什么是配气机构？

配气机构的设计要求是减少进气和排气阻力，使进、排气门的开启时刻和持续时间合理，以实现充气效率的最大化。

充气效率越高，表明进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气质量越多，燃烧混合气可能发出的热量越大，发动机的功率也就越大。然而，由于进气系统对气体造成阻力，使进气终了时的气缸内压力下降，同时上一轮循环中残余的高温废气也会使进气终了气体温度升高，实际进入的气体质量总小于在一般状态下的充满气缸气体的质量，因此充气效率总小于1，一般为0.8~0.9。

气门顶置式是应用最广泛的一种配气机构型式，进气门和排气门都倒挂在气缸盖上。气门组包括气门、气门导管、气门座、弹簧座、气门弹簧、锁片等零件；气门传动组由摇臂、摇臂轴、推杆、挺柱、凸轮轴和正时齿轮组成。

当气缸的工作循环需要将气门打开进行换气时，曲轴通过传动机构驱动凸轮轴旋转，使凸轮轴上的凸轮凸起部分通过挺柱、推杆、调整螺钉推动摇臂摆转，摇臂的另一端便向下推开气门，同时使弹簧进一步压缩。当凸轮的凸起部分的顶点转过挺柱以后，便逐渐减小了对挺柱的推力，气门在弹簧张力的作用下开度逐渐减小，直至最后关闭。压缩和做功行程中，气门在弹簧张力的作用下严密关闭。

凸轮轴布置型式有凸轮轴下置式、凸轮轴中置式和凸轮轴上置式。凸轮轴下置式配气机构：凸轮轴装在曲轴箱内，直接由凸轮轴正时齿轮与曲轴正时齿轮相啮合，由曲轴带动。凸轮轴中置式配气机构：凸轮轴位于气缸体的上部，通过挺柱直接驱动摇臂，省去推杆。凸轮轴上置式配气机构：凸轮轴布置在气缸盖上，通过摇臂直接驱动气门，使往复运动的质量大为减小，对凸轮轴和气门弹簧的要求也最低，因此适用于高速强化发动机。

气门组包括气门及与之相关联的零件，如气门、气门导管、气门座及气门弹簧等。气门头部温度很高，还承受气体的压力、气门弹簧的作用力和传动组件惯性力，其润滑、冷却条件差，要求气门必须有一定强度、刚度、耐热和耐磨性能。进气门一般采用合金钢，排气门采用耐热合金。气门头部的形状有平顶、球面顶和喇叭顶等，平顶气门头部结构简单、制造方便、吸热面积小、质量较小、进排气门都可以使用。

气门导管的作用是起导向作用，保证气门做直线运动，使气门与气门座能正确贴合。此外，气门导管还在气门杆与汽缸体之间起导热作用。气门导管的工作温度较高，气门杆在其中运动，仅靠配气机构飞溅出来的机油进行润滑，易磨损，所以气门导管大多数适用灰铸铁、球墨铸铁等制造的。

气门弹簧的功用是克服在气门关闭过程中气门及传动件的惯性力，防止各传动件之间的惯性的作用产生间隙，保证气门及时坐落并紧密接触，防止气门在发动机震动时发生跳动，破坏其密封性。气门弹簧多为圆柱型螺旋弹簧，其材料为高碳锰钢冷拔钢丝，加工后热处理，钢丝表面要磨光、抛光或用喷丸处理。为了防止生锈，表面镀锌。气门弹簧的一端支承在气缸盖或气缸体上，而另一端则压靠在气门杆端的弹簧座上，弹簧座用锁片固定在气门杆的末端。

凸轮轴是配气机构的关键部件，由它控制气门的配气相位。在发动机工作时，为了减少凸轮轴的变形以避免导致配气机构工作失常，凸轮轴的支承大多采用全支承方式。凸轮轴的材料一般用优质钢模锻而成，也可以采用合金铸铁或球墨铸铁铸造，凸轮和轴径的工作表面一般经过热处理后精磨，以改善耐磨性。

配气机构的故障主要有配气相位失准和配气机构异响。配气相位失准主要是同步带安装位置不正确或同步带齿形磨损引起滑转，遇此故障应立即更换同步带，并按发动机拆装的有关内容重新安装同步带。配气机构异响的故障诊断与排除包括凸轮轴响、气门脚响、气门弹簧响和气门座圈响等。

凸轮轴响现象是在发动机上部发出有节奏较钝重的“嗒嗒”声，中速时明显，高速时响声杂乱或消失。原因可能是凸轮轴轴向间隙过大、凸轮轴有弯、扭变形、凸轮工作表面磨损或凸轮轴轴颈磨损等。气门脚响现象是发动机怠速时，气缸盖罩内发出有节奏的“嗒嗒嗒”的响声，发动机转速升高，响声增大。原因可能是气门杆尾端与气门间隙调整螺钉磨损、气门间隙调整螺钉的锁紧螺母松动、凸轮磨损或摇臂圆弧工作面磨损等。

气门弹簧响现象是发动机怠速时有明显的“嚓嚓”的响声，各转速下均有清脆的响声，多根气门弹簧不良，机体有震抖现象。原因可能是气门弹簧过软或折断。气门座圈响现象是有节奏的类似气门脚响，但比气门脚响的声音大很多，发动机转速一定时，响声时大时小，并伴有破碎声。原因可能是气门座圈和气缸盖气门座圈座孔配合过盈量不足、气门座圈镶入气缸盖气门座圈座孔后滚边时没有将座圈压牢或气门座圈粉末冶金质量不佳，受热变形以致松动等。