3 配气机构
第3章 配气机构
1、气门：由头部和杆部两部分组成。
功用：燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧
室通道的开关，承受高温冲击、高速气 流冲击。
工作条件：
A、进气门570K~670K，排气门1050K~1200K； B、头部承受气体压力、气门弹簧力等； C、冷却和润滑条件差； D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。
性能：
伸入深度应适量。 锥度可减少气流 阻力。
气缸盖
过盈配合
气门座
气缸盖的进、排气道与气门锥面相结合的部位。 作用：
靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。 接受自气门传来的热量。
气门座
气门座圈：以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。 镶嵌式气门座特点： 优点：提高气门座的使用寿命，便于更换。 缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重 事故。
气门弹簧
被动式油封包括O形圈和伞状气门杆油封。右图所示为在两个气门锁片的下 面直接放置一个O形圈，就可以阻止机油沿着气门导管向下流动。这种油封 大多用在较新的发动机上，而不适用于气门杆磨损较大的老式发动机上。
伞状气门杆油封
气 门 密 封 干 涉 角
为了保证发动机正常工作，要将气门座磨到规定的角度（30°或45°）。而在磨削 气门时，常将气门锥角磨得比气门座锥角小1 °左右，这样可获得一个密封干涉角。 干涉角的存在使气门在落座时能够切开气门座上的沉积物，而且还能产生更好的机 械密封性；同时，也有利于在走合期加速磨合，走合期结束，干涉角逐渐消失，形 成良好的全锥面接触。
铝合金气缸盖 为何气门座都 要镶嵌气门座 圈？
汽油机：排气门采用镶嵌式气门座 柴油机：进气门采用镶嵌式气门座
• 丰田COROLLA 1ZZ-FE发动机
–气缸盖
• 激光熔覆气门座
配气机构答案
单元三配气机构一、填空题1．充气效率越高，进人气缸内的新鲜气体的量就__多_____，发动机研发出的功率就__高____。
2．气门式配气机构由__气门组___ 和___气门传动组______组成。
3．四冲程发动机每完成一个工作循环,曲轴旋转__2___周，各缸的进、排气门各开启___1____ 次,此时凸轮轴旋转___1___周。
4．气门弹簧座是通过安装在气门杆尾部的凹槽或圆孔中的___锁片____或___锁块____ 固定的。
5．由曲轴到凸轮轴的传动方式有下置式、上置式和中置式等三种。
6．气门由__头部___和___杆身____两部分组成。
7．凸轮轴上同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置与既定的___配气相位____相适应。
8．根据凸轮轴___旋向_____和同名凸轮的____夹角____可判定发动机的发火次序。
9．汽油机凸轮轴上的斜齿轮是用来驱动__机油泵___和__分电器____的。
而柴油机凸轮轴上的斜齿轮只是用来驱动___机油泵____的。
10．在装配曲轴和凸轮轴时,必须将___正时标记____对准以保证正确的___配气相位__。
二、判断题1．充气效率总是小于1的。
( √)2．曲轴正时齿轮是由凸轮轴正时齿轮驱动的。
( X)3．凸轮轴的转速比曲轴的转速快1倍。
( X)4．气门间隙过大，发动机在热态下可能发生漏气，导致发动机功率下降。
( √) 5．气门间隙过大时，会使得发动机进气不足，排气不彻底。
( √)6．对于多缸发动机来说，各缸同名气门的结构和尺寸是完全相同的，所以可以互换使用。
( X)7．为了安装方便，凸轮轴各主轴径的直径都做成一致的。
( X)8．摇臂实际上是一个两臂不等长的双臂杠杆，其中短臂的一端是推动气门的。
( X)9.非增压发动机在进气结束时，气缸内压力小于外界大气压。
（X）10.发动机在排气结束时，气缸内压力小于外界大气压。
（X）11.进气门迟闭角随着发动机转速上升应加大。
（ X ）12.气门重叠角越大越好。
汽车发动机维修项目三 配气机构
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任 务 一 配 气 机 构 概 述
（2）按凸轮轴的传动方式分类 配气机构按凸轮轴的传动方式分齿轮传动式、链条传动式 和齿形带传动式。
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（3）按凸轮轴布置形式和驱动方式分类
任 务 一 配 气 机 构 概 述
配气机构按凸轮轴的布置形式分凸轮轴下置式 、凸 轮轴中置式、凸轮轴上置式。
