配气机构.ppt
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(第二版)_电子演示文稿_配气机构构造与维修
2012-10-30
液压挺柱图
请点击图片观看该图片对应的教学动画
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气门传动组零件图
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桑塔纳2000型AFE发动机的配气机构立体示意图图
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配气机构的概念视频
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积碳症状
• • • • •
1、冷车多次点火不易启动，热车正常。 2、引擎怠速不稳、忽高忽低。 3、加空油时,感觉加速不畅,有収闷的现象。 4、行驶无力,尤其表现在超车时,提速反应慢,无法达到 原车动力。 • 5、尾气很刺眼、刺鼻、严重超标。 • 6、油耗比以往增加。
检查气门杆的磨损程度图
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检查气门长度图
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测量气门头边缘厚度图
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检查气门杆与导管的配合间隙图
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进气门开启持续时间内曲轴转角：＋180°＋
配气相位图
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3.4 配气相位
三、排气门配气相位：
排气提前角：作功行程后期，活塞到达下止点前，排气门开始开 启。从排气门开始开启到下止点所对应的曲轴转角 排气滞后角：活塞过上止点，排气门才关闭。从上止点到排气 门关闭所对应的曲轴转角 排气门开启持续时间内曲轴转角： ＋180°+
2012-10-30
复习新知识
• 配气机构的作用：
• 按照发动机各缸的作功次序、各缸工作循环和配气相位的要求，定时 地开启和关闭各缸进、排气门，以便发动机进行进气、压缩、作功和 排气等工作行程。 • 配气机构的组成： • 气门组，气门传动组 • 气门组： 气门、气门导管、气门座与气门座圈、气门弹簧组成
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
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
第三章配气机构
气门热量从气门座处散失)和避免受热变形。
• 有些发动机为了制造和维修方便，二者都用450。
42
锥面研磨
• 为保证良好密合，装配前应将气门头与气门座二者的 密封锥面互相研磨，研磨好的零件不能互换。
43
③气门直径
• 气门头部直径越大，气门口通道截面就越大，进、排 气阻力就越小。
44
45
(2)气门杆部
1-气门杆；2-气门弹簧； 3-弹簧座；4-锁片；5-卡环
4
一、气门的布置形式:
1.顶置式—位于缸盖顶上
气门行程大,充气好,燃烧室紧 凑，有利于燃烧及散热，有 利于提高压缩比和改善发动 机动力性（结构复杂,零件多）
5
2.侧置式—位于缸体一侧已趋于淘汰
a. 结构简单，高度低 b. 燃烧室结构不紧凑,散热大 c. 拐弯多,阻力大,进气不充分,排气不彻
底
6
二、 凸轮轴的布置位置
（4）优点：正时精度高，传动阻力小，无需张紧机构。
12
（5）正时记号(装配时必须对齐):保证配气正时。
A—B；
1—1为配气正时记号; 2—2为喷油正时记号;
13
2、链条传动（凸轮轴上置或中置用）
（1）特点：噪声小,可靠性、 耐久性不如齿轮传动，传 动性取决于链条的制造质 量。
（2）防止链条抖振，设有导 链板和张紧装置。
37
一、气门
• 作用：
• 燃烧室的组成部分； • 根据工作需要，实现燃烧室的开启与密封。
• 工作条件：
• 承受热负荷：进气门600~700K，排气门800~1100K； • 承受机械载荷：气体压力、气门弹簧力、落座惯性力等； • 作高速往复直线运动；冷却和润滑条件差； • 易被腐蚀（高温燃气中有腐蚀性的气体）。
• 有些发动机为了制造和维修方便，二者都用450。
42
锥面研磨
• 为保证良好密合，装配前应将气门头与气门座二者的 密封锥面互相研磨，研磨好的零件不能互换。
43
③气门直径
• 气门头部直径越大，气门口通道截面就越大，进、排 气阻力就越小。
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(2)气门杆部
1-气门杆；2-气门弹簧； 3-弹簧座；4-锁片；5-卡环
4
一、气门的布置形式:
1.顶置式—位于缸盖顶上
气门行程大,充气好,燃烧室紧 凑，有利于燃烧及散热，有 利于提高压缩比和改善发动 机动力性（结构复杂,零件多）
5
2.侧置式—位于缸体一侧已趋于淘汰
a. 结构简单，高度低 b. 燃烧室结构不紧凑,散热大 c. 拐弯多,阻力大,进气不充分,排气不彻
底
6
二、 凸轮轴的布置位置
（4）优点：正时精度高，传动阻力小，无需张紧机构。
12
（5）正时记号(装配时必须对齐):保证配气正时。
A—B；
1—1为配气正时记号; 2—2为喷油正时记号;
13
2、链条传动（凸轮轴上置或中置用）
（1）特点：噪声小,可靠性、 耐久性不如齿轮传动，传 动性取决于链条的制造质 量。
（2）防止链条抖振，设有导 链板和张紧装置。
37
一、气门
• 作用：
• 燃烧室的组成部分； • 根据工作需要，实现燃烧室的开启与密封。
• 工作条件：
• 承受热负荷：进气门600~700K，排气门800~1100K； • 承受机械载荷：气体压力、气门弹簧力、落座惯性力等； • 作高速往复直线运动；冷却和润滑条件差； • 易被腐蚀（高温燃气中有腐蚀性的气体）。
配气机构介绍.ppt课件
第一节 气门式配气机构的布置及传动
1、组成：由气门组和气门传动组组成
2、分类： （一）按气门的布置形式分： 1）顶置气门式 2）侧置气门式...
