3.配气机构
汽车发动机维修项目三 配气机构
4
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。
5
（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。
6
２．工作原理
15
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.检修配气机构
§任务3.2 拆检气门组件
四、检修气门组零件
3.气门工作锥面的修理
气门的光磨流程如下：
(1)光磨前应先将气门杆直线度进行校正，校 直后气门杆和工作锥面的径向圆跳动公差分别
为0.03mm和0.05mm。
(2)将校直的气门杆紧固在夹架上，气门头部 伸出约40mm，并按气门规定的工作锥面角度 调整夹架
(3)查看砂轮工作面是否平整。
发动机配气机构认识 拆检气门组件 拆检气门传动组件 检查调整气门间隙 诊断配气机构常见故障
§任务3.1 配气机构结构认识
上节回顾 新课导入 配气机构的功用 配气机构的类型 配气机构的组成 配气相位 课后练习
§任务3.1 配气机构结构认识
一、上节回顾
1.汽车由
3.汽车发动机由 、 5.基本术语 （1）上止点 —— （2）下止点—— （3）活塞行程 —— （4）曲柄半径—— （5）发动机排量——
§任务3.2 拆检气门组件
四、检修气门组零件
2.气门的检验
气门的常见故障有：气门杆部及尾 端的磨损、气门工作锥面磨损与烧蚀 、气门杆的弯曲变形等。
1-气门 2-百分表 3-顶尖 4-平板 5-V形块 (1) 轿车气门杆的磨损大于0.05mm，载货汽车气门杆的磨损量大于0.10mm或出现明显 台阶形磨损。 (2) 进气门头部圆柱面高度不小于0.5mm，排气门头部圆柱面高度不小于1.0mm，因为 气门头部圆柱部分高度过小会增加燃烧室容积，影响发动机工作的平稳性，同时使气 门头的强度降低。此外，在气门落入气门座的瞬间，尤其是重型柴油机的气门，在高 冲击波的作用下可能会出现回弹振抖，容易引起密封带的烧蚀。 (3) 气门尾端的磨损大于0.5mm。 (4) 气门杆的直线度误差大于0.05mm时，应予更换或校正，校正后的直线度误差不得 大于0.02mm
配气机构组成和作用
配气机构组成和作用
配气机构是内燃机中的一个重要部件，它的作用是控制气门的开闭，使燃油和空气按照一定的比例进入燃烧室，从而保证发动机的正常运转。
配气机构的组成包括气门、气门座、气门杆、气门弹簧、凸轮轴等部件。
气门是配气机构中最重要的部件之一，它的作用是控制气门的开闭。
气门座是气门的支撑部件，它的作用是固定气门，使其能够在高速运转时保持稳定。
气门杆是连接气门和凸轮轴的部件，它的作用是传递凸轮轴的运动，使气门能够按照一定的规律开闭。
气门弹簧是控制气门开闭速度的部件，它的作用是使气门能够快速地关闭，从而避免燃气的泄漏。
凸轮轴是配气机构中最重要的部件之一，它的作用是控制气门的开闭时间和幅度，从而保证燃油和空气按照一定的比例进入燃烧室。
配气机构的作用是控制气门的开闭，使燃油和空气按照一定的比例进入燃烧室，从而保证发动机的正常运转。
在发动机运转时，凸轮轴通过气门杆将运动传递给气门，使其按照一定的规律开闭。
气门的开闭时间和幅度由凸轮轴的形状和位置决定。
当气门打开时，燃油和空气进入燃烧室，当气门关闭时，燃气在燃烧室中燃烧，产生动力，推动活塞运动，从而驱动发动机运转。
配气机构是内燃机中的一个重要部件，它的作用是控制气门的开闭，使燃油和空气按照一定的比例进入燃烧室，从而保证发动机的正常
运转。
配气机构的组成包括气门、气门座、气门杆、气门弹簧、凸轮轴等部件，它们共同协作，完成发动机的工作。
配气机构的工作原理
配气机构的工作原理
配气机构的工作原理：
配气机构通常由凸轮轴、凸轮、推杆、活塞、气门和气门弹簧等部件组成。
其工作原理是通过凸轮轴的旋转驱动凸轮，凸轮的形状使得推杆产生上下运动，进而使活塞和气门产生相应的动作。
当凸轮轴旋转时，凸轮的最高点与推杆接触，推杆受到凸轮的推动向上运动。
而推杆的上端与活塞相连，当推杆向上运动时，活塞也跟随向上移动，从而产生气缸的压缩空间。
当推杆达到最高点时，凸轮的最低点开始与推杆分离，推杆因自身重力和弹性力的作用，开始向下运动。
这时，推杆的下端与活塞断开连接，活塞由于惯性和弹簧的作用，开始向下运动，从而产生气缸的扩大空间。
在活塞向下运动的同时，推杆继续向下运动，直到凸轮再次与推杆接触。
然后，推杆受到凸轮的推动再次向上运动，活塞也随之上升。
通过如此循环，活塞和气门就能够实现上下运动，从而实现气门的开闭，进而控制气缸内的气体进出。
通过调整凸轮的形状和凸轮轴的转速，可以实现不同的气门开启和关闭的时机和幅度，从而实现不同工况下发动机的运行性能需求。
配气机构的工作原理是发动机正常运行的关键，对于发动机的性能和效率都有着重要影响。
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
重庆电子工程职业学院
汽车发动机构造与维修
制作：周均
气门弹簧
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汽车发动机构造与维修
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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汽车发动机构造与维修
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。
制作：周均
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上臵凸轮轴实物图
制作：周均
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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)第三章
