汽车内燃机配气机构的优化设计
内燃机设计--配气机构
目录第1章绪论 31.1 汽油机的发展 31.2 配气机构发展及现状 41.3 原型机的选择 6第2章配气机构的设计 82.1 配气机构的总体布置 82.1.1 顶置气门凸轮轴的布置 8 2.1.2 配气机构传动形式 92.2 气门组的结构设计 102.2.1 气门的设计 102.2.2 气门座的设计 132.2.3 气门导管的结构设计 13 2.2.4 气门弹簧的设计 142.3 气门传动组的结构设计 15 2.3.1 凸轮轴的设计 162.3.2 挺住设计 172.3.3 推杆 172.3.4 摇臂的设计 172.4 凸轮设计 182.4.1 凸轮设计的任务和要求 182.4.2凸轮缓冲段设计 192.4.3凸轮工作段设计 202.4.4凸轮型线的确定 24第3章总结 26参考文献 27第1章绪论1.1 汽油机的发展1886年1月29日，德国人奥姆勒和卡尔.本茨在里诺卧式气压煤气发动机以及四冲程理论的基础上制造出了第一台汽油发动机，使汽车正式进入汽油动力时代。
1886年卡尔·本茨制造出世界上第一辆以汽油为动力的三轮汽车。
该车装有卧置单缸二冲程汽油发动机,785CC容积,0.89匹马力,每小时行走15公里。
1892年，美国人杜里埃发明了化油器后，化油器就成了发动机燃料供给系统的重要部件。
随着技术的演进，化油器功能愈加完备，直到上个世纪中后期，化油器已经分为五部分：主供油系统、起动系统、怠速系统、大负荷加浓系统和加速系统。
图1-1 化油器简图由于化油器存在许多弱点如，在冷车启动、怠速运转、急加速或低气压环境等运行时，供油方式无法全面满足引擎的运转需求，甚至可能因而产生黑烟、燃烧不全与马力不足等状况。
所以逐渐被电喷式发动机代替。
2002年起，中国已经明令禁止销售化油器轿车。
电喷技术最早出现于1967年，由德国保时捷公司研制的D型电子喷射装置，随后被用在大众等德系轿车上。
这种装置是通过喷油器把燃油直接喷射到进气道或气缸内。
浅谈发动机配气机构优化改进设计
１ 发 动机 配气 机构 的技术现状
配气机构是发动机重要 的组成 ，配气机构性能 好坏也会直接影响到发动机性能和指标 。 所 以， 对配 气机构的要求要做到保持 良好的充气性能时 ，具有 工作可靠性 。 尤其是高速和大功率 的发动机 ， 对性能 指标要求就更高了 ，既要保持动力学性 能与工作可 靠性 ，对于关键 的摩擦 副零件还要有 良好 的耐磨性 能 ，而这些要求为配气机构设计和制造上增加了很 大的难度。 配气机构结构的型式与凸轮型线 的设计上都要 做好设计与研究工作。配气机构要使各气缸都保持 换气 良好的状态 ， 使充气系数尽可能的提高 ， 按照工 作 的需要 ， 可以科学 的开启与关闭进气门和排气 ｉ ＇ ｑ ｔ ， Ｊ 。 般四冲程的发动机会使用气 门一 凸轮式的配 气机构 ，由于凸轮式的配气机构有着更可靠的工作
Ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｎｏ ， ７， ２ ０ １ ４
浅谈发动机配气机构优化 改进设计
蒋丽仙
（ 江苏省镇江市高等职业技术学校， 江苏
摘
镇江 ２ １ ２ ０ １ ６ ）
要： 配气机构是发动机重要的组成 ， 配气机构功能要按 照发 动机 各气缸 工作循环 与发 火次序要 求对进、 排 气 门进行
定时开启与 关闭。 发动机动 力和 经济的性能是不是 具有优越性和 可靠性 ， 将噪声和振动控制到较低 限度 内， 这都与配气
机 构的设计有着直接的关 系。配气机构要具备 良好换气性 能和 良好运动 学、 动力 学的性能 ， 保持 平稳工作和低振动 ， 小
