译文：2.5 配气机构。
配气机构是由一系列用来控制气阀在正确的时间开启或者闭合的零部件组成的。
2.5.1 气阀布置形式。
为了有效地协调发动机的四冲程循环，一组被称作气阀传动的零部件被用来控制气阀的开启和闭合，让它们独自地向上或向下运动。气阀的这些运动必须发生在十分准确的时刻，每一个气阀的开启都是由一个凸轮轴控制的。
1.气门顶置式配气机构。
凸轮是一个随着曲轴协调旋转的蛋形金属块，这样的金属轴被称为凸轮轴，在发动机中对应每一个气阀通常具有的单独的凸轮。在凸轮轴旋转的过程中，凸轮的凸点或者说是最高点，推动着气阀的连杆部分。这样的运动形式推动气阀向下运动，可以在进气过程中打开进气阀，或者是在排气过程中打开排气阀。
伴随着凸轮轴的继续旋转，当凸轮凸起部分离开挺住之后，气门便在气门弹簧的作用下落座，即气门关闭。
气阀在现代汽车的发动机中通常是在位于发动机顶部的气缸的顶部，这就是我们所说的气门顶置式配气机构。除此之外，当凸轮轴位于气缸顶部的时候，这样的布置被称为凸轮轴顶置式布置，一些高性能的发动机会有两个分离的凸轮轴，一个专门用于进气阀的开闭，一个专门用于排气阀的开闭。这样的发动机被称为双顶置式凸轮式。
2.气门侧置式配气机构。
凸轮轴也可以位于发动机较低的部分，即在发动机壳内部。为了能够把凸轮的旋转运动转变为气阀向上的运动，需要添加额外的部件。
在这样的机构中，凸轮的凸起推动着圆筒状的金属，称为凸轮从动件，当凸轮的凸起部分上升到从动件的下方时，它就会推动着凸轮从动件向上运动，离开凸轮轴。凸轮从动件会推动着推杆运动，推杆会再推动着摇臂运动。摇臂会绕着其轴的一个中心点作摆臂运动，轴的一端上升的同时，另一端就会下降，就像杠杆一样。
而摇臂向下运动的那一端则会作用在气门杆上使气门打开。
由于气门侧置式配气机构有附加的零部件，使其很难在高速运转下保持良好的性能，气门侧置式发动机通常在较低的速度下运转，从而与同等规格的气门顶置式发动机相比，输出的马力会较低，记住，动力是由发动机所能完成的功所决定的。
2.5.2 气门间隙。
发动机工作时，气门将因为温度的升高而膨胀。如果气门及其传动件之间在冷态时无间隙或者是间隙过小，则在热态下气门及其传动件的受热膨胀势必会引起气门关闭不严，造成发动机在压缩和做功过程中的漏气。从而使功率下降，严重时甚至会造成不易启动。
为了消除这样的现象，通常在发动机冷态装配时，在气门及其传动件之间保留有一定的间隙，以补偿气门受热后的膨胀量。这样的间隙被称为气门间隙。有的发动机采用液力挺柱，挺柱的长度能够自动变化，随时补偿气门的热膨胀量，故不需要预留气门间隙。
大多数发动机上都设有气门间隙调节器，在安装时要保证摇臂凸耳与气门弹簧座之间的间隙大于1.25mm。
气门间隙的大小一般由发动机制造厂根据试验确定。在冷态时，进气门的间隙一般为0.25--0.
