汽車發(fā)動機，就是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的機器。它包括燃料的供給、燃燒、做功和排氣等過程，是汽車的心臟。

汽車發(fā)動機主要由曲軸箱，汽缸，活塞，連桿，連桿軸承，氣門及點火系等組成。工作過程是：發(fā)動機利用曲軸旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的動力帶動汽缸內(nèi)的活塞作直線往復(fù)運動，同時把燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機械能。

燃料通過活塞環(huán)與氣缸壁之間的間隙進入汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱能；而燃料燃燒時產(chǎn)生的高溫高壓氣體經(jīng)過進氣門和排氣門進入汽缸內(nèi)膨脹做功；活塞在連桿和曲軸的帶動下在汽缸內(nèi)作直線往復(fù)運動。

當發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高時，活塞下行速度減慢，在重力和慣性力作用下，曲軸轉(zhuǎn)角大于凸輪軸轉(zhuǎn)角。

一、進氣門

進氣門是進氣道的第一道關(guān)卡，也是發(fā)動機燃燒室內(nèi)的空氣與進入氣缸的空氣的過渡站。它是發(fā)動機進氣系統(tǒng)中最重要的部件，進氣門工作是否正常，直接影響發(fā)動機的進氣量。

進氣門一般有兩種：機械氣門和電磁氣門。

機械氣門是靠凸輪軸帶動連桿帶動進氣管運動來實現(xiàn)進氣的；電磁氣門是靠電磁鐵來帶動進氣閥片運動來實現(xiàn)進氣的。進氣管和進氣凸輪軸組成了一個齒輪系，齒輪系由主齒輪、副齒輪、導(dǎo)套、凸輪軸等組成。主齒輪和副齒輪均用耐磨材料制成，導(dǎo)套是用金屬或金屬與非金屬材料混合制成，用來導(dǎo)進空氣。

電磁氣門是靠電磁鐵來帶動凸輪軸，從而使進氣管運動。進氣閥片由曲軸或連桿驅(qū)動，并由固定在氣門彈簧座上的彈簧頂起，使其與進氣閥片頂成一定角度，從而使氣門關(guān)閉。進氣門還裝有防倒滑裝置，以防止發(fā)動機在高速運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

二、排氣門

排氣門是用來排出廢氣的，它有兩個作用：一是將排出的廢氣經(jīng)排氣管帶入燃燒室燃燒；二是將燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的高溫高壓氣體經(jīng)排氣門排出氣缸。當發(fā)動機轉(zhuǎn)速降低，進氣門關(guān)閉，廢氣由廢氣通道進入排氣道，此時排氣道處于真空狀態(tài)。此時，若未關(guān)閉的排氣門打開，則廢氣將通過排氣通道進入汽缸內(nèi)燃燒。排氣門有三種類型：直列、斜列和圓型。直列式排氣扇與發(fā)動機曲軸平行，斜列式排汽氣門在曲軸頂部布置；圓型排氣扇與曲軸垂直，圓型排汽氣門在曲軸尾部布置。圖中所示為直列式和斜列式排氣門的示意圖。

三、配氣機構(gòu)

配氣機構(gòu)的主要作用是保證空氣與燃料的正確配比，以便將正確的可燃混合氣送入氣缸中燃燒，同時還能將燃燒后產(chǎn)生的廢氣排出氣缸。其主要結(jié)構(gòu)形式有凸輪軸式、挺柱式和對置式等。

凸輪軸式配氣機構(gòu)是由凸輪軸、氣門和飛輪組成。這種機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，但效率低，零件磨損大，維修困難等缺點。

挺柱式配氣機構(gòu)是由挺柱、搖臂和挺柱支架組成。當曲軸旋轉(zhuǎn)時，搖臂與凸輪軸連接，搖臂上的氣門打開，氣體進入氣缸；當曲軸不旋轉(zhuǎn)時，搖臂與搖臂支架連接，搖臂上的氣門關(guān)閉，氣體不能進入氣缸。這種機構(gòu)效率較高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、零件多、制造困難、維修不便。因此目前已很少采用。對置式配氣機構(gòu)是目前使用最廣泛的一種配氣機構(gòu)。

