再进一步加大排气管的口径。
（三）凸轮轴改进
凸轮轴可视为气门机构的核心部件，因为气门的启闭正时角度、气门重叠、扬程都是由凸轮轴的形成决定的。从凸轮的外形轮廓可以判断其性能特征：
第一，基圆打、扬程短的凸轮
其特性的是低速转矩良好，工作平顺，但高速运转时则较差，适合需要平顺转矩的RAL-LY赛车。
第二，基圆小、扬程长的凸轮
其特性是高转速时良好、低转速时良好、低转速软弱无力、动力衔接性不良、尤其怠速时可能抖动严重，动力要到高转速才会产生。
第三，基圆大、扬程长和基圆小、扬程短的凸轮
一般量产型车辆都使用这种凸轮，其性能表现是比较普通的。道路用汽车的改进凸轮轴应该是普通但稍偏高转速型的、而偏多少则由供油电脑及气门弹簧的设计匹配程度决定。
参考文献：
[1]施劲.汽车改进ABC[M].安徽：江苏科学技术出版社，2012：84-97.
[2]邵恩坡.汽车改进一本通[M].北京：中国电力出版社，2012：171-197