噪 声。本文通过对配气机构的研 究与优化 改进设计 ， 将理论与 实际应 用结合 ， 为发动机 配保证燃烧室持久的密 封， 随着我 国汽车和发动机技术进步与发展 ， 配气机 构也要相应 的提高 ，而配气机构的新技术也得到 了 很大 的发 展空 间［ ２ １ 。
配气机构凸轮型线优化设计参考资料
一、绪论1.1引言配气机构是内燃机的重要组成部分。
它的功能是实现换气过程，即根据气缸的工作次序，定时地开启和关闭进、排气门，以保证气缸吸入新鲜空气和排除燃烧废气。
一台内燃机的经济性能是否优越，工作是否可靠，噪音与振动能否控制在较低的限度，常常与其配气机构设计是否合理有密切关系。
设计合理的配气机构应具有良好的换气性能，进气充分，排气彻底，即具有较大的时面值，泵气损失小，配气正时恰当。
与此同时，配气机构还应具有良好的动力性能，工作时运动平稳，振动和噪音较小，不发生强烈的冲击磨损等现象，这就要求配气机构的从动件具有良好的运动加速度变化规律，以及合适的正、负加速度值.内燃机配气凸轮机构是由凸轮轴驱动的，配气机构的这些性能指标很大程度上取决于配气凸轮的结构。
本文从改进配气凸轮型线设计角度来进行配气机构优化设计研究。
1.2配气凸轮型线设计凸轮机构从动件滚子直接与凸轮轮廓而接触并产生相对运动，利用滚子的滚动以减小因相对运动产生的摩擦与磨损，以提高机构的寿命和可靠性。
在设计凸轮型线时首先满足从动件的运动规律。
从动件运动规律的应满足下列要求:①应保证能获得尽量大的时间断面值，气门开启和关闭要快以求在尽可能小的凸轮转角内气门接近全开位置。
②应保证配气机构各零件所受的冲击和振动尽可能小，以求大得配气机构工作得平稳性和可靠性。
为满足以上从动件的设计要求，一条良好的凸轮型线应能保证:①适宜的配气相位。
使配气相位符合发动机的特性要求，如功率、油耗、怠速及最大功率和扭矩时的转速等，保证配气机构获得尽可能大的时面值或丰满系数，以提高内燃机的充气效率和降低残余废气系数。
②使发动机具有较好的充气性能。
由于发动机的形式不同，需要的气门运动规律也就有所不同。
例如球形燃烧室内燃机希望进气门尽快开启使空气尽早流入;而高速汽油机希望进气开始时缓慢一些，以便更好的利用惯性充气。
③适宜的从动件加速度。
加速度不宜过大或者带突变，加速度曲线应尽可能连续。
汽车发动机配气机构设计思路分析
汽车发动机配气机构设计思路分析摘要：随着我国汽车工业的不断发展，汽车在使用过程中可能遇到的问题种类也在不断增加。
本文重点描述了汽车发动机配气机构的故障，并简要列举了处理和分析方法。
关键词：发动机；配气机构；故障；处理分析；积炭；气门间隙0引言随着汽车数量的不断增加，人们对汽车的质量提出了更高的要求。
配气机构在汽车零部件中非常重要。
配气机构主要通过控制进气量来影响发动机功率。
随着汽车自身油路、温度环境和压力环境的日益复杂，配气机构的安全系数面临着巨大的挑战。
配气机构主要是按照一定的时限自动开启和关闭各缸的进排气门。
空气通过进气阀提供可燃气体混合物，燃烧做功后形成的废气从排气阀排出，实现气缸通风。
在实际使用中，由于多种因素的影响，汽车的配气机构变得脆弱，精密的配气机构受到影响后非常容易发生故障，其故障将直接影响发动机的性能。
1汽车发动机配气机构对发动机性能的影响为了让发动机获得更好的性能，就需要发动机有更高的充电效率。
为了提高发动机的充气效率，有必要降低进气通道的阻力。
通过扩大空气过滤器，加厚化油器，拉直进气管，并将其增加到进气阀的直径。
增大进气阀的直径，使进气口平直，可以大大提高充气效率。
随着汽车工业的发展，近年来双顶置凸轮轴四气门配气机构受到广泛关注，大大提高了汽车发动机的性能。
这种气门机构可以大大增加进气的有效流通面积，从而提高充气效率。
阀门的流通面积与进气口的直径成正比，而与阀头的面积不成正比。