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２．工作原理
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2．气门的检修
任 务 二 气 门 组 的 构 造 与 维 修
气门的耗损主要有：气门工作面起槽、变宽，接至烧蚀后出现 斑点和凹陷，气门杆及尾端的磨损，气门杆的弯曲变形等。 (1)外观检验 当发现气门有裂纹、破损或熔蚀烧损时，须更换气门。 (2)测量气门尺寸 如果气门尺寸超过磨损极限，应更换气门。 (3)气门的检测 检测气门损耗达到下列情形之一时，应予以修校或 换新。 ①轿车气门杆磨损量大于0．05mm ，_载货汽车气门杆磨损量 大于0．10mm，或有明显台阶形磨损。 ②气门头圆柱面的厚度小1．0mm 。 ③气门尾端的磨损量大于0．05mm 。 ④气门杆直线度误差大于0．05mm时，应予更换或校直，校直 后的直线度误差不得大于0．02mm。如图3-14所示为气门杆直 线度的检测。将气门架在检测台上，转动气门杆一圈，百分表 的摆差即为直线度误差。 (4)气门的修理 气门工作锥面起槽、变宽，共至烧蚀后出现斑点和凹 陷时，应更换。
2．配气机构的组成
发动机配气机构基本可分成两部分：气门组和气门传动组。
3
二、配气机构的分类和工作原理
任 务 一 配 气 机 构 概 述
1．配气机构的分类 发动机配气机构形式多种多样，其主要区别是气门布置形式 和数最、凸轮轴布置形式和驱动方式 。 （1）按气门布置形式分类 按气门布置形式分类可分为侧置气门和顶置气门，其中顶置 气门应用最为广泛，侧置式气门已被淘汰。 一般发动机都采用每缸两气门，即一个进气门和一个排气门 的结构。为了进一步提高气缸的换气性能，许多中、高级新型 轿车的发动机上普遍采用每缸多气门结构，如三气门、四气门 以及五气门等，其中以四气门为多见。 气门数目的增加，使发动机的进、排气通道的断面面积大大 增加，提高充气效率，改善了发动机的动力性能。
第三章 配气机构
第三章配气机构3.1 概述 (2)3.2 配气相位 (5)3.3 配气机构的零件和组件 (8)3.4 可变进气系统 (21)学习目标：1.掌握配气机构的组成及各零部件的结构特点；2.掌握配气相位、气门间隙；3.掌握凸轮轴的结构特点；4.掌握可变进气系统的结构类型特点。
学习方法：介绍发动机配气机构的结构及组成，通过实物教学和多媒体课件动态演示相结合，并和汽车拆装与调整实践教学相辅相承，使学生掌握各零部件的结构特点和安装要求。
学习内容：§3.1 概述§3.2 配气相位§3.3 配气机构的零件和组件§3.4 用配气相位图分析可调间隙的气门§3.5 可变进气系统学习重点：1.配气相位；2.气门间隙；3.凸轮轴的结构特点；4.可变进气系统的结构类型。
作业习题：1.影响充气效率的因素主要有哪些？2.配气机构的功用是什么？3.如何从一根凸轮轴上找出各缸的进排气凸轮和该发动机的发火顺序？4.气门弹簧起什么作用，为什么在装配气门弹簧时要预先压缩？5.挺柱的类型主要有哪些，液压挺柱有哪些优点？6.可变进气系统主要有哪几种型式？3.1 概述配气机构的功用就是根据每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求，定时打开和关闭各缸的进排气门，使新气及时进入气缸和废气及时排出气缸，使换气过程最佳。
好的配气机构应使发动机在各种工况下工作时获得最佳的进气量，以保证发动机在各种工况下工作时发出最好的性能。
发动机在全负荷下工作时，需获得最大功率和扭矩，这就要求在此工况下，配气机构应保证获得最大进气充量。
吸入的进气越多，发动机发出的功率和扭矩越大。
进气充满气缸的程度，常用充气效率 ( 也称充气系数 ) η v 表示。
即：ηv =M/Mo式中M －进气过程中，实际充入气缸的进气量；Mo －在进气状态下充满气缸工作容积的进气量。
一般情况下发动机充气效率η v 总是小于 l 的。
η v 的大致范围是：四冲程汽油机 0.7 ～ 0.85 ；四冲程非增压柴油机 0.75 ～ 0.90 ；四冲程增压柴油机 0.90 ～ 1.05 。
3、配气机构
锁片 气门弹簧
防止共振：①提高气门弹簧的刚 度；②采用不等螺距的圆柱弹 簧；③采用双气门弹簧。 制作：周均
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气门弹簧
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气门旋转机构
为了使气门头部温度均匀， 防止局部过热引起的变形和清 除气门座积炭，可设法使气门 在工作中相对气门座缓慢旋转。 气门缓慢旋转时在密封锥面上 产生轻微的摩擦力，有阻止沉 积物形成的自洁作用。
