汽车结构 第03章配气机构精品文档PPT课件
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汽车配气机构-PPT文档资料
川师成都学院电子工程系
2
2019/3/24
汽车构造
组成：由气门组和气门传动组组成。
2019/3/24
川师成都学院电子工程系
3
汽车构造
配气机构的布置形式
分类： 按气门布置的形式：气门顶置、气门侧置
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。
2019/3/24
为何排气 门间隙大 于进气门 间隙？
2019/3/24
川师成都学院电子工程系
14
汽车构造
气门间隙过大与过小的危害
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。 无间隙或间隙过小：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。
边缘应保持一定 的厚度，1～ 3mm。 装配前应将密 封锥面研磨。
2019/3/24
川师成都学院电子工程系
24
汽车构造
气门杆部
凹槽
气门杆尾部：
环形槽、锁销孔
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
排气提前角γ ：一般为：40º～80º 排气迟后角δ ：一般为：10º～30º 排气持续角：排气门开启持续时间的曲轴转角。为 180º+γ+δ
气门重叠：在某一时间内，进气门、排气门同时开启 的现象。 气门重叠角：气门重叠时的曲轴转角。为α+δ
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2
2019/3/24
汽车构造
组成：由气门组和气门传动组组成。
2019/3/24
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汽车构造
配气机构的布置形式
分类： 按气门布置的形式：气门顶置、气门侧置
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。
2019/3/24
为何排气 门间隙大 于进气门 间隙？
2019/3/24
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汽车构造
气门间隙过大与过小的危害
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。 无间隙或间隙过小：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。
边缘应保持一定 的厚度，1～ 3mm。 装配前应将密 封锥面研磨。
2019/3/24
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24
汽车构造
气门杆部
凹槽
气门杆尾部：
环形槽、锁销孔
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
排气提前角γ ：一般为：40º～80º 排气迟后角δ ：一般为：10º～30º 排气持续角：排气门开启持续时间的曲轴转角。为 180º+γ+δ
气门重叠：在某一时间内，进气门、排气门同时开启 的现象。 气门重叠角：气门重叠时的曲轴转角。为α+δ
川师成都学院电子工程系
汽车构造课件—配气机构
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。
汽车工程系
3
§2 配气机构的布置及驱动
一、气门布置
现代汽车发动机都 采用气门顶置式配
气机构。
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。
汽车工程系
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。
凸轮轴
气门 进气门 排气门
间隙 0.25～0.30mm 0.30～0.35mm
气 门杆
汽车工程系
8
实物图
测量气门间隙
拧松紧定螺母，调整调节螺钉
汽车工程系
9
§2 配气相位
气门的开启和关闭时刻，以及所经历的曲轴转角，称为
配气相位
➢ 当发动机转速下降到设定值，电脑切断电磁阀电流， 正时活塞一侧油压下降，各摇臂油缸孔内的活塞在回 位弹簧作用下，三个摇臂彼此分离而独立工作。
汽车工程系
29
VTEC工作原理
四个活塞 安装处
汽车工程系
30
发动机控制ECU根据发动机转速、负荷、冷却液温度 和车速信号控制VTEC电磁阀。电磁阀通电后，通过压力开
3、正时标记对准，活塞与气门 相对位置确定，保证了配气相 位和点火顺序。
汽车工程系
22
B、链条和齿形皮带传动：用于中置式或顶置式凸轮
中间轴齿形 带轮
曲轴正时齿 形带轮
汽车工程系
23
汽车工程系
24
其它部件
汽车工程系
25
可变配气机构
气门可变机构 配气相位可变机构 气门定时和气门升成可变机构
汽车工程系
3
§2 配气机构的布置及驱动
一、气门布置
现代汽车发动机都 采用气门顶置式配
气机构。
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。
汽车工程系
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。
凸轮轴
气门 进气门 排气门
间隙 0.25～0.30mm 0.30～0.35mm
气 门杆
汽车工程系
8
实物图
测量气门间隙
拧松紧定螺母，调整调节螺钉
汽车工程系
9
§2 配气相位
气门的开启和关闭时刻，以及所经历的曲轴转角，称为
配气相位
➢ 当发动机转速下降到设定值，电脑切断电磁阀电流， 正时活塞一侧油压下降，各摇臂油缸孔内的活塞在回 位弹簧作用下，三个摇臂彼此分离而独立工作。
汽车工程系
29
VTEC工作原理
四个活塞 安装处
汽车工程系
30
发动机控制ECU根据发动机转速、负荷、冷却液温度 和车速信号控制VTEC电磁阀。电磁阀通电后，通过压力开
3、正时标记对准，活塞与气门 相对位置确定，保证了配气相 位和点火顺序。
汽车工程系
22
B、链条和齿形皮带传动：用于中置式或顶置式凸轮
中间轴齿形 带轮
曲轴正时齿 形带轮
汽车工程系
23
汽车工程系
24
其它部件
汽车工程系
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可变配气机构
气门可变机构 配气相位可变机构 气门定时和气门升成可变机构
汽车构造课件第三章配气机构
总结
1
配气机构的基本原理
了解配气机构的基本工作原理和构成。
配气机构对对汽车功率、燃油经济性
和排放性能的影响。
3
配气机构的未来发展方向
展望配气机构在高效能、低排放和智能 化方面的未来发展趋势。
参考文献
• 杨敏. 汽车构造课件[M]. 北京：机械工业出版社，2021. • David C. Vizard. How to Power Tune Rover V8 Engines[M].
