任务3.1 配气机构认知

轿车发动机，已普 遍采用4气门结构。
1.按凸轮轴布置位置分类
按凸轮轴布置位置分，配气机构可分为顶置凸轮 轴、中置凸轮轴 、下置凸轮轴三种。
顶 置 式 凸 轮 轴 中 置 式 凸 轮 轴 凸 轮 轴 下 置 式
⑴顶置凸轮轴配气机构
1.定义:它是将凸轮轴直接 布置在气缸盖上，直接通过 凸轮轴 摇臂或凸轮来推动气门的开 启和关闭。这种传动机构没 有推杆等运动件，通过同步 齿形带或链条传动，系统往 复运动构件的质量大大减小。 非常适合现代的高速发动机， 尤其是轿车发动机。
⑴ 了解曲柄连杆机构的功用和组成。 ⑵ 熟悉曲柄连杆机构各组成零件的结构和装配连接关系。 ⑶ 掌握曲柄连杆机构的检修方法。
任务3.1 配气机构认知
3.1.1 配气机构的总体构造与工作原理
3.1.2 配气机构的分类
1.配气机构的作用
配气机构的作用是根据发动机工作循环和点 火次序，适时地开启和关闭各缸的进、排气 门，使纯净空气或空气与燃油的混合气及时 地进入气缸，废气及时地排出。
Hale Waihona Puke ⑴顶置凸轮轴配气机构2.顶置凸轮轴配气机构有传统形式:
一种是凸轮－摇臂式传动机构。
加油站 凸轮直接与摇臂接触，通过摇臂摆动将气门打开。
一汽奥迪、捷达和上海桑 另一种是凸轮－挺柱式传动机构。 塔纳等都采用凸轮－挺柱 凸轮通过挺柱将气门顶开，由凸轮轴直接开、闭气门，而 式的结构，可以不预留气 不用摇臂，减轻了运动件的质量，可以高速精确地开、闭 门间隙。 气门，提高发动机转速，并且这种布置有利于增加气门数 目，提高进排气效率，是现代高速发动机配气机构的主要 形式。
⑴顶置凸轮轴配气机构
2.根据顶置气门凸轮轴的个数分:
单顶置凸轮轴: 加油站 单顶置凸轮轴仅用一根凸轮轴同时驱动进、排气 门，结构简单，布置紧凑。
双顶置凸轮轴:
双顶置凸轮轴在现代 车中应用越来越多。
双顶置凸轮轴一般由两根凸轮轴分别直接驱动进、 排气门，适用于多气门（3～5气门）结构，
挺臂
摇臂轴
气门弹簧座
4.充气效率
1.充气效率定义:
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越 大，新鲜空气或可燃混合气的程度，用充气效率ηv表示，它是指在每 个循环中，实际进入气缸的冲量与进气状态下充满气缸工作容积的理 论充量的比值。 ηv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。 2.充气效率和进气终了压力、进气终了温度及气缸内残余废气量有关。
⑶齿轮传动
凸轮轴下置、中置的配气机 构大多采用齿轮传动。一般 从曲轴到凸轮轴间的传动只 需一对正时齿轮，必要时可 加装中间齿轮。为了啮合平 稳，减小噪音，正时齿轮多 用斜齿轮，也有采用夹布胶 木制造，以减小噪音，为了 装配时保证配气相位的正确， 齿轮上都有正时记号，装配 时必须按要求对齐。
3.按每缸气门的数目分类
⑵中置凸轮轴配气机构 调整螺钉
2.中置凸轮轴的 支架 配气机构。它将 锁夹 凸轮轴布置在曲 加油站 挺柱 轴箱上。这种结 气门弹簧 构多用于柴油机， 适用于发动机转速 凸轮轴 一般采用在一对 较高时，可以减少 气门导管 正时齿轮之间加 气门传动机构的往 气门 入一个中间齿轮 复运动质量。 （惰轮 ）进行 传动。
课堂总结
1. 你学会了哪些内容？
2. 你了解了哪些新问题？
3. 在学习方法上你有进步？
作业布置
1.配气机构的作用？ 作 业 2.配气机构总体组成? 3.配气机构工作原理？ 4.充气效率? 5.配气机构的分类？
再 见
按每缸气门的数目，配气机构可分为2气门、3气 门 、4气门和5气门。传统发动机都采用每缸两气 门（一个进气门，一个排气门）。为了改善发动 机的充气性能，应尽量加大气门的直径，但由于 气缸的限制，气门的直径不能超过气缸直径的一 半。因此，现代汽车发动机中，普遍采用多气门 结构（3～5气门，一般常用4气门），使发动机的 进、排气流通载面积增大，提高了充气效率，改 善了发动机的动力、经济性能和排放性能。