易断裂处
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气门杆尾部用以 固定气门弹簧座， 其结构取决于气 门弹簧座的固定 方式
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气门锥角
气门锥角：气门头部与气门座圈接触的锥面与气 门顶部平面的夹角。 锥角作用：
获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。 气门落座时有较好的对中、定位作用。 避免气流拐弯过大而降低流速。
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上臵凸轮轴实物图
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按凸轮轴传动的形式：齿轮传动、链传动、齿形带传动
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配气机构分类
配气机构由气门组和气门传动组组成。
配气机构布臵形式 分类： 按气门布臵的形式：气门顶臵、气门侧臵
目前发动机基本 都采用气门顶臵 式配气机构。
汽车构造(上册)第3章 配气机构_OK
气门旋转机构：当气门工作时，如能产生缓慢的旋转
运动，可使气门头部周向温度分布比较均匀，从而
减少
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小气门头部的热变形。同时，气门旋转时，在密封 锥面上产生轻微的摩擦力，能够清除锥面上的沉积
等螺距弹簧
非等螺距弹簧
变螺距弹簧
采用等螺距的单弹 簧，在其内圈加一 个过盈配合的阻尼45 摩擦片来消除共振
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锥角作用： A、获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性
。 B、气门落座时有较好的对中、定位作用。 C、避免气流拐弯过边缘大应保而持降一定低的流厚 速。
度，1～3mm。
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2.气门座 气门座概念：
气缸盖的进、排气道与气门锥面相结合的部位。 作用：
靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。接受 气门传来的热量。
热作用。 工作条件： 工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨
损。 材料： 用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。 装配： 气门与气门导管间隙0.05～0.12mm，确保气门
能在导管中自由运动。同时为防止过多润滑油进入 燃烧室，通常会在气门导管上安装橡胶油封。
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气门导管
卡环：防止气门导 管在使用中脱落。
摇臂轴支座
摇臂称套
调整螺钉
定位弹簧
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❖3.4 气门组
❖ 气门组件主要由气门、气门座、气门导管、气门弹 簧、气门锁夹零件组成。
要求： ①气门头部与气门座贴合严密； ②气门导管与气门杆上下运动有良好的导向； ③气门弹簧的两端面与气门杆的中心线相垂直； ④气门弹簧的弹力足以克服气门及其传动件的运动
惯性。
轮轴配气机构、顶置凸轮轴配气机构。
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（3）按曲轴和配气凸轮轴的传动方式分 按曲轴和配气凸轮轴的传动方式可分为齿轮传动、 链传动和齿带传动。
配气机构
第三章 配气机构一、概述1．功用：配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时排出废气。
另外，当进、排气门关闭时，保证气缸密封。
进饱排净，四行程发动机都采用气门式配气机构。
2．充气效率新鲜空气或可燃混合气被吸入气缸愈多，则发动机可能发出的功率愈大。
新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充气效率v η表示。
o v m m =η气质量充满气缸工作容积的新进气系统进口状态下量实际充入气缸的新气质进气过程中,,→→ v η越高，表明进入气缸的新气越多，可燃混合气燃烧时可能放出的热量也就越大，发动机的功率越大。