2
调节气门升程
配气机构可调节气门的升程，从而控制燃气进出气缸的量。
3
提供动力
配气机构保证内燃机正常运转，为发动机提供动力。
常见的配气机构种类
OHC配气机构
凸轮轴位于汽缸头部，通过摇臂 和气门直接控制进排气。
OHV配气机构
凸轮轴位于汽缸盖内，通过摇杆 和气门间接控制进排气。
DOHC配气机构
两根凸轮轴位于汽缸盖内，分别 控制进气和排气气门。
单凸轮轴与双凸轮轴的区别
1 单凸轮轴
只有一根凸轮轴，用于控制进排气门的开闭。
2 双凸轮轴
有两根凸轮轴，分别控制进气和排气气门。
关注的问题
配气机构的重要性
探讨配气机构在发动机中的重 要作用和影响。
配气机构的维护与保 养
提供维护和保养配气机构的建 议和注意事项。
配气机构的发展趋势
介绍配气机构的未来发展方向 和创新技术。
汽车构造课件第三章配气 机构
本章介绍汽车配气机构的基本原理、作用以及常见种类，同时探讨配气机构 对汽车性能的影响与未来发展方向。
什么是配气机构？
定义
配气机构是指控制气缸进气和排气门开闭时机的机械装置。
《汽车配气机构》PPT课件
05.12.2020
气门导管
气缸盖 过盈配合
卡环：防止气门 导管在使用中脱 落。
伸入深度应适量。锥度可减少
气流阻力。
.
28
气门弹簧
功用：克服在气门关闭过程中 气门及传动件的惯性力，保证 气门及时落座并紧紧贴合。
形状：圆柱形螺旋弹簧。
材料：高碳锰钢、硌钒钢。
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。
凸轮轴
凸轮轴正 时齿轮
05.12.2020
.
推杆 挺柱
31
凸轮轴
组成：各缸的进、排气门凸轮及驱 动汽油泵的偏心轮、驱动分电器的 齿轮。
功用：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。
材料：优质钢模锻、合金铸铁、球 墨铸铁。
同一正时气齿缸轮的进排气凸轮的相对转
角位置是与既定的配气相位轴相颈适应
挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。
为何排气
门间隙大
进气门间隙：0.25～0.30mm 排气门间隙：0.30～0.35mm
于进气门 间隙？
05.12.2020
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汽车构造
气门间隙过大与过小的危害
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。
➢气门弹簧的两端面与气门杆的
中心线相垂直；
气门弹簧
➢气门弹簧的弹力足以克服气门
气门导管 气门
及其传动件的运动惯性。
气门座
05.12.2020
.
