多氣門發(fā)動機

m.photographerstories.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：qscesz 類別：汽車構造維修時間：2007-01-10

1886年1月29日，德國人卡爾·本茨將自己研制的四沖單缸燃油發(fā)動機裝上了一輛三輪的車子并獲得專利權，世界從這一天開始才真正有了汽車。可以說，是發(fā)動機創(chuàng)造了汽車。發(fā)動機的基本構造（如圖）是由氣缸1、活塞2、連桿3、曲軸4等主要機件組成，每一個氣缸至少有兩個氣門，一個進氣門（藍色）和一個排氣門（橙色）。

氣門裝置是發(fā)動機配氣機構的一個組成部分，在發(fā)動機工作起非常重要的作用。燃油發(fā)動機的工作運轉(zhuǎn)由進氣，壓縮，作功和排氣四個工作過程組成。要使發(fā)動機連續(xù)運轉(zhuǎn)就必須使這四個工作過程周而復始，順序定時地循環(huán)工作。

其中的兩個工作過程，進氣和排氣過程，需要依靠發(fā)動機的配氣機構準確地按照各氣缸的工作順序輸送可燃混合氣(汽油發(fā)動機)或新鮮空氣(柴油發(fā)動機)，以及排出燃燒后的廢氣。另外的兩個工作過程，壓縮和作功過程，則必須隔絕氣缸燃燒室與外界進排氣通道，不讓氣體外泄以保證發(fā)動機正常地工作。負責上述工作的機件就是配氣機構中的氣門。它好比人的呼吸器官，吸進呼出，缺它不可。

發(fā)動機圖

隨著技術的發(fā)展，汽車發(fā)動機的轉(zhuǎn)速已經(jīng)越來越高，現(xiàn)代轎車發(fā)動機的轉(zhuǎn)速一般可達每分鐘5500轉(zhuǎn)以上，完成四個工作過程只需0.005秒時間，傳統(tǒng)的兩氣門已經(jīng)不能勝任在這么短促的時間內(nèi)完成換氣工作，限制了發(fā)動機性能的提高。解決這個問題的方法只能是擴大氣體出入的空間。換句話就是用空間換取時間。多氣門技術是解決問題的最好方法，直至80年代推廣多氣門技術才使發(fā)動機的整體質(zhì)量有了一次質(zhì)的飛躍。

多氣門發(fā)動機是指每一個氣缸的氣門數(shù)目超過兩個，即兩個進氣門和一個排氣門的三氣門式；兩個進氣門和兩個排氣門的四氣門式；三個進氣門和兩個排氣門的五氣門式。

目前轎車上的多氣門發(fā)動機多是四氣門式的。四缸發(fā)動機有16個氣門，6氣缸發(fā)動機有24個氣門，8氣缸發(fā)動機就有32個氣門。例如日本凌志LS400型轎車的發(fā)動機就是8缸32個氣門。增加了氣門數(shù)目就要增加相應的配氣機構裝置，構造比較復雜，一般由兩支頂置式凸輪軸來控制排列在氣缸燃燒室中心線兩側(cè)的氣門。氣門布置在氣缸燃燒室中心兩側(cè)傾斜的位置上，是為了盡量擴大氣門頭的直徑，加大氣流通過面積，改善換氣性能，形成一個火花塞位于中央的緊湊型燃燒室，有利于混合氣的迅速燃燒。

有人提出疑問，既然氣門多好，為什么見不到一缸6氣門以上的發(fā)動機？熱力學有一個叫“簾區(qū)”的概念，指氣門的園周乘以氣門的升程，即氣門開啟的空間�！昂焻^(qū)”越大說明氣門開啟的空間越大，進氣量也就越大。以奧迪100型轎車的發(fā)動機為例，它的四氣門“簾區(qū)”值比兩氣門的“簾區(qū)”值，在進氣狀態(tài)時要大一半，在排氣狀態(tài)時要大百分之七十。當然，每一個事物都有它的一定適用范圍，并不是說氣門越多“簾區(qū)”值就越大，據(jù)專家計算當每個氣缸的氣門增加到六個時，“簾區(qū)”值反而會下降了，而且氣門越多機構越復雜，成本就越大。因此，目前轎車的多氣門燃油發(fā)動機的每個氣缸的氣門數(shù)目都是三至五個，其中又以四個氣門最為普遍。

以汽油發(fā)動機為例，多氣門發(fā)動機與傳統(tǒng)的兩氣門發(fā)動機比較，前者能吸進更多的空氣來混合燃油燃燒作功，節(jié)省燃油，更快地排出廢氣，排放污染少，能提高發(fā)動機的功率和降低噪音的優(yōu)點，符合優(yōu)化環(huán)境和節(jié)省能源的發(fā)展方向，所以多氣門技術能迅速推廣開來。

當年多氣門燃油發(fā)動機開始興起的時候，有些人認為它有一個技術上的缺陷低速運轉(zhuǎn)不暢順，德國著名的波爾舍汽車公司就持有這樣的看法。隨著技術上的不斷改進，多氣門燃氣發(fā)動機的這種技術缺陷也逐步克服了。近幾年波爾舍汽車公司的944S2型轎車裝用了四缸四氣門發(fā)動機，現(xiàn)在，全世界幾乎所有的中高級轎車都裝備多氣門燃油發(fā)動機