对于每个气缸都有进气门和排气门的双气门发动机，当直径增加时，上限是进气门和排气门的直径之和低于气缸直径，因此不可能在尺寸上安装更大的气门。
在四气门发动机中，两个进气门直径之和可能大于两个气门的一个进气门直径。
当采用每缸4个气门的结构时，每个排气门的直径越小，气门受热面积就会越小，其机械负荷和热负荷也会相应降低，从而改善配气机构的动态性能，提高转速。
采用DOHC四气门机构可以有效提高发动机的充气效率、压缩比和功率。
内燃机配气机构毕业设计
系 （院）
汽车学院
指导教师
陈博士
2010年 4 月 15 日
目录
第一部分 同舟共济，自强不息，我的汽车工程师之路 前言 1 自我探索 1.1 职业兴趣
1.1.1 自我评估的结果：ECR 1.1.2 职业测评的结果：SRI 1.1.3 职业兴趣探索小结 1.2 职业能力 1.2.1 自我评估的结果：RIC 1.2.2 职业测评的结果：RIS 1.2.3 360度评估结果 1.2.4 职业能力探索小结 1.3 职业价值观 1.3.1 职业价值观测评结果 1.3.2 职业价值观小结 1.4 个性特征 2 了解和分析职业 2.1 世界大背景 2.2 国内汽车行业行情 2.3 汽车行业人才需求情况 3 匹配抉择 3.1 性格与爱好的匹配 3.2 性格与价值取向的匹配 3.3 爱好与价值取向的匹配 3.4 我的职业目标 3.4.1 同济大学汽车学院简介 3.4.2 执行路线 4 自我监控和调整
第一部分 同舟共济，自强不息，我的汽车工程师之路
前言
关于人生发展阶段的论述，孔子曾在《论语•为政》中说：“吾十有五而志于学，三十而 立，四十而不惑，五十而知天命，六十而耳顺，七十而从心所欲，不逾矩。”职业是一个崇高 而又神圣的词汇，他带给我们荣耀与满足，令我们的一生有所成就，让我们在夕阳映衬白发的 时候有值得骄傲的回忆。
社会型 （S）
喜欢人际交往，具有很好的沟通技能；关注社会问 题，倾向于服务团体；对教育活动等感能力。
1.2.3 360度评估结果
除测评外，采用360度评估的方法，收集周围的人对自己的通用能力的评价可以全面、客观
地了解有关自己优缺点、能力信息。使用优赛生涯在线提供的360度评估辅助工具，我对自己的
通用能力进行了更深入的探索
内燃机零部件的结构设计及优化改进应用
绿色环保要求的不断提高
随着环保法规的日益严格和绿色制造技术的不断发展，内燃机零部件 的结构设计和优化将更加注重环保性能和可持续发展。
THANKS
感谢观看
连杆结构设计方法及案例
设计方法
连杆结构设计需考虑受力情况、材料 选择、加工工艺等因素，采用拓扑优 化、形状优化等方法进行轻量化设计 ，提高连杆的承载能力和疲劳寿命。
案例
某型柴油机连杆采用高强度钢材料， 通过优化杆身截面形状和大小头结构 ，实现了连杆的轻量化设计，降低了 发动机的振动和噪声。
曲轴结构设计方法及案例
内燃机零部件的 结构设计及优化 改进应用
汇报人：XX
20XX-01-30
目录
• 引言 • 内燃机零部件结构设计基础 • 关键零部件结构设计方法及案例 • 优化改进技术在内燃机零部件中
应用 • 实验验证与效果评估 • 结论与展望
01
引言
目的和背景
目的
介绍内燃机零部件结构设计及优化改进的重要性，提高内燃机的性能和可靠性 ，降低制造成本和维修费用。
能、大数据等技术手段提高了设计效率和准确性。
未来发展趋势预测
轻量化、高效化、智能化成为重要发展方向
随着节能减排和智能化技术的不断发展，内燃机零部件将朝着轻量化 、高效化、智能化的方向发展。
新材料、新工艺的广泛应用
新材料、新工艺的不断涌现将为内燃机零部件的结构设计和优化提供 更多的可能性。
数字化、仿真技术的深入应用
设计方法
曲轴结构设计需考虑受力情况、平衡性、材料选择等因素， 采用有限元分析、模态分析等方法进行优化设计，提高曲轴 的强度和刚度。