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气门组实物图
第三章-配气机构概述PPT课件
2020年9月28日
12
2020年9月28日
13
4．组成 包括气门组和气门传动组
2020年9月28日
14
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。
2020年9月28日
15
气门组实物图
2020年9月28日
16
（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、
2020年9月28日
3
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。
2020年9月28日
4
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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19
➢ 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
2020年9月28日
5
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-PPT精选文档
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3.3气门组
3.3.1气门
1.气门结构 气门分进气门和排气门，结构基本相同。气门由头部与杆部 两部分组成，如图3-10所示。气门头部的作用是与气门座配合， 对汽缸进行密封;杆部则与气门导管配合，为气门的运动起导向作 用。
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3.3气门组
2.工作条件与材料 气门的工作条件十分恶劣，它直接与汽缸内的高温燃气接触， 受热严重，目散热困难。气门承受气体力和气门弹簧力的作用， 以及配气机构运动件惯性力的作用，使气门落座时受到冲击。气 门在润滑条件很差的情况下以极高的速度开启和关闭，并在气门 导管内做高速往复运动以及在高温燃气中与腐蚀性气体接触而受 到腐蚀。故要求气门必须具有足够的强度、刚度、硬度，耐高温、 耐腐蚀、耐磨损。
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3.3气门组
3.气门的拆装 拆装气门时，必须先使用专用气门拆装钳压缩气门弹簧，如 图3-14所示，然后拆下或装上气门锁片或锁销，并慢慢放松气门 弹簧即可。拆下的气门，必须做好标记并按顺序摆放，以免破坏 气门与气门座及气门导管的配合。气门锁片或锁销很小，应注意 防止丢失。 4.机油防漏装置 由于进气管中有一定的真空度，汽缸盖上的机油会从气门 杆与导管之间的间隙被吸入汽缸。适量的机油进入气门导管与气 门之间的间隙，对于保证气门杆的润滑是必要的。但如果进入的 机油量过多，将会使汽缸内产生积炭和气门上沉积物的数量增多， 使机油消耗增加。为了减少机油消耗和沉积物的数量，有些发动 机在气门杆上设有机油(润滑油)防漏装置。‘常见的儿种防漏装置 结构形式如图3-15所示。
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3.1配气机构的功用及组成
2.配气机构的工作情况 下面以顶置凸轮轴配气机构为例介绍配气机构的工作情况。 ①当凸轮轴上的凸轮基圆部分与挺杆接触时，挺杆和基圆面接触， 不升高，气门处于关闭状态。 ②当凸轮轴转动时，凸轮凸起部分与挺杆接触，将挺杆顶起，挺杆 通过推杆调整螺钊一使摇臂绕摇臂轴转动，摇臂的长端向下压动 气门，克服气门弹簧力使气门打开。 ③当凸轮轴继续转动，凸轮凸起部分转过挺杆后又恢复凸轮基圆部 分与挺杆接触，凸轮不再向上顶动挺杆，气门在弹簧张力作用下， 开度逐渐减小，直至关闭。
汽车构造-课件-第03章配气机构
2019/12/22
8
AUTOMOBILE STRUCTURE
配气机构的布置形式
（1）凸轮轴下置式配气机构
凸轮轴位于曲轴箱内。
优点：凸轮轴离曲轴近，可用齿轮传动；
凸
缺点：传动链长，整个机构刚性差。
轮
轴
其中气门组零件包括气门、气门座圈
下
置
、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座和气
式
门锁夹等；
配
气
气门传动组零件则包括凸轮轴、挺柱
机
、推杆、摇臂、摇臂轴、摇臂轴座和气门
构
间隙调整螺钉等。
2019/12/22
9
AUTOMOBILE STRUCTURE
配气机构的布置形式
（2）凸轮轴中置式配气机构
凸轮轴位于曲轴箱中部。 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。 优点：传动机构刚度有所增加；缺点：凸轮轴驱动变复杂。 有些凸轮轴中置式配气机构的组成与凸轮轴下置式配气机构没有 什么区别，只是推杆较短而已。
进气充满气缸的程度，常用充气效率（也称充气系数）表示。
2019/12/22