（二）按凸轮轴的布置位置分：1）下置凸轮轴式 2）顶置凸轮轴式...
（三）按凸轮轴的传动方式分： 1）齿轮传动式 2）链条传动式 3）齿形皮带传动式...
（四）按每缸气门数目分： 1）二气门（传统一进一排） 2）多气门（四气门为主）
多气门缺点：结构复杂，成本高。
四气门
五气门机构
五气门机构 （单顶置凸轮轴、单摇臂驱动气门）
五、气门间隙
为什么发动机在冷态时必须预留适当大小的气门间隙？ 针对不同气门机构的发动机，如何调整气门间隙？ 原因：发动机工作时气门及气门传动件受热膨胀，如果冷态时无 气门间隙或气门间隙过小，则在热态时势必引起气门关闭不严， 造成在压缩和作功行程中漏气，导致发动机功率下降，排气门烧 坏，严重时甚至不能起动。气门间隙过大，则会引起气门及气门 座、气门传动件之间产生撞击，磨损加剧，机械噪声加大，而且 气门开启时刻推迟、关闭时刻提前，换气持续时间缩短，也会导 致发动机功率下降。
1、单顶置凸轮轴（SOHC） （Single Over Head Camshaft） （1）二气门（传统）
A：带单摇臂 适用于半球形燃烧室，进、排气道分置于发动机纵向两侧。 摇臂的镀铬面与凸轮型面接触，摇臂转动时，摇臂的调整螺
钉端（长）压迫气门杆克服弹簧预紧力使气门开启…优点是气 门间隙调整方便，凸轮最大升程可以较小，但气门夹角偏大， 不利于布置直的进气道。
（b）带双摇臂，气门间隙调 整螺钉在短摇臂端、推杆一侧， 顺时针方向转动调整螺钉，摇 臂绕摇臂轴逆时针方向转动 （凸轮、推杆静止不动），气 门间隙减小；逆时针方向转动 调整螺钉，摇臂绕摇臂轴顺时 针方向转动，气门间隙增大。
1、组成：由气门组和气门传动组组成
2、分类： （一）按气门的布置形式分： 1）顶置气门式 2）侧置气门式...
（二）按凸轮轴的布置位置分：1）下置凸轮轴式 2）顶置凸轮轴式...
（三）按凸轮轴的传动方式分： 1）齿轮传动式 2）链条传动式 3）齿形皮带传动式...
（四）按每缸气门数目分： 1）二气门（传统一进一排） 2）多气门（四气门为主）
多气门缺点：结构复杂，成本高。
四气门
五气门机构
五气门机构 （单顶置凸轮轴、单摇臂驱动气门）
五、气门间隙
为什么发动机在冷态时必须预留适当大小的气门间隙？ 针对不同气门机构的发动机，如何调整气门间隙？ 原因：发动机工作时气门及气门传动件受热膨胀，如果冷态时无 气门间隙或气门间隙过小，则在热态时势必引起气门关闭不严， 造成在压缩和作功行程中漏气，导致发动机功率下降，排气门烧 坏，严重时甚至不能起动。气门间隙过大，则会引起气门及气门 座、气门传动件之间产生撞击，磨损加剧，机械噪声加大，而且 气门开启时刻推迟、关闭时刻提前，换气持续时间缩短，也会导 致发动机功率下降。
1、单顶置凸轮轴（SOHC） （Single Over Head Camshaft） （1）二气门（传统）
A：带单摇臂 适用于半球形燃烧室，进、排气道分置于发动机纵向两侧。 摇臂的镀铬面与凸轮型面接触，摇臂转动时，摇臂的调整螺
钉端（长）压迫气门杆克服弹簧预紧力使气门开启…优点是气 门间隙调整方便，凸轮最大升程可以较小，但气门夹角偏大， 不利于布置直的进气道。
（b）带双摇臂，气门间隙调 整螺钉在短摇臂端、推杆一侧， 顺时针方向转动调整螺钉，摇 臂绕摇臂轴逆时针方向转动 （凸轮、推杆静止不动），气 门间隙减小；逆时针方向转动 调整螺钉，摇臂绕摇臂轴顺时 针方向转动，气门间隙增大。
第四章 配气机构
2.气门组
气门构造
2.气门组
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。
凹顶式
凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可以减 少进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门，
2.气门组
四气门发动机每缸两个
进气门，两个排气门。其 突出的优点是气门通过断 面积大，进、排气充分， 进气量增加，发动机的转 矩和功率提高。其次是每 缸四个气门，每个气门的 头部直径较小，每个气门 的质量减轻，运动惯性力 减小，有利于提高发动机 转速。最后，四气门发动 机多采用篷形燃烧室，火 花塞布置在燃烧室中央， 有利于燃烧。
（喇叭顶）而不宜用于排气门。
2.气门组 3.气门构造 气门锥角:气门锥面与顶平面的夹角称气门锥角。 气门与气门座或气门座圈之间靠锥面密封。进、排气门的气门 锥角一般均为45°，只有少数发动机的进气门锥角为30°。
