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汽车内燃机建立在奥托循环之上，循环着进气、压缩、作功、排气。提到汽油发动机的结构，常说到两大机构－曲柄连杆机构和配气机构；五大系统－燃油供给、点火、冷却和润滑系统。它们协同配合，保证发动机高效、稳定的工作。 发动机工作原理图 其中两大机构－曲柄连杆机构和配气机构，构成了发动机的基础。百年来，这两大机构走的路很有意思：曲柄连杆机构百年不变；而配气机构是花样翻新，变化多端。“聊车道”将用两期去分别聊聊这两大机构的变与不变！ 配气机构结构图 发动机工作时，活塞往复运动，气缸内不断的循环着进气、压缩、作功和排气，这需要气门给予良好的配合，定时的开启和关闭。这个配合必须精确，否则发动机不能正常工作，甚至引发事故。而气门及相关的驱动机构，就是今天要说的配气机构。 配气机构主要包括气门、气门导管、气门弹簧、气门油封、锁片、凸轮轮、正时皮带或链条、挺杆、摇臂等。 配气机构的气门组相同 配气机构的工作原理 气门在气门弹簧的作用力下落座，保持关闭；发动机的曲轴通过皮带或链条驱动凸轮轴旋转，凸轮会驱动一些中间件，如挺杆、摇臂等，最终作用于气门，使得气门克服弹簧力而打开。当凸轮的凸起转过后，气门又在弹簧的力下回位，保持关闭。 本期不谈论配气机构的细节问题，如配气相位、气门间隙等。重点看各式各样的配气设计，体现它的花样翻新，变化多端和科技的影响。 第一代，把气门设计在缸体上称为侧置式配气，凸轮、挺杆、气门、气道等统统在缸体上。今天不光没有这种设计了，连个图片也不好找，我在网上找了几张图，然后拼了一下。 称为侧置式配气－气门、气道及凸轮轴都在缸体 这种设计配气机构好像和缸盖没一毛关系，反过来看看现在发动机配气机构几乎全在缸盖上，是不是感觉有点不可思议。 第二代，把气门设计在缸盖上，但是凸轮轴在缸体上气门在缸盖、凸轮在缸体 把气门设计在缸盖上，提高了气道设计灵活性，更重要的是每缸可以设计出四气门甚至五气门。今天所有发动机已然是每缸四气门设计－两进两排。 但是凸轮轴依然留在缸体，凸轮轴要驱动挺杆、推杆、摇臂等部件才能”够得着“气门。 第三代，除了气门在缸盖上，凸轮轴也追过来了凸轮轴从缸体移师缸盖 凸轮轴从缸体移师缸盖，称为顶置凸轮轴，这样可以去除之前的挺杆和推杆了！这时凸轮轴与曲轴的距离远了，曲轴要通过皮带或链条带动凸轮轴了，有了一争：皮带的好还是链条的好？本文暂不讨论，会发专文！ 正时链条和正时皮带 这时还有了DOHC和SOHC之分：DOHC是双顶置凸轮轴，在缸盖有两个凸轮轴，分别驱动进气门和排气门；SOHC是单顶置凸轮轴，只有一个凸轮轴，同时驱动进气门和排气门。对于一缸只有一进一排的情况，应用SOHC，一条凸轮轴就够用。而对于一缸两进两排的情况，一条凸轮轴也可以搞定，但是更多的应用DOHC。 SOHC和DOHC对比图 采用两个凸轮轴后，采用挺柱直接代替了摇臂机构，由凸轮轴直接下压挺柱，作用于气门，结构进一步简化。 凸轮驱动挺柱直接作用于气门 第四代，采用了滚轮摇臂，变滑动摩擦为滚动摩擦
滚轮摇臂，变滑动摩擦为滚动摩擦 以前的驱动装置，凸轮与摇臂、或者凸轮与挺柱之间是滑动摩擦。新式设计的带有滚轮的摇臂，摇臂内有滚轮及轴承，提高使用寿命，降低损耗，减小噪音。 现代电子控制技术的介入，使的气门开闭可变气门可变控制包括气门可变正时和气门可变升程。其中气门正时可变技术称为VVT。如丰田的i-VVT，其它厂商称VVT、CVVT、DVVT等。VVT技术在凸轮轴前加装个控制器，改变凸轮轴相对曲轴的转角向前或迟后，从而改变气门开启时机。
丰田的i-VVT
进气凸轮轴前装有VVT控制器 可变气门升程技术有本田的VTEC、奥迪的AVS、宝马的Valvetronic。基中本田、奥迪只能两段可变升程，而宝马的Valvetronic可以实现连续可变气门升程。
宝马的Valvetronic可变气门升程
宝马的Valvetronic可变气门升程 关于可变气门正时和升程，涉及的知识点再多，“聊车道”将开专文讨论！ 改变传统的机械驱动，引入液压驱动，或电磁驱动电磁液压气门控制 号称最完美气门技术的菲亚特Multiair电磁液压进气技术，关于实个技术，“聊车道”将开专文讨论。 未来，随着汽车电压和控制技术的提升，电磁驱动的气门真有可能实现，到时，什么凸轮轴、正时皮带、挺杆、摇臂都不用了！ 所以说，科学技术是第一生产力。百年来，我们的发动机配气在科技的推动下，花样翻新，变化多端！ |
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