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AUTOMOBILE STRUCTURE
充气效率
充气效率就是指在进气过程中，实际进入气缸的新鲜空气或可燃混
合气的质量与在理想状况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。即vFra bibliotekM M0
式中：M—进气过程中实际充入气缸的进气量；
四冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴旋转两周，各缸的进、 排气门各开启一次，此时凸轮轴只旋转一周。因此曲轴与凸轮轴 之比即传动比）应为 2∶1。
发动机配气机构PPT课件
凸轮间的相对角位置，夹角位90度
气门组件
3.3.2 挺柱
普通挺柱：筒形挺柱适用于汽油机，滚轮式挺柱适用于柴油机
液压挺柱
气门组件
液压挺柱
气门组件
作用
优点
结构特点
综合优点
弥补气门间 隙给发动机 带来的撞击 噪音
1.取消了气门间隙 零件结构简单； 2.不需要调整气门 间隙，简化了装配 后的调整过程 3.消除了气门间隙 引起的冲击噪音
3.1.1 配气机构的分类
1.按照气门布置形式分
概述
侧置气门式配气机构（已经淘汰）
顶置气门式配气机构（普遍采用）
概述
3.1.1 配气机构的分类
2.凸轮轴的布置形式分 下置式
中置式
上置式
概述
3.1.1 配气机构的分类
3.按曲轴驱动凸轮轴的方式分
齿轮传动配气机构
概述
3.1.1 配气机构的分类
1.按曲轴驱动凸轮轴的方式分
1.采用倒置挺柱，直 接推动气门的开启； 2.挺住体是由上盖和 圆筒，精加工后在用 激光焊接程一体的薄 壁零件 3.单向阀采用钢球、 弹簧式结构。
使起门开启和 关闭更快，以 减少进排气阻 力，改善发动 机换气提高性 能特别是高速 性能
3.3.3 推杆
气门组件
与摇臂相连
气门组件
3.3.4 摇臂及其组件
齿轮传动配气机构 齿形带传动配气机构
概述
3.1.1 配气机构的分类
4.按每缸气门数分 1.双气门式配气机构
一般发动机配气机构较多采用一个进气门和 一个排气门
2.多气门式配气机构
新型发动机采用每缸三气门、四气门、五气 门
概述
3.1.2 气门间隙
汽车结构 第03章_配气机构
第26页
2024/5/1
气门弹簧
❖ 气门弹簧的功用是克服在气门关闭过程中气门及传动件的惯性力， 防止各传动件之间因惯性力的作用而产生间隙，保证气门及时落座 并紧紧贴合，防止气门发生跳动，破坏其密封性。为此，气门弹簧 应有足够的刚度和安装预紧力。
第27页
气门旋转机构
❖ 气门旋转机构的实例见图 3-15。
第14页
2024/5/1
每缸两个气门时的排列方式
当每气缸用两个气门时，为使结构简化，大多数采用气门沿机 体纵向轴线排成一列的方式。这样，相邻两缸的同名各气门就有可 能合用一个气道，以使气道简化并得到较大的气道通过截面；另一 种是将进、排气门交替布置，每缸单独用一个气道，这样有助于气 缸盖冷却均匀。柴油机的进、排气道一般分置于机体的两侧，以免 排气对进气加热。老式汽油机的进、排气道通常置于机体的同一侧， 以便进气受到排气的预热。
▪ 按每气缸气门数目，有二气门式、
四气门和五气门等多气门式。
第3页
气门的布置形式
▪ 1.气门顶置式配气机构
▪
进气门和排气门都倒
挂在气缸上。现代汽车发
动机均采用气门顶置式配
气机构。
▪ 2.气门侧置式配气机构
▪
气门侧置式配气机构
的进气门和排气门都装置
在气缸体的一侧，目前已
被淘汰。
2024/5/1
第4页
第22页
气门
2024/5/1
头部的工作温度很高，而且还要承受气体压力、气门弹簧以及 传动组零件惯性力的作用，其冷却和润滑条件又较差。因此，要求气门 必须具有足够的强度、刚度、耐热和耐磨能力。进气门的材料采用合金 钢（如铬钢或镍铬钢等），排气门则采用耐热合金钢（硅铬钢等）。为 了节省耐热合金钢，有的发动机排气门头部用耐热合金钢制造，而杆部 则用铬钢制造，然后将两者焊在一起。
2024/5/1
气门弹簧
❖ 气门弹簧的功用是克服在气门关闭过程中气门及传动件的惯性力， 防止各传动件之间因惯性力的作用而产生间隙，保证气门及时落座 并紧紧贴合，防止气门发生跳动，破坏其密封性。为此，气门弹簧 应有足够的刚度和安装预紧力。
第27页
气门旋转机构
❖ 气门旋转机构的实例见图 3-15。
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2024/5/1
每缸两个气门时的排列方式
当每气缸用两个气门时，为使结构简化，大多数采用气门沿机 体纵向轴线排成一列的方式。这样，相邻两缸的同名各气门就有可 能合用一个气道，以使气道简化并得到较大的气道通过截面；另一 种是将进、排气门交替布置，每缸单独用一个气道，这样有助于气 缸盖冷却均匀。柴油机的进、排气道一般分置于机体的两侧，以免 排气对进气加热。老式汽油机的进、排气道通常置于机体的同一侧， 以便进气受到排气的预热。
▪ 按每气缸气门数目，有二气门式、
四气门和五气门等多气门式。
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气门的布置形式
▪ 1.气门顶置式配气机构