配气相位演示
四、气门间隙
概念：
气门间隙：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 排气门 间隙 0.25~0.30mm 0.30~0.35mm
气门间隙
作用：给热膨胀留有余地、保证气门密封 不同机型，气门间隙的大小不同，根据实验确定，一般冷态 时，排气门间隙大于进气门间隙，进气门间隙约为0.25～ 0.3mm，排气门间隙约为0.3～0.35mm。 间隙过大：进、排气门开启迟后，缩短了进排气时间，降低 了气门的开启高度，改变了正常的配气相位，使发动机因进 气不足，排气不净而功率下降，此外，还使配气机构零件的 撞击增加，磨损加快。 间隙过小：发动机工作后，零件受热膨胀，将气门推开，使 气门关闭不严，造成漏气，功率下降，并使气门的密封表面 严重积碳或烧坏，甚至气门撞击活塞。 采用液压挺柱的配气机构不需要留气门间隙。
2、进气迟闭角：从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角。
目的：利用压差，气流惯性，提高充量 （β=40º — 80º ）。
二、排气定时：包括（排气提前角γ，排气迟闭角δ）
1、排气提前角：排气门在下止点前开始开启，从开始开启 到下止点所对应的曲轴转角（γ=40º — 80º ）。
目的：利用压差进行排气。（作功接近终了时，缸内压力P=3— 4个大气压）
单缸4气门
(1)不同名气门排成两列 (2)同名气门排成同一列
充气效率较高，可适当减 小气门升程，改善配气机 构的动力性，
单缸2气门
一个进气门和一个排气门 大多数采用所有气门沿机体 纵向轴线排成一列的方式。
单缸3气门
单缸5气门
（5）气门座
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 受气门传来的热量。
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
44
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
46
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。
39
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。
42
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
35
❖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。
11
（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。
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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返回
图3-3凸轮轴顶置式配气机构
第24页/共36页
3.配气机构
配 气 相 位
上止点
下止点
二、气门重叠
气门重叠：当进气门早开和排气门迟关时， 气门重叠：当进气门早开和排气门迟关时，出现的进排 气门同时开启的现象。 气门同时开启的现象。 气门重叠角：气门同时开启的角度（ 气门重叠角：气门同时开启的角度（α+ δ）。
气门重叠角 排气过程
进气过程
配气相位演示
§3.3
作用： 作用： 为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿轮
产生的轴向力。 产生的轴向力。
4
5 3
2
6
1
1、正时齿轮；2、垫圈；3、 正时齿轮； 垫圈； 螺母； 止推片； 螺栓； 螺母；4、止推片；5、螺栓； 隔圈。 6、隔圈。
凸轮轴轴向定位
凸轮轴的驱动
齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。 A、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。
凸轮轮廓与气门的运动规律
气门升程最大时刻 缓冲结束点 气门开启点 气门关闭点
消除气门间 隙阶段
出现气门间 隙阶段
同名凸轮的相对角位置
同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气 同一气缸的进、 相位相对应的。 相位相对应的。
点火顺序： 点火顺序： 1—2—4—3 2 4 3
四缸发动机凸轮投影
凸轮轴的轴向定位
杆部
头部
性能： 性能：
强度和刚度大、 强度和刚度大、 耐热、耐腐蚀、 耐热、耐腐蚀、耐 磨
进气门： 进气门：铬钢 或铬镍钢； 或铬镍钢； 排气门： 排气门：硅铬 钢
气门头部的结构形式
平顶式
结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小， 结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、 排气门都可采用。 排气门都可采用。
第3章配气机构
三（四）
一缸：处在压缩上止点（进关1、排关2 ） 五缸：压缩行程中（排关10） 三缸：进气行程中（排关6 ） 二缸：排气行程中（进关4） 六缸：进气上止点（进开、排开） 四缸：作功行程中（进关8）
第一次可调气门为：1、2、10、6、4、8
把飞轮转360度，即把第六缸转到压缩上止点，即可调余下的气门。
锁销式：在杆端制圆柱形径向通孔，把锁销扦入孔中。
锁片 锁销
2、气门导管： 功用：保证气门直线运动，使气门与座正确配合。
工作条件：热力负荷大。
（耐磨、耐高温、强度高） 材料：灰铸铁，球墨铸铁。 防落装置：在气门导管与缸盖间用卡环定位。 气门杆与导管间应留0.05 ~ 0.12mm 间隙。
气门导管
卡环
使进、排气尽可能充分。
2、选择适当的进、排、气门开启和持续的时间、
配气机构工作过程