?四、進排氣門的行程和氣門座的行程

氣門是進、排氣門，它的作用是改變氣體的流速和流向，使進入氣缸內(nèi)的氣體與水蒸氣混合，并將混合氣帶入汽缸內(nèi)燃燒。

進氣門和排氣門的行程與發(fā)動機轉(zhuǎn)速有關(guān)，一般為轉(zhuǎn)速的1/1000,即發(fā)動機轉(zhuǎn)速每提高1000r/min，進氣門和排氣門的行程為20 mm，若轉(zhuǎn)速每提高500r/min，進氣門和排氣門的行程為10 mm。氣門開啟的初始位置一般在發(fā)動機中、高速擋時為10°~20°。

氣門座是一個平面，它的作用是將汽缸內(nèi)進入發(fā)動機的新鮮空氣與從排氣管排出的廢氣隔開。當汽缸內(nèi)有壓縮動作時，進氣門關(guān)閉；當汽缸內(nèi)有膨脹動作時，排氣門關(guān)閉。因此氣門座也叫氣門搖臂。它是由連桿、搖臂和氣門組成。

五、凸輪軸的作用

凸輪軸的作用是控制發(fā)動機的進、排氣，它是發(fā)動機中與曲軸相連的一個部件，凸輪軸由節(jié)氣門、凸輪軸、主軸承蓋、氣門挺桿等組成。節(jié)氣門在吸氣時打開，排氣門在排氣時打開，其開閉位置對進排氣起著控制作用。當發(fā)動機需要加速時，節(jié)氣門會迅速關(guān)閉；當發(fā)動機需要減速時，節(jié)氣門會迅速開啟。凸輪軸在控制進排氣方面有三個作用：

1、控制進氣量。通過凸輪軸的控制，可以控制進氣量的大小，進而影響發(fā)動機的進氣量，進而影響到發(fā)動機的進氣量。

通過凸輪軸的控制，可以調(diào)節(jié)進入氣缸中的可燃混合氣的比例，進而調(diào)整氣缸中氣體燃燒的速度和程度，進而影響發(fā)動機的排氣速度和效果。

3、調(diào)節(jié)燃氣壓力。通過凸輪軸對進、排氣門開閉程度的控制，可以調(diào)節(jié)燃氣壓力和壓縮終了壓力，進而調(diào)節(jié)氣體燃燒速度和程度。

六、配氣相位

配氣相位是指發(fā)動機進氣口與排氣口在進氣沖程和排氣沖程內(nèi)的開閉時間，也就是進氣門開啟（或關(guān)閉）時間與排氣門開啟（或關(guān)閉）時間的配合。由于發(fā)動機進氣、排氣是在曲軸的帶動下進行的，所以，發(fā)動機每一次進排氣過程都要受到進氣沖程和排氣沖程內(nèi)曲軸轉(zhuǎn)角的影響，而進氣門、排氣門均是在曲軸轉(zhuǎn)角作用下打開或關(guān)閉的。由于不同的進氣門、排氣門開啟（或關(guān)閉）時間不同，所以就需要通過凸輪軸來控制進氣門、排氣門在每個工作循環(huán)內(nèi)的開啟（或關(guān)閉）時間。

配氣相位對發(fā)動機進氣和排氣過程有很大影響，發(fā)動機進氣量和排氣量是在一定配氣相位下產(chǎn)生的。當氣門開啟（或關(guān)閉）時，進氣量減少；而當氣門關(guān)閉時，進氣量增加。另外，發(fā)動機在不同的轉(zhuǎn)速下，其配氣相位也有所不同。在高速行駛時，配氣相位可適當提前；而在低速行駛時，配氣相位應(yīng)適當推遲。

七、氣門間隙

氣門間隙是指氣門打開后，從氣門頭到氣門室蓋之間的最小距離。通常在每缸氣門均有一個氣門間隙，這是保證各缸進排氣門在工作時，能在某一時刻全部打開，保證氣缸內(nèi)有足夠的新鮮空氣。

當氣門在關(guān)閉時，由于關(guān)閉不嚴，空氣會從氣門座和氣門導(dǎo)管的間隙中進入汽缸，使進氣量減少，從而影響發(fā)動機的動力性、經(jīng)濟性和排放。

當發(fā)動機轉(zhuǎn)速超過5000r/min時，由于振動和慣性力的作用，進氣閥可能發(fā)生關(guān)閉不嚴的現(xiàn)象。