当代发展前景下内燃机结构设计优化改进设想
•6•内燃机与配件当代发展前景下内燃机结构设计优化改进设想于彦良(河北轨道运输职业技术学院，石家庄052160 )摘要：内燃机在汽车、机械、船舶行业中的应用非常广泛，对交通运输、工业、农业，乃至于国际事业的发展具有重要意义。
随着科 学技术的发展，为应对能源利用及环境保护方面的新的需求，如何通过推进内燃机的结构设计，通过科学的优化方案最大限度地挖掘 内燃机的潜力，已成为相关技术人员的重要课题。
本文通过对目前内燃机结构优化设计理论的研究进行分析，并探讨了相关理论的应 用情况和进展，对在当代发展前景下内燃机结构设计优化改进设想的诸多问题进行了展望。
关键词：内燃机;优化设计；复杂系统;基本参数;模糊优化0引言不同的历史时期对于科学技术的期望值也不同。
内燃机是近代工业文明发展的产物，以其简单、经济的特性 快速取代了蒸气机，开启了世界范围内的第二次动力革 命。
随后，通过科学家的不断研究，其优越的性能使其迅 速在各个领域发挥起了重要作用，内燃机已经成为现代 最主要的动力提供器械，并改变了人们的生活。
随着历史 进程的不断加快，人们对于生活品质的要求也越来越高。
当前的发展形势下，内燃机的技术革新更重要的是达到 经济型、舒适性、美观性的需求。
新的技术不断被推出，目的是最大限度地优化内燃机的性能。
由此也提出了对内 燃机结构设计方面的优化改进要求。
目前，各个国家都投 入了大量的财力、物力、人力，试图在内燃机结构设计中 寻找到最合理的优化改进方案，从而取得相关领域中的 前沿地位。
1内燃机结构设计优化的重要性分析内燃机的工作原理是将燃料引入气缸内燃烧，再通 过燃气膨胀，推动活塞、曲柄-连杆机构，从而输出机械功 的热力发动机，通常包括有柴油机、汽油机和煤气机等，是目前人类掌握的热效率最高的移动动力机械，在农业、工业、国防等多个领域的发展中都处于重要地位。
从内燃 机诞生之日起，它为社会的进步提供了源源不绝的动力，同时也带来了对社会能源资料的大量消耗和环境污染问 题。
内燃机的优化设计与控制
内燃机的优化设计与控制内燃机是一种常见的动力系统，它利用燃料在缸内燃烧产生的高温高压气体推动活塞运动，从而驱动机车、汽车、飞机等设备运转。
然而，内燃机也具有一些缺点，如排放废气过多、燃油消耗率高等问题，这就需要对内燃机进行优化设计和控制，以提高其性能和效率。
一、内燃机的优化设计1. 燃烧室设计内燃机的燃烧室是燃料燃烧的地方，燃烧室的结构和形状对内燃机的性能影响很大。
目前常用的燃烧室结构有亥姆霍兹式、燃烧室壳式、跨通道式等。
其中，亥姆霍兹式燃烧室可以提高燃烧效率，降低噪音和排放；燃烧室壳式可以使燃烧更加充分，提高功率和效率；跨通道式燃烧室可以改善燃烧室内的气流，增加燃烧效率。
2. 混合气策略设计混合气策略是指燃料和空气的混合方式和比例，它直接影响燃烧效率和排放性能。
目前常用的混合气策略有直喷式、预混式等。
其中，直喷式可以使燃料和空气混合更加充分，提高燃烧效率和节能性；预混式可以减少污染物排放和噪音，但燃烧效率较低。
3. 进气道和排气道设计进气道和排气道是内燃机直接与外界联系的管道，它们的设计对内燃机的性能也有很大影响。
进气道的设计应使空气能够流过燃烧室，从而充分混合燃料；排气道的设计应使废气排出顺畅，从而降低排放和噪音。
二、内燃机的控制1. 点火系统控制点火系统控制是指控制点火时机和点火能量的大小，从而实现燃烧的控制。
点火时机可以根据负荷和转速等参数自动调整，以实现最佳的燃烧效率和节能效果；点火能量的大小可以根据燃料种类和性质调整，以实现最佳的点火效果和燃烧效率。
2. 燃油喷射系统控制燃油喷射系统控制是指控制燃料喷射的时间、压力和数量，从而实现燃料的控制。