曲轴与凸轮轴传动比为2:1
第一节
气门式配气机构的布置及传动
1、组成：气门组、气门传动组 2、布置型式：
顶置
按气门的布置型式
侧置
上置
按凸轮轴的布置型式
中置 下置
按凸轮轴的传动方式
齿轮传动式 带传动式 二气门式
按每缸气门数分
气门与气门座之间的研磨
4、气门弹簧：
功用：使气门迅速回位，紧密闭合，并防止气门在发动机机振动时发生
跳动，破坏密封性。 材料：高炭锰钢（刚度大）
安装：安装时应给弹簧一定的预紧力，
防止气门随发动机振动而跳动。 防共振措施： 1) 提高弹簧钢度（f固有>>f激发） 等螺距 变螺距 双簧结构
2) 采用变螺距弹簧。 (工作时，螺距小的一端逐渐迭合，有效圈数不断变化，f固有不断变化) 3)采用双簧结构： 两簧刚度不同，固有频率也不同。若一簧 发生共振，另一簧可减振。一簧断列，另 一簧还可工作。
配气机构工作原理
配气机构工作原理
配气机构是内燃机中的一个重要部件，其工作原理主要包括四个方面：进气、压缩、点火和排气。
首先，配气机构通过凸轮轴驱动气门运动，实现气门的开闭。
在进气冲程中，凸轮轴带动进气门打开，使混合气进入气缸；而排气冲程中，凸轮轴带动排气门打开，将燃烧后的废气排出。
其次，配气机构通过气门的运动控制气缸内气体的进出量，实现压缩和排气过程。
在压缩冲程中，气门关闭，气缸内的混合气被压缩，增加了气体的密度从而提高了燃烧效率；而在排气冲程中，气门打开，将燃烧后的废气排出气缸。
再次，配气机构通过于适当的时机点火，以实现燃烧过程。
压缩冲程结束后，点火系统通过电火花点燃混合气，引发爆燃反应，产生高温高压气体，从而产生动力。
最后，配气机构通过气门的正常工作完成排气冲程，将燃烧后的废气从气缸排出。
排气冲程结束后，气门关闭，气缸内形成真空区，为新一轮的进气冲程做好准备。
总之，配气机构通过控制气门运动和点火时机，实现进气、压缩、点火和排气四个过程，保证发动机正常工作，并产生动力。
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。
配气机构的作用
配气机构的作用
配气机构是发动机中的重要部件，其主要作用是控制气门的开启和关闭，调节气门的工作时间和工作顺序，从而实现燃烧室的进气、排气过程的顺利进行。
配气机构的作用主要有以下几个方面：
1. 进气过程的控制：配气机构控制气门的开启和关闭时间，使进气门在适当的时间内打开，将新鲜的空气和燃料注入到燃烧室中。
通过控制气门的开关时间和开闭程度，可以调节进气的量和时间，实现空燃比的控制，以使燃烧更加充分、高效。
2. 排气过程的控制：配气机构还控制气门的开启和关闭时间，使排气门在适当的时间内打开，将燃烧产生的废气排出燃烧室。
通过控制气门的开关时间和开闭程度，可以调节排气的量和时间，有效清除燃烧产生的废气，避免废气残留对排气系统和环境的不利影响。
3. 工作行程的调节：配气机构控制气门的工作行程，即气门的开启程度。
通过调节气门的开启程度，可以改变气门开启时的流通面积，从而调节气门的流通效果，进一步影响进气和排气的量和时间。
4. 燃烧室压力的控制：配气机构还通过控制气门的开启和关闭时间，调节燃烧室内的压力变化。
适时地关闭进气门和打开排气门，可以控制燃烧室内的压力升降速度，从而实现燃烧室压力的控制和调节。
综上所述，配气机构在发动机中具有重要的作用，通过控制气门的开启和关闭，调节气门的工作时间和工作顺序，实现燃烧室的进气、排气过程的顺利进行，从而保证发动机的正常工作和高效性能。
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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气门实物图
进气门（大） 排气门（小）
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气门杆部
气门杆尾部：
环形槽、锁销 孔
凹槽
较高的加工精度，表 面经过热处理和磨光， 保证同气门导管的配 合精度和耐磨性
易断裂处
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2、气门导管
作用： 为气门的运动导向， 保证气门直线运动兼起导 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。 加工方法： 外表面加工精 度较高 ，内表面精绞 装配： 气门杆与气门间隙 0.05～0.12mm。
偏心轮：
凸轮 正时齿轮 轴颈
偏心轮
斜齿轮
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凸轮
工作条件：承受气门弹簧的张力，间歇性
的冲击载荷。
凸轮性能：表面有良好的耐磨性，足够的
刚度。
凸轮与挺柱线接触，接 触压力大，磨损快。
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凸轮的轮廓
凸轮轮廓与气门的运动规律
气门升程最大时刻 缓冲结束点 气门开启点 气门关闭点
出现气门间 隙阶段 消除气门间 隙阶段
桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图
单向阀
弹簧被压缩
气门关闭时
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气门打开时
3、气门推杆
作用： 将挺柱传来的推力传 给摇臂。 工作情况： 是气门机构中最容易 弯曲的零件。 材料： 硬铝或钢。
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4、摇臂
功用： 将推杆或凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆端以推 开气门。 分类：普通摇臂和无噪生摇臂。
可变进气系统主要有以下几种形式：
一、多气门分段工作进气系统