3．型式① ⎩⎨⎧气门侧置式配气机构气门顶置式配气机构分根据气门安装位置不同, （图3-1） 气门位于气缸盖上称为气门顶置式配气机构，由凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门和气门弹簧等组成。
其特点，进气阻力小，燃烧室结构紧凑，气流搅动大，能达到较高的压缩比，目前国产的汽车发动机都采用气门顶置式配气机构。
气门位于气缸体侧面称为气门侧置式配气机构，由凸轮、挺柱、气门和气门弹簧等组成。
省去了推杆、摇臂等另件，简化了结构。
因为它的进、排气门在气缸的一侧，压缩比受到限制，进排气门阻力较大，发动机的动力性和高速性均较差。
逐渐被淘汰。
② ⎪⎩⎪⎨⎧凸轮轴上置式凸轮轴中置式凸轮轴下置式按凸轮轴布置位置 （图3-2）凸轮轴下置式，主要缺点是气门和凸轮轴相距较远，因而气门传动另件较多，结构较复杂，发动机高度也有所增加。
凸轮轴中置,凸轮轴位于气缸体的中部由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去推杆，这种结构称为凸轮轴中置配气机构。
凸轮轴上置,凸轮轴布置在气缸盖上。
凸轮轴上置有两种结构，一是凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门，这样既无挺柱，又无推杆，往复运动质量大大减小，此结构适于高速发动机。
另一种是凸轮轴直接驱动气门或带液力挺柱的气门，此种配气机构的往复运动质量更小，特别适应于高速发动机，③ ⎪⎩⎪⎨⎧齿带传动链条传动齿轮传动方式分按曲轴和凸轮轴的传动 （图3-3）（图3-4）凸轮轴下置，中置的配气机构大多采用圆柱形正时齿轮传动，一般从曲轴到凸轮轴只需一对正时齿轮传动，若齿轮直径过大，可增加一个中间齿轮。
第三章-配气机构概述PPT课件
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4．组成 包括气门组和气门传动组
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第二节 配气机构的主要零部件
1．气门组 构成：气门、气门座、
气门导管、气门 弹簧、锁片等。
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气门组实物图
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（1）气门 功用：控制进、排气管的开闭 工作条件： 承受高温、高压、冲击、
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2．充气效率
新鲜空气或可燃混合气被吸入气缸愈多，则发动机可能 发出的功率愈大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度， 用充气效率表示。越高，表明进入气缸的新气越多，可燃混 合气燃烧时可能放出的热量也就越大，发动机的功率越大。
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3. 型式 (1) 气门布置方式
与气门座配对研磨。
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气门头顶部形状有平顶，球面顶和喇叭形顶等。
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➢ 平顶：结构简单、制造方便、吸热面积小，质量小、进、 排气门均可采用。
➢ 球面顶：适用于排气门，强度高，排气阻力小，废气的 清除效果好，但受热面积大，质量和惯性力大，加工较复 杂。
➢ 喇叭形顶：适用于进气门，进气阻力小，但受热面积大。 ➢ 有的发动机进气门头部直径比排气门大，两气门一样大时，
气门顶置式配气机构、气门侧置式配气机构
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气门位于气缸盖上称为气门顶置式配气机构，由凸轮、挺柱、
推杆、摇臂、气门和气门弹簧等组成。其特点，进气阻力小， 燃烧室结构紧凑，气流搅动大，能达到较高的压缩比，目前国 产的汽车发动机都采用气门顶置式配气机构。
第3章 配气机构
气门关闭点
同名凸轮的相对角位置
排气过程
进气过程
3.2.5 气门间隙
概念： 为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态 装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、 挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。
