配气机构是发动机的核心部件,其设计合理与否直接关系到内燃机的动力性、经济性、环保性及工作的可靠性。本文对国内外发动机配气机构的发展现状和发展趋势进行了研究,运用配气机构设计的基本理论,针对Q276发动机,选择适合其工作环境和性能要求的结构型式,对影响其性能的关键因素——凸轮型线、配气相位、功率损耗进行分析和计算,并对如何进一步提高该类型发动机的动力性和经济性进行了探讨。首先根据Q276发动机的工作环境和性能要求,结合顶置式配气机构的机构简单和配气相位准确的特点,Q276发动机采用了顶置式配气机构。然后分析功率、扭矩与转速间的关系,确定了发动机的额定转速,为后续设计打下基础。整个配气机构是由凸轮驱动的,配气机构的性能在很大程度上取决于配气凸轮的形状。本文在深入研究内燃机配气机构凸轮型线设计理论的基础上,提出并构造了新型配气凸轮型线。该型线可以提高配气机构的丰满度,并且光滑连续,降低了气门的落座噪声。本文分析了气门提前角、气门迟闭角和气门重叠角对充气效率的影响,根据Q276发动机的转速,确定了与之匹配的配气相位。在设计Q276发动机配气机构的过程中,发现凸轮轴的阻力矩产生的功率消耗占发动机额定功率的比例高达9.4%。通过对凸轮轴受力模型进行分析,提出了用滚动摩擦代替滑动摩擦和改变机架结构尺寸以减小阻力臂的想法,以提高发动机的有效功率。对Q276发动机进行性能测试来检验其行动力性、经济性和环保性指标,并通过台架试验来获取发动机的外特性。试验表明,发动机的各项指标达到了设计要求。本文对国内外可变配气在发动机上的应用现状和当前的技术水平进行了深入研究,发现在可变配气在高档汽车上的应用较为普遍,且不同厂家对可变配气的使用大不相同。在此基础上,提出了通过可变配气相位机构和可变进排气系统将可变配气相位应用于小型发动机,对该类产品的性能升级具有参考价值。