3.7 氣門和氣門正時

Valve and Valve Timing

進氣門為什么比排氣門大？

氣門由凸輪負責壓開，氣門彈簧負責關(guān)閉。當需要吸混合氣進入氣缸時，進氣門便會打開；當需要排出燃燒后的廢氣時，排氣門便會打開。

因為進氣是被“吸”進去的，而排氣是被“推”出去的，所以進氣比排氣更困難，而且進氣越多，燃燒得越好，發(fā)動機的性能也越好。因此，一般都將進氣門設計得比排氣門大，以降低進氣難度，提高進氣量。有的干脆多設計一個進氣門，這才有了3氣門（2進1排）和5氣門（3進2排）設計。

氣門數(shù)為什么不能太多？

多氣門發(fā)動機具有高轉(zhuǎn)速、高效率的優(yōu)點。由于氣門較多，高轉(zhuǎn)速時進排氣效果較好，且火花塞放在中央可提高壓縮比，因此發(fā)動機性能也較好。但是，多氣門設計較復雜，氣門驅(qū)動方式、燃燒室構(gòu)造和火花塞位置都要精密安排，而且制造成本高，工藝要求先進，維修也較困難，其帶來的效果并不是特別明顯，或者說有點不太劃算。因此，現(xiàn)在基本放棄每缸5氣門設計，而采用更為流行的每缸4氣門設計。

為什么說凸輪軸像是指揮棒？

凸輪軸是一根可以不斷旋轉(zhuǎn)的金屬桿，具有控制進氣門和排氣門開啟和關(guān)閉的功能，它就像是配氣和正時機構(gòu)的指揮棒。

在凸輪軸上，有數(shù)個圓盤形的凸輪。當凸輪軸旋轉(zhuǎn)時，凸輪便會依序下壓而使氣門運動，使發(fā)動機產(chǎn)生四行程循環(huán)運動。同時，通過靈活控制凸輪軸的運行，還可調(diào)節(jié)氣門的升程和正時，從而提高發(fā)動機的性能。

什么是頂置凸輪軸和雙頂置凸輪軸？

如果凸輪軸位于氣缸的頂部，就稱為頂置凸輪軸（Over Head Camshaft，簡稱OHC）。

如果在頂部只有一根凸輪軸同時負責進氣門和排氣門的開關(guān)，則稱為單頂置凸輪軸（Single Over Head Camshaft，簡稱SOHC）。

如果在頂部有兩根凸輪軸分別負責進氣門和排氣門的開關(guān)，則稱為雙頂置凸輪軸（Double Over Head Camshaft，簡稱DOHC）

對于SOHC，一根凸輪軸為了控制分布在左右兩邊的進氣門和排氣門，必須使用搖臂間接地操縱氣門的開啟，它不能靈活地控制氣門的開啟，也對燃燒室的形狀有影響。

DOHC有兩根凸輪軸：一根專門控制進氣門，另一根專門控制排氣門。這種設計不僅增大了進氣門面積，改善了燃燒室形狀，而且提高了氣門運動速度，非常適合高速汽車使用。

為什么發(fā)動機需要正時？

在進氣、壓縮、做功和排氣四個行程中，曲軸要轉(zhuǎn)兩周，而進氣門或排氣門只動作一次。由此可知，凸輪軸的轉(zhuǎn)速必須是曲軸轉(zhuǎn)速的一半，才能上下合拍，也就是達到正時。因此，凸輪軸齒（帶）輪齒數(shù)是曲軸齒（帶）輪齒數(shù)的兩倍，以使它的轉(zhuǎn)速慢下一半來。