气门 进气门 间隙 0.25~0.30mm
排气门
0.30~0.35mm
气门间隙的门烧坏。 2.气门间隙过大：传动零件之间、气 门和气门座之间撞击严重，加速磨 损。
材料： 进气门570K~670K （铬钢或铬镍钢） 排气门1050K~1200K （硅铬钢）
组成：头部、杆部
杆部
头部
工作条件：
A.进气门570K~670K，排气门1050K~1200K; B.头部承受气体压力、气门弹簧力等; C.冷却和润滑条件差; D.被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。
要求:
应用车型：
奥迪100，捷达，桑塔纳, 广州标致505
作业
教材P70
2.为什么一般在发动机的配气机构 中留气门间隙？
二、气门传动组和驱动组
1.传动组组成： 挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴等。 2.驱动组组成：
凸轮轴、凸轮轴轴承、止推装置等。
功用：定时驱动气门开闭，并保证气门有足
够的开度和适当的气门间隙。
2.链条传动
张紧机构
导链板
用于中置式和上置式凸轮轴的传 动，尤其是上置式凸轮轴的高速汽油 机采用较多。
（视频）
3.齿带传动
用于上置式凸轮轴的传动。 主要优点： 噪声小、质量轻、成本低、工作 可靠、不需要润滑；齿形带伸长量小， 适合有精确定时要求的传动。 轿车发动机多采用。
正时皮带（视频）
M ——进气过程中，实际进入气缸的新
第3章配气机构
• 1.配气定时工作原理
•
配气定时就是进、排气门的实际开闭时刻，通常用相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角的环
形图来表示。这种图形称为配气定时图(如图3-7所示)。
• 2.可变配气定时典型机构
•
20世纪90年代初，日本本川公司推出了一种既可改变配气定时，又能改受气门运动规律的可变
气门正时和气门升程电子控制机构，称为VTEC机构。其配气凸轮轴上布置了高速机低速两种凸轮，采用了
并将气门杆所承受的热量传给汽缸盖。气门导管为一空心管状结构，如图3-19所示。气门导管压装在汽缸
盖上的导管孔中，其外圆柱面与导管孔的配合有一定的过盈量，以保计良好的传热性能和防止松脱。有些
发动机为防止气门导管脱落，利用卡环对气门导管定位。气门导管的下端仲入气道，为减小对气流造成的
阻力，仲入气道的部分制成锥形。
但位于气门组上方，凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门开启和关闭，省去了推杆，使往复运动质量大大减小。
但此种布置使凸轮轴距离曲轴较远，因此不便于使用齿轮传动，现多采用同步齿形胶带传动。这种结构形
式的气门传动组主要由凸轮轴、同步齿形胶带、摇臂、摇臂轴等组成。
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3.1配气机构的功用及组成
锁片或锁销与气门杆定以保证气门迅速回座，保证气门和气门座密封。
• ②必须克服在气门开闭的过程中气门及传动零件产生的惯性力。
• ③高速度、长时间运转下具有良好的耐久性。
• ④保证气门不会发生跳动。
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3.4气门传动组
图3-2凸轮轴中置式配气机构
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图3-3凸轮轴顶置式配气机构
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三《汽车构造》配气机构(题库加答案)
三《汽车构造》配气机构(题库加答案)第三章配气机构一、选择题1.气门烧损与变形现象主要发生在（）。
（B）（A）进气门（B）排气门（C）进排气门处均有（D）不一定2.对于非增压的发动机来讲，充气系数η值总是（）。
（B）（A）大于1（B）小于1（C）等于1（D）大于等于13.六缸发动机（1-5-3-6-2-4）第一缸处于压缩上止点时，第六缸的两气门处于（）状态。
（A）（A）两气门都开启（B）两气门都关闭（C）只有进气门开启（D）只有排气门开启 4.进、排气门在压缩上止点时（）CA.进气门开，排气门关B.排气门开，进气门关C.进、排气门全关D.进、排气门全开5.进、排气门在进气下止点时()。
AA．进气门开、排气门关B．进气门关、排气门开C．进气门开、排气门开D．进气门关、排气门关6.为了获得较大的充气系数，一般进气门锥角是（）。
BA.35°B. 30°C.40°D.45°7.气门间隙（）会影响发动机配气相位的变化。
CA.过大B.过小C.过大和过小D.都不是8.气门座与（）一同对气缸起密封作用。