2.配气机构总体组成
以顶置双凸轮轴同步齿形带传动的配气机构 为例。 （请看下页图 ）
配 气 机 构 机 构 图
液压挺 排气凸 凸轮 柱 凸轮轴传 轮轴 动带轮 排气凸 轮轴
进气 门组 件
张紧 轮 中间轴 正时齿 轮 同步齿 形带
排气 门组 件
张紧 轮
曲轴正时 带轮
它主要由气门组件（有进气门组件和排气门组件，含进、 排气门，进、排气门座，气门弹簧，气门锁夹，气门导管 等 ），气门驱动机构（液压挺柱）、进气凸轮轴和排气 凸轮轴以及凸轮轴传动机构（含曲轴正时带轮、凸轮轴传 动带轮、同步齿形带、张紧轮）等组成。
项目3
配气机构的构造与维修
目录
任务3.1 配气机构认知 任务3.2 配气机构的组件与零件结构 任务3.3 气门间隙及配气定时 任务3.4 配气机构的检修 任务3.5 可变气门配气机构认识 实训项目3 配气机构的检修
项目3
配气机构的构造与维修
能力目标： ⑴ 能够说出配气机构的功用、组成及工作原理。 ⑵ 能够说明配气机构各组成零件的结构和装配连接关系。 ⑶ 学会配气机构的检修方法。 知识目标：
QI CHE FA DONG JI GOU ZAO YU WEI XIU 主 编 刘桂光
汽车发动机构造与维修
车志
机械工程系 肥城市高级技工学校
复习导入
上个单元我们学习了项目2 :曲柄连杆机构 的构造与维修，你还记得多少内容? 通过项目2的学习，我们了解了两大 机构中的曲柄连杆机构，今天，我们 学习两大机构的第二大机构:配气机 构
同步齿形带 张紧轮
曲轴
⑵链条传动
凸轮轴链轮 链条传动多用于在凸轮轴顶 置的配气机构中。为使链条 加油站 导链轮 在工作时具有一定的张力而 现在一些中高档车应用无声 不至于脱落，一般装有导联 链条，噪音小，传动更加可 板合张紧轮等 靠，可以不用更换，避免了 液力张紧装置 优点：布置容易，若传动距 同步齿形齿形带老化的问题。 离较远时，还可用两级链传 油泵驱动链轮 链条 如马自达6，福特蒙迪欧、 动。 嘉年华等。 缺点：传统的链传动结构质 量及噪音较大，链的可靠性 曲轴链轮 和耐久性不易得到保证。
⑴同步齿形带传动
现代高速发动机配气机构 中广泛采用同步齿形带传 动，同步齿形带又称同步 带、齿形带、齿带、正时 带。同步齿形带用氯丁橡 胶制成，中间夹有玻璃纤 维和尼龙织物，以增加强 度。同步齿形带的张力可 张紧轮 以由张紧轮进行调整。这 种传统方式可以减小噪音， 减小结构质量和降低成本。
凸轮轴
摇臂轴
3.提高充气效率的方法:
1.减少排气系统流通阻力，如壁面光滑平直的进、排气管道，气流流 通阻力小可提高进气终了压力。 2.使用多进气门机构可以有效提高进气终了压力，并使气缸内残余废 气量减少。
4.充气效率
发动机增压，可以较大幅度提高进气终了压力，有效改善 发动机性能。另外，在使用中，应特别注意对空气滤清器 的清洁保养，以保证进气畅通，提高充气效率。进气终了 加油站 温度愈高，充入气缸中的工质密度愈小，新鲜充量愈小。 因此，进、排气管道分置与气缸盖的两侧，适当加大气门 重叠角，有利于降低进气终了温度。 目前中小排量以上
气门组
气门传动组
3.配气机构的工作原理
发动机工作时，通过同步齿形带3带动进、 排气凸轮 轴旋转。当进气凸轮轴的进气凸轮克服气门弹簧力作 用压下进气门时，进气门开启，开始进气；当进气凸 轮轴转到凸轮的基圆段时，该进气门在气门弹簧作用 下回位，关闭进气门，进气停止。排气门的开闭原理 与进气门类似。四冲程发动机每完成一个工作循环， 各缸的进、排气门需要开闭一次，即需要凸轮轴转过 一圈，而曲轴需要转两圈。曲轴转速与凸轮轴转速之 比（传动比）为2 : 1。
⑶下置凸轮轴配气机构
3.下置凸轮轴的配气机构。 它将凸轮轴布置在曲轴箱 上。 主要优点：是凸轮轴离曲 轴较近，可用一对正时齿 轮驱动，传动简单。 缺点：存在零件较多、传 动连长、系统弹性变形大、 影响配气准确性等缺点。
2.按曲轴和配气凸轮轴的传动方式分类
按曲轴和配气凸轮轴的传动方式，配气机构可分 为同步齿形带传动、链条传动和齿形传动三种。