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二、 双 进 气 管 分 段 工 作 进 气 系 统
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三、进气管长度及面积可变进气系统
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四、配气相位可变进气系统
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五、气门定时和升程可变进气系统
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小
气门
气 门 组 头部 杆部
第三章
配气机构
概述 配气相位 配气机构的主要零部件 可变进气系统
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§3.1
功用
概
述
按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求， 定时开启和关闭气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气(汽油机)或 空气(柴油机)得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。
一、充气效率
在进气行程中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的 质量与在进气系统进口状态下充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃 混合气的质量之比。 ηv=M/M0 M ——进气过程中，实际进入气缸的新气的质量； Mo——在理想状态下，充满气缸工作容积的新气质量。
气门座
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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。
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
气门座圈
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4、气门弹簧
功用：保证气门的回位。 材料：高锰碳钢、铬钒钢。
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二、气门传动组
1、组成 2、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。
摇臂轴 摇臂
凸轮轴
推杆
挺柱
凸轮轴正 时齿轮
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点此观看气门传动组录像
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1、凸轮轴
作用： 驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作 顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。 工作条件： 承受气门间歇性开启的冲击载荷。 材料： 斜齿轮：驱动分电器、 优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 （机油泵） 结构： 驱动器汽油泵
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二、配气机构的布置型式
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。
目前国产的汽车发 动机都采用气门顶 置式配气机构。
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三、凸轮轴的布置型式
凸轮轴上置
凸轮轴下置
凸轮轴中置
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四、凸轮轴的传动方式
传动方式 图 示 应 用
杆部
头部
性能：
强度和刚度大、 耐热、耐腐蚀、耐 磨
进气门：铬钢 或铬镍钢； 排气门：硅铬 钢 河北科技师范学院
气门头部的结构形式
平顶式
结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、 排气门都可采用。
适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清 凸顶式 除效果好，但球形的受势面积大，质量和惯性力大加工 （球面顶） 较复杂。 凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可以减 凹顶式 少进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门， （喇叭顶） 而不宜用于排气门。
凸轮轴
气门
间
隙
进气门 0.25～0.30mm 排气门 0.30～0.35mm
气 门杆
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实物图
测量气门间隙
拧松紧定螺母，调整调节螺钉
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§3.2
一、概念
配 气 相 位
上止点
气门从开启到关闭 所经历的曲轴转角，称 为配气相位。
10°~30 ° 40°~80 ° 40°~80 ° 10°~30 °
气门弹簧座
锁片
气门弹簧
气门关闭 气门开启
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保证气门及时 关闭、密封