3mm，进气门的间隙在0.3--0.35mm，如果间隙过小，发动机在热态下可能会发生漏气，导致功率下降甚至是气门烧坏。
如果气门间隙过大，则会使传动零件之间以及气门和气门座之间产生撞击声，而且会加剧磨损，同时会使得气门开启的持续时间减少，气缸的充气及排气情况变坏。
2.5.3 配气定时。
配气定时就是进，排气门的实际开闭时刻，通常用相对于上，下止点曲拐位置的转角的环形图表示，这样的图形被称为配气定时图。
理论上由四冲程发动机的进气门应该在曲拐位于上止点时开启，在曲拐转到下止点时关闭。进气的时间和排气的时间各占180度曲轴转角。但实际上发动机的曲轴转速都很高，活塞的每一个行程历时都很短，在这样短的时间里，进气和排气的过程往往会使发动机充气不足或者排气不净，从而使发动机的功率下降。
因此，现代的发动机多采用延长进，排气时间的方法，即气门的开启和关闭时刻并不正好是曲拐位于上止点和下止点的时刻，而是分别提前和延迟一定的曲轴转角，以改善进，排气状况，从而提高发动机的动力性。如图所示，在排气行程接近终了的时候，活塞到达上止点的位置还差一个角度α时，进气门便开始开启，直到活塞过了下止点后又上升，即曲轴转到曲拐超过下止点位置以后一个角度β时，进气门才关闭，这样整个进气行程实际持续了相当于曲轴转角180度+α+一般为10度到30度，β一般为40度到80度。
进气门提前开启的目的是为了保证进气行程开始时进气门已经打开，新鲜的气体能顺利的充入气缸。当活塞到达下止点时，气缸内压力仍然低于大气压力，在压缩行程开始阶段，活塞上移速度较缓的状况下，仍可以利用气流惯性和压力差继续进气，因此进气门晚关一点是有利于充气的。
同样，做功行程终了，活塞到达下止点之前，排气门便开始开启，提前开启的角度γ一般为40度到80度，经过了整个排气过程，在活塞越过上止点后，排气门才关闭，排气门关闭的延迟角δ一般为10度到30度，整个排气过程相当于持续了180度+γ+
排气提前开启的原因是：当做功行程的接近下止点时，气缸内的气体虽有0.3--0.
4mpa的压力，但就活塞做功而言，作用不大，这时若稍开排气门，大部分废气就在此压力下可迅速自缸内排出：当活塞到达下止点时，气缸内的压力已经大大下降，这时排气门的开度进一步增加，从而减少活塞上行的排气阻力，高温废气的迅速排出，还可防止发动机过热。当活塞到达上止点时，燃烧室内的废气压力仍高于大气压力，加之排气时气流有一定的惯性，所以排气门迟关一点，可以使废气排放的较为干净。
由于进气门在上止点前开启，而排气门在上止点后才关闭，这就出现了一段时间内排气门和进气门同时开启的现象，这种现象被称为气门重叠，重叠时期的转角称为气门重叠角。由于新鲜气流和废气流的流动惯性比较大，在短时间内不会改变流向的，因此只要气门重叠角选择恰当，就不会有废气倒流入进气管和新鲜气体随同废气排出的可能性，这对换气是有利的。但应注意，如果气门重叠角过大，当汽油机小负荷运转，进气管内压力很低的时候，就可能会出现废气倒流，使进气量减少。
对于不同的发动机，由于结构形式，转速各不相同，因此配气定时也不相同。合理的配气定时应根据发动机性能要求，通过反复试验确定。
2.5.4 可变配气定时典型机构。
尽管不同发动机配气定时是根据试验而取得的最佳配气定时，从而成为设计配气凸轮型线以及确定各缸进，排气凸轮在凸轮轴上相对位置的依据，但实际上，当配气凸轮轴设计已定，则发动机的配气定时也就确定下来了，在发动机运转过程中不能改变的。然而，发动机转速的高低对进，排气流动以及气缸内燃烧过程是有影响的。转速高的时候，进气流速高，惯性能量大，所以希望进气门早些打开，晚些关闭，尽可能的多进一些混合气或空气：
反之，在发动机转速较低的时候，进气流速低，流动惯量也小，如果进门过早开启，由于此时活塞正在上行排气，很容易把新鲜气体挤出气缸，使进气反而减少，发动机工作趋于不稳定，因此在发动机低速转动时，希望进气门晚些开启。所以，发动机转速的不同，对配气定时的要求是不同的。如果凸轮型线所规定的配气定时适合于高速，那么低速时。
性能就不大好：反之亦然。因此，为了取得平衡，一般凸轮型线设计时，配气定时既要照顾到高速，又要兼顾低速，这是一个折中方案，很难达到最佳的配气定时。