▪
进气门和排气门都倒
挂在气缸上。现代汽车发
动机均采用气门顶置式配
气机构。
▪ 2.气门侧置式配气机构
▪
气门侧置式配气机构
的进气门和排气门都装置
在气缸体的一侧，目前已
被淘汰。
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气门
2024/5/1
头部的工作温度很高，而且还要承受气体压力、气门弹簧以及 传动组零件惯性力的作用，其冷却和润滑条件又较差。因此，要求气门 必须具有足够的强度、刚度、耐热和耐磨能力。进气门的材料采用合金 钢（如铬钢或镍铬钢等），排气门则采用耐热合金钢（硅铬钢等）。为 了节省耐热合金钢，有的发动机排气门头部用耐热合金钢制造，而杆部 则用铬钢制造，然后将两者焊在一起。
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▪ 按每气缸气门数目，有二气门式、
四气门和五气门等多气门式。
第4页气门的ຫໍສະໝຸດ 置形式▪ 1.气门顶置式配气机构
▪
进气门和排气门都倒
挂在气缸上。现代汽车发
动机均采用气门顶置式配
气机构。
▪ 2.气门侧置式配气机构
▪
气门侧置式配气机构
的进气门和排气门都装置
在气缸体的一侧，目前已
被淘汰。
12.11.2020
第5页
《汽车构造》电子教案
第三章 配气机构
12.11.2020
第三章 配气机构
▪ 概述 ▪ 气门式配气机构的布置及传动 ▪ 配气相位 ▪ 配气机构的零件和组件
配气机构的功用是按照发动机每一气缸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。新鲜空气或可燃混合气被吸进气缸越多，则发动机可能 发出的功率越大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充量 系数来表示。
第2页
12.11.2020
充量系数
•
所谓充量系数就是在进气过程中，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，即
c
M Mo
式中，M 为进气过程中，实际充入气缸的新气的质量；M o 为
进气状态下充满气缸工作容积的新气质量。
▪
充量系数越高，表明进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气越多，
第3页
12.11.2020
第一节 气门式配气结构的布置及传动
气门式配气机构由气门组 和气门传动组零件组成。配气机 构可以从不同角度分类：
▪ 按气门的布置形式，主要有气门
顶置式和气门侧置式；
▪ 按凸轮轴的布置位置，可分为凸
轮轴下置式，凸轮轴中置式和凸 轮轴上置式；
▪ 按曲轴和凸轮轴的传动方式，可
分为齿轮传动式、链传动式和带 传动式。
第7页
12.11.2020
凸轮轴上置式配气机构
第8页
上置双凸轮轴布置
上置双凸轮轴布置适用于 多气门式发动机，特点是使用 两个凸轮轴分别驱动进气门和 排气门。双凸轮轴结构有利于 布置更多的气门，气门数多， 能提高发动机的进、排气效率， 可以进一步提高压缩比，提高 发动机的转速。这种双凸轮轴 多气门的配气机构，是高速现 代汽车发动机配气机构的主要 形式。图示为上置双凸轮轴直 接驱动5气门的配气机构。
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带传动
近年来，在高速汽车发动机上 还广泛的采用传动带来代替传动链， 图3-7所示为一汽--大众奥迪100型 轿车用的齿形带传动。这种齿形带 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。采用 齿形带传动，对于减少噪声、减少 结构质量和降低成本都有很大好处。
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气门顶置式配气机构
在图示的气门顶置式配气机 构中，气门组包括气门3，气门导 管2、气门主、副弹簧4和5、气门 弹簧座6、锁片7等；气门传动组 则由摇臂轴9、摇臂10、推杆13、 挺柱14、凸轮轴15和定时齿轮组 成。
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工作过程
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凸 轮 轴 下 置 和 中 置 的 配 气 机 构
每缸四个气门时的排列方式
当每缸采用四个气门时，气门排列的方案有两种： ①同名气门排成两列，由一个为凸轮通过T形驱动杆同时驱动，并且所
有气门都可以由一根凸轮轴驱动。两同名气门在气道中的位置不同， 可能会使二者的工作条件和工作效果不一致。 ②同名气门在同一列，则没有上述缺点，但一般用两根凸轮轴。
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可燃混合气燃烧时所放出的热量越大，所以发动机发出的功率越大。充
量系数总是小于1，一般为0.80~0.90。影响发动机充量系数的因素很多，