AA气门头部B.气门杆身C.气门弹簧D.气门导管9.（）气门弹簧的刚度，就能提高气门弹簧的自然震动频次。
AA.提高B.降低C.扩大D.缩小10.在气门传动组中，（）将凸轮的推力传给推杆。
AA.挺住B.气门杆C.气门弹簧D.气门座圈11.调解直列四冲程六缸发起机（1-5-3-6-2-4）气门，当第六缸处于压缩上止点时，第二缸调（）。
（B）（A）进气门（B）排气门（C）都可调（D）都不可调12.四冲程发动机曲轴，当其转速为3000r/min时，则同一气缸的进气门，在1min时间内开闭次数应该是（）。
（B）（A）3000次（B）1500次（C）750次（D）6000次13.安装不等距气门弹簧时，向着气缸盖的一端应该是（）。
（A）（A）螺距小的（B）螺距大的（C）没有区别（D）以上都不是14.曲轴正时齿轮与凸轮轴正时齿轮的传动比是（）。
第三章 配气机构
配气机构组成
§3-1
配气机构的功用与组成
• 三、配气机构的类型 • 按凸轮轴位置分：下置、侧置、顶置。 1．下置凸轮轴式配气机构 特点： – 凸轮轴在气缸下部 – 正时齿轮传动 – 需较长推杆 – 需摇臂和摇臂轴
§3-1
配气机构的功用与组成
• 三、配气机构的类型 2．侧置（中置）凸轮 轴式配气机构 特点： – 凸轮轴在气缸侧 – 正时皮带或链条传动 – 需较短推杆 – 需摇臂和摇臂轴
气门组成：头部和杆身
• 一、气门的构造与维修 • 1．气门的构造 – 类型：进、排气门。 • 头部——与气门座配合，密 封气道； • 杆身——与气门导管配合， 给气门运动导向。
§3-2
气门组零件的构造与维修
工作面锥角： 45°
• 一、气门的构造与维修 • 1．气门的构造
头部形状：平、凸、凹3种
和30°两种
§3-3
气门传动组零件的构造与维修
液力挺杆1
• 三、挺杆的构造与维修 • 2．液力挺杆的构造与维修 – 功用：传力，实现无间隙传动。 – 组成：挺杆体、柱塞、弹簧和单 向阀、推杆支座等。 – 工作原理：
•润滑油经油道、油孔进入挺杆内； •低压腔A、高压腔B充满油；
•热胀时，B腔从柱塞与挺杆体间隙泄油；
• 拆时不可硬撬，可用镗削等方法。 • 安装前，应加工座孔，保证过盈量约0.08~0.12mm。 • 安装时，冷冻新座圈或加热缸盖。
§3-2
气门组零件的构造与维修
• 三、气门导管、气门油封的构造与维修 • 1．气门导管的构造 – 功用：与气门杆配合为气门导向。 – 位置：缸盖上的气门导管孔中。 – 结构特点： • 空心管状结构； • 伸入气道部分成锥形。 • 后端装气门油封； • 有些带限位卡环； • 与座孔过盈配合； • 内孔与气门杆间隙配合。
中职发动机构造维修教案：配气机构 配气机构的认知
（3）按凸轮轴布置位置分类
凸轮轴下置式
凸轮轴中置式
凸轮轴上置式
凸轮轴布置形式
（4）按气门驱动形式分类，可分为直接驱动式与摇臂驱动式两种。
（5）按凸轮轴传动方式有齿轮传动式、链传动式和齿形带传动式三种。
凸轮轴传动方式
（6）按凸轮轴的数量分类，可分为单凸轮轴和双凸轮轴两种。单凸轮轴既驱动进气门，又驱动排气门。现代汽车大多采用多气门，所以使用双凸轮轴，一根驱动进气门，另一根驱动排气门。
江苏省XY中等专业学校2022-2023-1教案编号：
备课
组别
机械
上课
日期
主备
教师
授课
教师
课题
项目三配气机构
任ห้องสมุดไป่ตู้一配气机构的认知
教学
目标
1.了解发动机配气机构的组成和分类。
2.掌握发动机配气机构的工作原理。
重点
配气机构的组成和分类
难点
配气机构的工作原理
教法
讲授法分组教学
教学
设备
教学一体机发动机台架
教学
环节
教学活动内容及组织过程
个案补充
新课导入
新课讲授
I、【入门指导】
一、复习提问
1.机油尺标记的含义？
a.不必加注机油
b.可以加注机油
c.必须加注机油
◆机油液面不能超过机油尺上a标记位置。
Π、[新课]
1、配气机构的功用
四冲程车用发动机大都采用气门式配气机构，配气机构是控制发动机进气和排气的装置，其功用是按照发动机的工作顺序和各缸工作循环的要求，定时开启和关闭各缸的进、排气门，以便在进气行程中使尽可能多的可燃混合气体（汽油机）或空气（柴油机）进入气缸；在排气行程中将燃烧后生成的废气及时从气缸排出。同时配气机构应能保证发动机在压缩行程和做功行程中具有良好的密封性。
3汽车构造课程教案-配气机构-电子教案
（三）配气相位图
（四）气门间隙
所谓气门间隙就是指：发动机在冷状态时，在气门传动机
气门弹簧的作用是使气门自动回位，防止气门传动机构中产生间隙，气门弹簧应具有足够的刚度和安装预紧力。
气门旋转机构，为了改善气门和气门座密封面的工作条件，可设法使气门在工作中能相对气门座缓慢旋转。
这样可使气门头沿圆周温度均匀，减小气门头部热变形。