为了使高速和低速都达到最佳的配气定时，20世纪80年代后，在轿车发动机上出现了一些可变配气定时的控制机构。
90年代初期，日本本田公司推出了一种既可以改变配气定时，又能改变气门运动规律的可变配气定时--升程的控制机构，称为tvec机构。其配气凸轮轴上布置了高速和低速两种凸轮，采用了特殊的摇臂，一句发动机转速的高低，自动切换凸轮，使得摇臂分别被高速凸轮或低速凸轮驱动。由于凸轮的更换，从而实现了配气定时和气门运动规律均可变化的目的，因而得到了广泛的应用。
2.5.5 凸轮轴的驱动方式。
在一个四冲程循环里，每个凸轮必须能够转动一次打开一个一个气门。在一个循环里，曲轴是转动两圈的。因此，凸轮轴必须以曲轴转速的一半旋转，这是由2：
1的传动比实现的。连接凸轮轴的齿数应当是连接曲轴的齿轮齿数的2倍。齿轮通过以下三种方式进行啮合。
1.带传动。
大多采用锯齿形的带进行传动，这样的带是由合成橡胶做成的，并有内部的钢或者是玻璃纤维绞合进行强化的，带在传动过程中通过矩形的齿与齿轮进行啮合，带动凸轮轴旋转。带传动通常应用在气门顶置式的发动机中。
2.链传动。
在一些发动机上，会采用一条金属链条来连接凸轮轴与曲轴齿轮进行传动。大多数的气门侧置式和少量的气门顶置式发动机会采用链传动。
3.齿轮传动。
凸轮轴和曲轴齿轮也可以直接进行传动，即直接啮合。这种连接形式通常应用在旧式的直列六缸发动机中。
凸轮轴可以通过链传动或是带传动与曲轴获得相同的旋转方向，但是通过齿轮直接啮合的时候，凸轮轴与曲轴的选择方向是完全相反的。同步带的应用是因为它们比链传动和齿轮传动的造价便宜，而且不会有太大的噪声。通常这类带都是由人工合成的橡胶以网格状绞合进行性能的强化。
2.6 汽油机供给系统。
2.6.1 汽油。
汽油是从**中提炼出的，汽油是高度易燃的，这意味它在空气中很容易燃烧。
汽油容易挥发，汽油的挥发性是其很重要的特性。但是，它不能太容易挥发，否则会很容易转变成油箱内的蒸汽，在燃油管道内，这种燃料蒸汽可能还会阻止液体汽油的流动，形成所谓的蒸汽锁。蒸汽锁通常存在于暴露于高温处的输油管道。
汽油的燃烧，随其与添加剂的混合比例而变化，汽油的在室内的燃烧是很重要的特性。
增加燃烧室中的燃料混合物在点火前的压力，有助于提高发动机功率。这是通过将燃料混合物压缩到一个较小的体积实现的，高压缩比，不仅有利于增加推力，而且会给予发动机更多的动力。但是更高的压缩比会有增加敲缸方式的几率。
辛烷值是对汽油抗爆性的品质，或者是对燃料混合物在燃烧过程中能够抵御**能力的一种评定。有时候，我们称之为爆震敲缸质量或者是抵御**能力。爆震，有时候也称之为敲缸，是由于温度过高，作为燃料的燃料和空气混合物在燃烧室内的压力条件的最后一个部分失控引起**的定义，由此而产生的压力冲击波，会产生敲缸声。
燃料和空气的混合物的燃烧会出现失控，导致发动机输出功率的下降，过高的局部温度，如果足够严重，会造成发动机的严重受损。
汽油辛烷值的测定方法通常有两种，即发动机法和对比试验法。两者都采用相同类型的试验用单缸发动机做实验。这是一个使用可变顶部的燃烧室以及爆震仪来表示敲缸时的爆震强度的装置。
把试验样品作为燃料，对作为燃料使用的燃料和空气混合物以及发动机压缩比做了调整。这两个是表示爆震强度的主要标准参考变量。正辛烷和异辛烷，分别以0--100作为百分比各自做实验。
使其达到与标准试样的燃料产生相同的爆震强度。因此，可以得出可以作为参考的混合比例应为15%的正辛烷和85%的异辛烷。依据第一种试验方法可以得出，试验样本的异辛烷值是85%或者更多。
2.6.2 过量空气系数。
如果没有混合空气，汽油将不会燃烧。在理想条件下，汽油在混合其中能够完全燃烧所需要的空气和汽油的比例是15:1.
这意味着，1公斤的汽油混合15公斤的空气才能完全燃烧，这样的空气和燃料混合比例称为过量空气系数。其他燃料有不同的混合比例。
为了表示地更加实际，燃料混合物所提供的空气燃料比14.7:1偏离了理论上完全燃烧所需的要求，因此，我们引入了过量空气系数λ。
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