汽车引擎配气系统详解：工作原理与组件解析

在发动机的内部，有一个叫做配气机构的装置，它的作用非常关键——它负责按照每个气缸的工作顺序和工作循环的要求，准确无误地开启和关闭进、排气门。这样新鲜空气或混合气体就能够进入气缸，同时废气也能从气缸中被排出。

配气机构的核心部分之一是凸轮轴，它的数量决定了发动机的配置类型。根据凸轮轴的数目，我们可以将顶置凸轮轴分为以下两种形式：单顶置凸轮轴（SOHC）和双顶置凸轮轴（DOHC）。

单顶置凸轮轴

这种配置下，气缸盖上只有一个凸轮轴的位置。对于直列气缸的发动机而言，只需要一个位于气缸盖顶部的凸轮轴即可；而对于V型气缸的发动机来说，则需要两个凸轮轴，分别安装在两组气缸的一侧。

单顶置凸轮的设计使得发动机的往复运动部件和总质量大大减少。因此，这种配置可以提高发动机的转速，进而提升功率输出，同时还能简化配气机构。在这一点上，凸轮轴可以直接或通过摇臂来控制气门的开关，而不需要像传统的推杆式发动机那样，通过挺杆、长推杆以及摇臂将运动传递到气门上。

不过，单顶置凸轮轴也有其局限性。由于进气门和排气门在进气道中的位置不同，因此气门的开启关闭时间会受到一定程度的影响。

双顶置凸轮轴

这种配置下，气缸盖上配备了两个凸轮轴，分别控制进气门和排气门的运动。根据发动机的具体构造（主要是气缸的排列形式），一台典型的双顶置凸轮轴汽车发动机可能会拥有两到四个凸轮轴。

在双顶置凸轮轴的结构中，并不一定需要多于两个的气门，但是如果需要直接驱动多气门（尽管通常是通过挺杆进行驱动），那么双顶置凸轮轴是必须的。虽然并非所有的双顶置凸轮都是多气门的配置，但在多气门技术普及之前，两气门发动机上常常会配备两条凸轮轴。而在当今，双顶置凸轮轴几乎已经与多气门技术画上了等号，因为在大多数的双顶置凸轮轴发动机中，每个气缸都有三到五个气门。

此外，在美式大型排量发动机中，还有一种较为常见的配置：底置凸轮轴顶置气门的配气机构布局。结合每缸两气门的设置，这种结构可以在中低转速区间提供出色的充气效率，从而在这个转速范围内获得优异的动力输出。