气门缓慢旋转时在密封锥面上产生轻微的摩擦力，有阻止沉积物形成的自洁作用。
（二）气门传动组
气门传动组主要包括凸轮轴及正时齿轮、挺柱、导管、推杆、摇臂和摇臂轴等。
气门传动组的作用是使进、排气门能按配气相位规定的时刻开闭，且保证有足够的开度。
（1）凸轮轴（图3－21）上主要配置有各缸进、排气凸轮1，可以使气门按一定的工作次序和配气相位及时开闭，并保证气门有足够的升程。
凸轮受到气门间歇性开启的周期性冲击载荷，因此对凸轮表面要求耐磨，对凸轮轴要求有足够的韧性和刚度。
同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与既定的配气相
该系统是利用进气管通道面积的变化形成可变系统来改善可燃混合气的混合和燃烧状况，如图3-38所示。
（三）进气管长度及面积可变进气系统
如图3-39所示，发动机在中小负荷，低速工作时，使用长而细的进气管，保证其经济性及低速的稳定性；而在高速、大负荷工况时，采用短而粗的进气管，提高了发动机的动力性。
3第三章 配气机构
课题一 配气机构的结构
1.按照凸轮轴的位置分类
2. 按照配气机构的传动来分类
课题二 配气机构的主要机件
一 、气门组（包括进、排气门及其附属零件）
气门弹簧
气门
课题二 配气机构的主要机件
应当满足的要求： 1.气门头部与气门座贴合严密； 2.气门导管对气门杆的往复运动导向良好； 3.气门弹簧两端面与气门杆中心线相互垂直，以
第3章: 配气机构
课题一 配气机构的结构 课题二 配气机构的主要机件 课题三 配气相位 课题四 发动机的换气过程 课题五 可变配气相位与气门升程 电子控制
1
课题一 配气机构的结构
一、配气机构的功用
配气机构是控制发动机进气和排气的装置， 其作用是按照发动机的工作循环和发火次 序的要求，定时开启和关闭各缸的进排气 门，以便在进气行程时尽可能多的混合气 或者空气进入气缸，在排气行程将废气快 速排出气缸。
VSS(Vehicle Speed Sensor )车速传感器
ECTS(Engine Coolant Temperature Sensor)发 动机冷却液温度
Solenoid Valve
电磁阀
Camshaft
凸轮轴
Rocker arm
摇臂
Rocker arm shaft
摇臂轴
二、原理
配气相位图
配气相位角： ①进气提前角：α 一般为：10º-30º ②进气迟后角：β 一般为：40º-80º ③进气持续角： 进气门开启持续时间的曲轴转
角。180º+α+β ④排气提前角：γ 一般为：40º-80º ⑤排气迟后角：δ 一般为：10º-30º ⑥排气持续角：排气门开启持续时间的曲轴转角。
一汽奥迪发动机液力挺柱
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气门间隙的测量
第一节 配气机构的布置及传动
七.气门的驱动方式 1.（下置）凸轮轴—挺柱—挺杆—摇臂—气门 2.（中置）凸轮轴—挺柱—摇臂—气门 3.（顶置）凸轮轴—挺柱—气门 4.（顶置）凸轮轴—摇臂—气门 5.（顶置）凸轮轴—气门
气门的驱动方式
气门的驱动方式————直接驱动、无挺柱
气门的驱动方式——摇臂
一. 气门组 1. 气门 ●气门头部的形状 ●气门密封锥面的锥角 ●气门直径 ●气门杆
气门组的结构
气门组分解图
充钠排气门
气门组头部形状
气门尾部与气门弹簧座的固定方式
气门锥角
气门与气门座座圈的配合
第三节 配气机构的零件和组件
一. 气门组 2. 气门导管 3. 气门座 4. 气门弹簧 5.气门旋转机构
气门的驱动方式——挺柱
第二节 配气相位
一. 配气相位 l 进气门提前打开——确保进气形成开始时进气 门已打开； l 进气门延迟关闭——利用气流惯性和压力差进 气； l 排气门提前打开——充分利用自由排气阶段自 由排气； l 排气门延迟关闭——尽量排干净； 二. 气门重叠角
配气相位
第三节 配气机构的零件和组件
凸轮轴布置方式 ——中置
当发动机转速较高时，为了减 小气门传动机构的往复运动质量， 可将凸轮轴位置移到气缸体的上部， 由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂， 而省去推杆。
凸轮轴布置方式 ——顶置
凸轮轴直接（或通过摇臂）驱动气门， 没有挺柱、推杆，所以： l 没有往复运动，减少惯性力； l 热膨胀影响较小，气门正时准确；
气门导管
气门座
气门弹簧
第三节 配气机构的零件和组件
二. 气门传动组 1. 凸轮轴 2. 正时齿轮 3. 挺柱 4. 推杆 5. 摇臂
凸轮轴轴向定位方式
凸轮轴的结构
凸轮轴形状
气门挺柱形式
液压挺柱
凸轮直接驱动顶置凸轮轴式液压挺柱的结构
液压挺柱断面
柱塞 球阀 低压油腔 高压油腔 油腔 挺柱体