燃油喷射时间可以根据负荷和转速等参数自动调整，以实现最佳的燃烧效率和节能效果；燃油喷射压力和数量可以根据燃料喷射位置和喷射方式调整，以实现最佳的混合气策略和燃烧效率。
3. 排放控制系统排放控制系统是指对废气进行控制和处理，以减少有害物质的排放。
目前常用的排放控制技术有三元催化器、氧传感器、再循环排气等。
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汽车内燃机配气机构的优化设计摘要配气机构作为内燃机的重要组成部分，其设计合理与否直接关系到内燃机的动力性能、经济性能、排放性能及工作的可靠性、耐久性。
随着内燃机高功率、高速化，人们对其性能指标的要求越来越高，要求其在高速运行的条件下仍然能够平稳、可靠地工作，因而对其配气机构提出了更高的要求。
配气凸轮型线是配气机构的核心部分，配气凸轮型线设计是配气机构优化设计的重要途径之一。
模拟计算和实验研究是内燃机配气机构研究两种重要手段。
关键词：内燃机；配气机构；凸轮型线；优化设计ABSTRACTThe valve train is one of the most important mechanisms in a internal combustion engine, whether the performances are good or bad, that affecting the power performance, economic performance, emissions performance of the engine, as well as affecting the reliability and wear performances of the whole engine. Along with the requests of the engine’s high power, super-speed, people demand a higher index. That is, when the engine runs under a high speed, it can still work steadily and dependably, which demand that the valve train system should have a high performance. Cam profile is the hard core of the valve train, which design is one of the important ways to carry out valve train optimal design. Simulation calculation and experimentation research are two important ways to carry out research and development on valve train of internal-combustion engine.Key words:Internal combustion engine; Valve train; Cam profile; Optimal design目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1 课题背景 (5)1.1 配气机构的研究历程 (5)1.2 配气机构优化设计的目的及意义 (5)2 配气机构简介 (7)2.1配气机构概述 (7)2.2配气机构采用的新技术 (8)2.2.1顶置凸轮轴技术 (8)2.2.2 多气门技术 (9)2.2.3 可变气门正时配气机构(VV