故提高充量系数可以从多方面入手。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，使吸气和排气都尽可能充分。
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每缸气门数及其排列方式
▪ 一般发动机都采用每缸两个气门，即一个进气门和一个排气门的结构。
▪ 在很多新型汽车发动机上多采用每缸4气门、甚至5气门的结构，即2~3
个进气门和2个排气门。
采用多气门发动
机的好处是什么
呢？
答：为了进一步改善气缸的换气，在可能的情况下，应尽量加大气门的直 径，特别是进气门的直径。但是，由于燃烧室尺寸的限制，气门直径 最大不能超过气缸直径的一半。当气缸直径较大，活塞平均速度较高 时，每缸一进一排的气门结构就不能保证良好的换气质量。采用多气 门的结构形式后，进气门总的通过面积较大，充量系数较高，排气门 的直径可适当减小，使其工作温度适当降低，提高了工作可靠性。此 外，采用多气门后还可适当减小气门升程，改善配气机构的的动力性， 多气门的汽油机还有利于改善HC和CO的排放性能。
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上置双凸轮轴布置
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凸轮轴的传动方式
▪ 齿轮传动 ▪ 链传动 ▪ 带传动
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齿轮传动
凸轮轴下置、中置的配气机构大多采用圆柱形定时齿轮传动。一 般曲轴与凸轮轴之间的传动只需一对定时齿轮，必要时可加装中间齿 轮。为了啮合平稳、减小噪声，定时齿轮多用斜齿轮。在中、小功率 发动机上，曲轴定时齿轮用钢来制造，而凸轮轴定时齿轮则用铸铁或 夹布胶木制造，以减小噪声。
链传动
链条与链轮的传动特别适用于凸轮轴上置的配气机构。为使链 条在工作是具有一定的张力而不致脱链，装有导链板14，上、下链 条张紧轮2、11等。为了使链条调整方便，有的发动机使用一根链条 传动。链传动的主要问题是其工作可靠性不如齿轮传动。其传动性 能在很大程度上取决于链条的制造质量。
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每缸两个气门时的排列方式
当每气缸用两个气门时，为使结构简化，大多数采用气门沿机 体纵向轴线排成一列的方式。这样，相邻两缸的同名各气门就有可 能合用一个气道，以使气道简化并得到较大的气道通过截面；另一 种是将进、排气门交替布置，每缸单独用一个气道，这样有助于气 缸盖冷却均匀。柴油机的进、排气道一般分置于机体的两侧，以免 排气对进气加热。老式汽油机的进、排气道通常置于机体的同一侧， 以便进气受到排气的预热。
四气门和五气门等多气门式。
第4页气门的ຫໍສະໝຸດ 置形式▪ 1.气门顶置式配气机构
▪
进气门和排气门都倒
挂在气缸上。现代汽车发
动机均采用气门顶置式配
气机构。
▪ 2.气门侧置式配气机构
▪
气门侧置式配气机构
的进气门和排气门都装置
在气缸体的一侧，目前已
被淘汰。
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《汽车构造》电子教案
第三章 配气机构
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第三章 配气机构
▪ 概述 ▪ 气门式配气机构的布置及传动 ▪ 配气相位 ▪ 配气机构的零件和组件
配气机构的功用是按照发动机每一气缸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。新鲜空气或可燃混合气被吸进气缸越多，则发动机可能 发出的功率越大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充量 系数来表示。
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充量系数
•
所谓充量系数就是在进气过程中，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，即
c
M Mo
式中，M 为进气过程中，实际充入气缸的新气的质量；M o 为
进气状态下充满气缸工作容积的新气质量。
▪
充量系数越高，表明进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气越多，
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第一节 气门式配气结构的布置及传动
气门式配气机构由气门组 和气门传动组零件组成。配气机 构可以从不同角度分类：
▪ 按气门的布置形式，主要有气门
顶置式和气门侧置式；
▪ 按凸轮轴的布置位置，可分为凸
轮轴下置式，凸轮轴中置式和凸 轮轴上置式；
▪ 按曲轴和凸轮轴的传动方式，可
分为齿轮传动式、链传动式和带 传动式。
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凸轮轴上置式配气机构