气道做比较大，导致发动机在低转速时进气道中 混合气气流的流速过低、混合气的紊流较弱，燃 烧速度相对较慢，从而使得发动机在低转速的工 作时因为进气效率低而无法展现出高扭矩。
各种工况的最佳配气定时
高速型和普通型发动机气门正时与升程的比较
进气定时可变
本田VTEC技术
• VTEC——“ Variable Valve Timing and Lift Electronic
气门布置方式——顶置
• • •
结构较动机的动力性。
第一节 配气机构的布置及传动
三.凸轮轴的布置形式 1.凸轮轴下置和中置 ； 2.凸轮轴上置（顶置，OHC）。 SOHC——单顶置凸轮轴 DOHC——双顶置凸轮轴
凸轮轴布置方式
• 显著减小了噪声，且其质量轻、 包角大、啮合量大、工作可靠；
• 降低成本 ； • 可带动较多部件。
第一节 配气机构的布置及传动
五. 每缸气门数及其排列方式 1. 二气门； 2. 多气门： ①两列，一根凸轮轴； ②同列，两根凸轮轴； ③斜角排列。
气门的数量
四气门排列方式
各种气门驱动形式的气门间隙
Control System”
可变气门定时和升程的电控系统
• 采用一根凸轮轴上设计两种(高速型和低速型)不同 定时和升程的凸轮，利用油压进行切换的装置。 • 结构：
1. 控制两个气门的一对凸轮（高速凸轮和低速凸 轮）和一对摇臂（主摇臂和次摇臂）；
2.一个较高的中间凸轮和相应的中间摇臂； 3. 三根摇臂内部装有由液压控制移动的小活塞。
第一节 配气机构的布置及传动
二.气门的布置形式
1.气门顶置 ；
2.气门侧置 ；
3.进气门顶置、排气门侧置 。
气门布置方式
侧置
顶置
顶置
侧置式气门配气构造
气门布置方式——侧置
• 结构简单、零件数目少； • 燃烧室结构不紧凑，热量损失 较大； • 气道比较曲折，气门升程受到
一定限制而影响充气和排气， 发动机动力性和经济性的 提高受到限制，已趋于淘汰 。
l 适合多气门结构。
缺点是气缸盖拆装困难。
第一节 配气机构的布置及传动
四.凸轮轴的转动方式 1.齿轮传动 ——中置、下置 ； 2.链传动 ； 3.齿形皮带传动 。
凸轮驱动方式：皮带、齿轮、链条
齿轮传动及正时记号
凸轮轴皮带传动装置
正时记号 正时记号
张紧轮
惰轮
水泵齿带轮 记号
凸轮轴皮带传动
• 在高速发动机上广泛采用氯丁橡 胶齿形皮带传动 ；
中置
下置
顶置
凸轮轴布置方式 ——下置
• 曲轴与凸轮轴距离较近； •气门与凸轮轴相距较远； •气门是通过挺柱、推杆、摇臂传递运动和力， 因传动环节多、路线长，惯性力大； •在高速运动时，整个系统会产生弹性变形，影 响气门运动规律和开启、关闭的准确性 ； •当发动机变热，气门系统因热膨胀发生体积变
化，推杆变长，因此必须预留大的气门间隙 （以免漏气），造成温度低时噪声大。
本田VTEC机构
可变配气相位
可变配气相位
摇臂的 组装
本田VTEC技术——低速时
本田VTEC技术——高速时
改进的VTEC工作原理
低速→ 中速控制活塞
中速→ 高速控制活塞
三 菱 M I V E C 可 变 配 气 技 术
MIVEC （智能可变气门正时与升程控制系统）
• MIVEC机构是通过ECU发出精确指令控 制进气凸轮轴相位：发动机的ECU在各 种行驶工况下自动搜寻一个对应发动 机转速、进气量、节气门位置和冷却 水温度的最佳气门正时，并控制凸轮 轴正时液压控制阀，并通过各个传感 器的信号来感知实际气门正时，然后 再执行反馈控制，补偿系统误差，达 到最佳气门正时的位置，从而能有效 地提高汽车的功率与性能，减少耗油 量和废气排放。
• MIVEC目的：MIVEC机构是在SOHC四气门发动 机上设置的在低速时使两个进气门升程存在 高度差,而高速时两个进气门升程加大的凸轮 切换机构。 • 在发动机低速工况时,依靠两个进气门的 升程差来加强缸内混合气的流动,并因更充分 的燃烧来达到降低排放,减少油耗,提高扭矩的 目的;在发动机高速工况时,通过增加进气门的 开启时间及升程,使发动机因进气量增加而获 得更高的动力输出。
第三章 配气机构
• 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 各气缸的进、排气门 ； 减少进气和排气的阻力； 使进、排气及时充分。
• •
第一节 配气机构的布置及传动
一.分类
1.按气门的布置形式：顶置、侧置；
2.按凸轮轴的布置位置：下置、中置、上置；
3.按曲轴和凸轮轴的传动方式：齿轮传动、链条 传动和齿带传动； 4.气门数：二气门、多气门……。
液压挺柱的工作过程-1
液压挺柱的工作过程-2
液压挺柱的工作过程-3
气门机构膨胀时的液压挺杆
挤漏
气门机构冷缩时的液压挺杆
摇臂
摇臂组
发动机的高速、多气门化带来的问题
• 现象——随着发动机的高速、多气门化，发动机
• 原因——为了提高进气效率，多气门发动机的进
的高速动力性有了很大的提高，同时却带来了中 小负荷经济性变差和低速扭矩的降低。