A) (9)3 总布置设计 (11)3.1 气门的布置形式 (11)3.1.1 气门顶置式配气机构 (11)3.2 凸轮轴的布置形式 (11)3.3 凸轮轴的传动方式 (11)3.4 每缸气门数及其排列方式 (11)3.5 气门间隙 (12)4 配气定时工作原理 (13)5 配气机构的零件和组件 (14)5.1 气门组 (14)5.1.1 气门 (14)5.1.2 气门座圈 (18)5.1.3 气门导管 (18)5.1.4 弹簧设计计算 (18)5.2 气门传动组 (23)5.2.1 凸轮轴 (23)5.2.2 凸轮型线设计 (24)5.2.3 缓冲段设计 (25)5.2.4 排气凸轮型线的优化设计 (26)5.2.5 凸轮轴进排气凸轮角度设计 (26)5.2.6 基本段设计 (27)5.2.7 曲轴正时带轮与凸轮轴正时带轮 (28)5.2.8 挺柱 (28)5.2.9 推杆 (28)5.2.10 摇臂 (28)设计总结 (30)参考文献 (31)谢辞 (32)1 课题背景1.1 配气机构的研究历程作为发动机的重要组成部件，配气机构的研究内容从最初单纯的凸轮经验设计，发展到常将配气机构传动链当作完全刚性物体只进行运动学计算，再发展到了整个配气机构的运动学与动力学的综合研究。
国外自20世纪初就有许多学者开始进行这方面的深入研究；相比而言，国内则起步较迟，20 世纪70 年代起才开始全面研究凸轮设计与动力学分析，研究的重点放在凸轮型线设计、多质量动力学研究方面。
电子计算机的采用和测试技术的发展为配气机构动力学的研究开辟了新途径。
利用电子计算机进行多方案的选择, 并预测配气机构动力学的性能已经成为有效而节省的手段。
目前，国际上已有各种配气凸轮设计软件，国内也出现了一些类似的软件，这些软件在速度与计算精度上都有所提高。
1.2 配气机构优化设计的目的及意义目前，随着人们生活水平的提高，汽车、摩托车日益成为人们生活当中重要交通工具，对机械产品的需求量是越来越大，产品质量要求是越来越高。
同时，随着科学技术的发展，机械产品与设备也日益向高速、高效、精密、轻量化和自动化方向发展。
产品的结构也日趋复杂，对其工作性能的要求也越来越高，为使产品能够安全可靠地工作，其结构系统必须具有良好的静动态特性。
同时，设备在工作时产生的振动和噪声，会损害操作者的身心健康，污染环境。
因此必须对机械产品进行动态分析和动态设计，以满足机械结构静、动态特性与低振动、低噪声的要求。
这一切都要求工程师在设计阶段就能精确的预测出产品或工程的技术性能，需要对结构的静、动力强度以及温度场等技术参数进行分析计算。
为了在工程应用中节约成本、提高设计效率、缩短设计周期，很多厂家已经把前期的软件模拟作为检验设计成败的一个关键步骤。
发动机在车辆中是动力部件，其性能直接影响车辆在使用中的工作状况和可靠性。
发动机的发展向着大功率轻重量的方向发展，使得其刚度不断减少，从而加剧了发动机的振动和结构噪声，这类振动将直接影响发动机的寿命。
因此对发动机必须进行动态设计与分析，把动态特性作为设计的重要目标。
配气机构是发动机的重要组成部分，发动机配气机构，经常处在高温、高压下工作，因此气门机构是发动机最容易发生故障的零部件之一。
而配气机构性能的好坏, 直接影响到发动机的经济性、可靠性, 并对发动机噪声与振动产生直接影响【4】。
而配气机构的主要零件气门既是燃烧室的组成部分，又是气体进、出燃烧室的通道，工作时需承受很高的机械负荷和热负荷，尤其是排气门，由于经常受到高温燃气的冲刷，从而更加容易产生漏气、腐蚀与烧损等现象，工作条件也就更为严酷。
其后果将影响气缸内的换气质量，严重时会导致燃烧恶化，从而降低了发动机的经济性、动力性和可靠性【7】【8】。
因此，对发动机的配气机构特别是气门进行深入研究是非常有必要的。