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上置双凸轮轴布置
上置双凸轮轴布置适用于 多气门式发动机，特点是使用 两个凸轮轴分别驱动进气门和 排气门。双凸轮轴结构有利于 布置更多的气门，气门数多， 能提高发动机的进、排气效率， 可以进一步提高压缩比，提高 发动机的转速。这种双凸轮轴 多气门的配气机构，是高速现 代汽车发动机配气机构的主要 形式。图示为上置双凸轮轴直 接驱动5气门的配气机构。
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带传动
近年来，在高速汽车发动机上 还广泛的采用传动带来代替传动链， 图3-7所示为一汽--大众奥迪100型 轿车用的齿形带传动。这种齿形带 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。采用 齿形带传动，对于减少噪声、减少 结构质量和降低成本都有很大好处。
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气门顶置式配气机构
在图示的气门顶置式配气机 构中，气门组包括气门3，气门导 管2、气门主、副弹簧4和5、气门 弹簧座6、锁片7等；气门传动组 则由摇臂轴9、摇臂10、推杆13、 挺柱14、凸轮轴15和定时齿轮组 成。
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工作过程
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凸 轮 轴 下 置 和 中 置 的 配 气 机 构
每缸四个气门时的排列方式
当每缸采用四个气门时，气门排列的方案有两种： ①同名气门排成两列，由一个为凸轮通过T形驱动杆同时驱动，并且所
有气门都可以由一根凸轮轴驱动。两同名气门在气道中的位置不同， 可能会使二者的工作条件和工作效果不一致。 ②同名气门在同一列，则没有上述缺点，但一般用两根凸轮轴。
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可燃混合气燃烧时所放出的热量越大，所以发动机发出的功率越大。充
量系数总是小于1，一般为0.80~0.90。影响发动机充量系数的因素很多，
故提高充量系数可以从多方面入手。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，使吸气和排气都尽可能充分。
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每缸气门数及其排列方式
▪ 一般发动机都采用每缸两个气门，即一个进气门和一个排气门的结构。
▪ 在很多新型汽车发动机上多采用每缸4气门、甚至5气门的结构，即2~3
个进气门和2个排气门。
采用多气门发动
机的好处是什么
呢？
答：为了进一步改善气缸的换气，在可能的情况下，应尽量加大气门的直 径，特别是进气门的直径。但是，由于燃烧室尺寸的限制，气门直径 最大不能超过气缸直径的一半。当气缸直径较大，活塞平均速度较高 时，每缸一进一排的气门结构就不能保证良好的换气质量。采用多气 门的结构形式后，进气门总的通过面积较大，充量系数较高，排气门 的直径可适当减小，使其工作温度适当降低，提高了工作可靠性。此 外，采用多气门后还可适当减小气门升程，改善配气机构的的动力性， 多气门的汽油机还有利于改善HC和CO的排放性能。
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上置双凸轮轴布置
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凸轮轴的传动方式
▪ 齿轮传动 ▪ 链传动 ▪ 带传动
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齿轮传动
凸轮轴下置、中置的配气机构大多采用圆柱形定时齿轮传动。一 般曲轴与凸轮轴之间的传动只需一对定时齿轮，必要时可加装中间齿 轮。为了啮合平稳、减小噪声，定时齿轮多用斜齿轮。在中、小功率 发动机上，曲轴定时齿轮用钢来制造，而凸轮轴定时齿轮则用铸铁或 夹布胶木制造，以减小噪声。
链传动
链条与链轮的传动特别适用于凸轮轴上置的配气机构。为使链 条在工作是具有一定的张力而不致脱链，装有导链板14，上、下链 条张紧轮2、11等。为了使链条调整方便，有的发动机使用一根链条 传动。链传动的主要问题是其工作可靠性不如齿轮传动。其传动性 能在很大程度上取决于链条的制造质量。
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每缸两个气门时的排列方式
当每气缸用两个气门时，为使结构简化，大多数采用气门沿机 体纵向轴线排成一列的方式。这样，相邻两缸的同名各气门就有可 能合用一个气道，以使气道简化并得到较大的气道通过截面；另一 种是将进、排气门交替布置，每缸单独用一个气道，这样有助于气 缸盖冷却均匀。柴油机的进、排气道一般分置于机体的两侧，以免 排气对进气加热。老式汽油机的进、排气道通常置于机体的同一侧， 以便进气受到排气的预热。