保证气门不脱 离凸轮
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。
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气门锥角
气门锥角概念：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： 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、避免气流拐弯过大而降低流速。
边缘应保持一定 的厚度，1～3mm。 装配前应将密 封锥面研磨。
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凸轮轴轴向定位
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凸轮轴的驱动
A、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。
正时齿轮及正时标记
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B、链条和齿形皮带传动：链条传动噪声小，用于中置式 或顶置式凸轮轴发动机。
凸轮轴正时 齿形带轮
张紧轮
中间轴齿形 带轮 曲轴正时齿 形带轮
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2、挺 柱
（1）作用：将凸轮的推力传给推杆或气门。 （2）挺柱的分类：普通挺柱和液力挺柱。
普通 挺柱
筒式
用途
图示
气门顶置式
滚轮式
减小摩擦所造成的对 挺柱的侧向力。多用 于大缸径柴油机。
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液力挺柱
推杆 卡环
结构：见右图 性能： 消除了配气机 构的间隙，减小了 各零件的冲击载荷 和噪声提高发动机 高速时的性能。
支承 座 柱塞
阀架 碟形 弹簧 单向 阀 柱塞 弹簧
挺杆 体
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卡环：防止气门导 管在使用中脱落。 气门导管 气缸盖
过盈配合 伸入深度应适量。锥度 可减少气流阻力。
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3、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。 气门密封干涉角： 比气门锥角大0.5～1度的气门座圈锥角。
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下止点
二、气门重叠
气门重叠：当进气门早开和排气门迟关时，出现的 进排气门同时开启的现象。 气门重叠角：气门同时开启的角度（+ ）。
气门重叠角 排气过程
进气过程
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配气相位演示
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§3.3
一、气门组
配气机构的主要零部件
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气门组实物图
锁片
齿轮传动
凸轮轴下置、 中置式配气机构
链条传动
凸轮轴上置式 配气机构
齿形带传动
凸轮轴上置式 配气机构
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五、气门数目及排列方式
每 缸 四 气 门 的 布 置
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六、气门间隙
1、概念：
气门间隙：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。
短臂 长臂 摇臂
摇臂结构示意图
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摇臂组示意图
摇臂轴紧固螺钉 螺栓 摇臂
摇臂轴
摇臂轴支座
摇臂称套
调整螺钉
定位弹簧
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桑 塔 纳 发 动 机 的 配 气 机 构
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§3.4
可变进气系统
可变进气系统可以显著提高发动机的进气效果，且结构简单， 故广泛应用于轿车汽油机上。
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同名凸轮的相对角位置
同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气 相位相对应的。
点火顺序：
1—2—4—3
四缸发动机凸轮投影
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凸轮轴的轴向定位
作用： 为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿轮 产生的轴向力。
4
5
3
2
6
1
1、正时齿轮；2、垫圈；3、 螺母；4、止推片；5、螺栓； 6、隔圈。
弹簧座
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1、气门
功用：燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开关， 承受冲击力、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。