随着发动机强化程度的不断提高, 配气机构已经成为发动机发展过程中的一个重要而且困难的环节。
这不只是由于内燃机转速的急剧增长, 使机构零件惯性力和振动迅速提高,而且还由于内燃机平均有效压力的增加。
因此配气机构动力学的研究已经成为研究小型高速内燃机的重要课题。
此外随着发动机低排放、高速化的发展趋势，对其性能指标要求越来越高，要求其在高速运行的条件下仍然能够平稳、可靠地工作，因此对配气机构设计的要求也越来越高。
2 配气机构简介2.1配气机构概述配气机构是发动机的重要组成部分。
它的功能是实现换气过程，即根据气缸的工作次序，定时地开启和关闭进、排气门，以保证气缸吸入新鲜空气和排除燃烧废气。
一台内燃机的经济性能是否优越，动力性是否足够大，工作是否可靠，噪音与振动能否控制在较低的限度，常常与其配气机构设计是否合理有密切关系。
配气机构设计的优劣不仅影响发动机的结构紧凑性和制造、使用的成本，而且还决定了高速运转时柴油机的工作可靠性、耐久性。
配气机构设计的好坏对柴油机的性能指标有着很重要的影响。
配气机构的功用是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭进、排气门，使新鲜充量得以及时进入气缸，而废气得以及时从气缸排出。
新鲜充量充满气缸的程度用充量系数 c来表示。
充量系数越高，表明进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量越多，发动机发出的功率越大。
压力越高，温度越低，则一定容积的气体质量越大，因此充量系数越高。
由于在实际工作中，压力，温度都有不利因素，所以充量系数总是小于1，一般在0.8—0.9。
就配气机构而言，主要是要求其结构有利于减小进气和排气的阻力，而且进、排气门的开启时刻和持续开启时间比较适当，使进气和排气都尽可能充分。
一般说来，设计合理的配气机构应具有良好的换气性能，进气充分，排气彻底，即具有较大的时间-断面值，泵气损失小，配气正时恰当。
与此同时，配气机构还应具有良好的动力性能，工作时运动平稳，振动和噪音较小，不发生强烈的冲击磨损等现象，这就要求配气机构的从动件具有良好的运动加速度变化规律，以及不太大的正、负加速度值。
例如，对气门通过能力的要求，实际上可理解为是对由凸轮外形所决定的气门位移规律的要求。
显然，气门开闭迅速就能增大时面值，但这将导致气门机构运动件的加速度和惯性负荷增大，冲击、振动加剧，机构动力特性变差。
因此，对气门通过能力的要求与对机构动力特性的要求之间存在一定矛盾，应视所设计发动机的特点，如发动机工作转速、性能要求、配气机构系统刚度大小等，在凸轮外形设计中兼顾解决。
配气机构的结构形式是多种多样的，四行程发动机广泛地采用气门式配气机构。
气门式配气机构可从不同角度分类。
按气门的布置形式不同，主要有气门顶置式和气门侧置式；顶置气门式的配气机构又可根据凸轮轴的布置位置及凸轮轴数目的不同分为凸轮轴下置式、凸轮轴中置式和凸轮轴上置式。
侧置气门式配气机构的进、排气门设置在气缸体的一侧。
气门不但是气体流动的通道，而且是燃烧室的组成部分，这种燃烧室只适应于早期低压缩比内燃机。
它不紧凑，单位燃烧室体积的表面积大，燃烧室散热面积大，热损失多。
此外，进、排气道由于气门侧置拐弯增多，进、排气阻力大，但结构简单，目前只用于廉价小功率汽油机。
为减少进、排气流通阻力，改进换气性能，将低压缩比燃烧室变为高压缩比燃烧室，以提高燃烧热效率和降低热损失;将气门从气缸体上移到气缸盖上，因而出现了顶置气门式的配气机构，大大的改善了内燃机的动力型和经济性而广泛采用在现代内燃机上。
2.2配气机构采用的新技术配气机构的作用是根据内燃机工况的需要适时适度地开闭进排气门，对气缸进行换气。