α
2.气门组
★气门锥角的作用:
A能获得较大的气门座合压力，以提高密封性和导热性； B气门落座时有自动定位作用； C避免气流拐弯过大而降低流速； D气门落座时能挤掉接触面的沉积物，即有自洁作用。
第三章 配气机构
第一节 第二节 第三节 第四节
概述 气门组 气门传动组 配气位
第三章
★内容提要：
目前，四冲程汽车发动机都采 用气门式配气机构。其功用是 按照发动机的工作顺序和工作 循环的要求，定时开启和关闭 各缸的进、排气门，使新气进 入气缸，废气从气缸排出。 进入气缸内的新气数量或称进 气量对发动机性能的影响很大。 进气量越多，发动机的有效功 率和转矩越大。因此，配气机 构首先要保证进气充分，进气 量尽可能的多；同时，废气要 排除干净，因为气缸内残留的 废气越多，进气量将会越 少
配气机构
山东信息职业技术学院 王昊 制作 email:hedywanghao@
一、气门的布置形式
2.气门侧置式 特点： 进排气门都布置在气缸 的一侧，结构简单、零 件数目少。 气门布置在同一侧导致 燃烧室结构不紧凑、热 量损失大、进气道曲折、 进气阻力大，使发动机 性能下降，已趋于淘汰。
山东信息职业技术学院 王昊 制作 email:hedywanghao@
凸轮轴
活塞
二、凸轮轴的布置形式
3、凸轮轴上置式
例：捷达轿车双凸轮轴上置式发动机
三、凸轮轴的传动方式
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。为了 啮合平稳，减小噪 声，正时齿轮多用 斜齿 配气正时：安装时 正时记号对齐
山东信息职业技术学院 王昊 制作 email:hedywanghao@
齿轮传动特点 多采用圆柱斜 齿轮，减少噪 声、啮合平稳 必要时加装惰 轮 齿轮正时记号 装配时对齐
凸轮轴 正时齿轮
喷油泵 正时齿 轮 曲轴正 时齿轮
机油泵 正时齿 轮
（2）凸轮轴链传动
链传动特点 噪声小 有张紧机构和 链条导板 免维护 工作可靠性和 耐久性取决于 链条质量
张紧轮
凸轮轴 正时链轮
中间 链轮 导链 板 曲轴正 时链轮
充量系数
作用：衡量发动机换气质量的参数。充气效率越 高，发动机的功率越大。 决定因素：进气终了时气缸内的压力和温度 压力：压力越高 ， φc越高 温度：温度越低， φc越高 φc值：0.80-0.90 提高φc的方法：要求配气机构有利于减小进气和 排气的阻力，进、排气门的开启时刻和持续开启 的时间适当，使吸气充分、排气彻底
曲轴正时齿 形带轮
第三章-配气机构概述PPT课件
2020年9月28日
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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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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。
内燃机的配气机构PPT课件
的排序情况。
气门的规定间隙，有发动机冷态时间 隙和发动机热态时间隙之分，如:CA6110 型柴油机冷态间隙：进气门为0.30 mm； 排气门为0.35mm。其热态间隙进气门为
0.25mm；排气门为0.30mm。
“全、排、空、进” 含义是： 按发动机的工作顺序如“１-３-４-２ ” “全”表示一缸两个气门均可调整； “排”表示三缸排气门可调整；“空” 表示四缸的两个气门均不可调整；“进
3. 凸轮轴的传动方式 曲轴与凸轮轴之间的传动方式有: 齿轮传动、链传动和齿形带传动三种
方式。
3.2.2 气门组主要零件
气门组件 包括进、排气 门及其附属零 件。组成如图 3-17所示。
图3-17 气门组件的组成
1-弹簧座 2-分开式气门锁片 3-油封 4-气门弹簧
1.气门
气门分进气门 和排气门两种。进 、排气门结构相似 ，都由头部和杆部
簧座的固定方式(如图3-20所示).
图3－22 气门导管
1-卡环 2-气门导管 3-气缸盖 4-气门座
2. 气门导管 气门导管的主要是气门运动的导 向作用，同时起导热作用，将气门杆 的热量经气门导管传给缸盖及水套。 为了防止导管在使用过程中松动脱落 ，有的发动机在气门导管的中部加装 定位卡环，如图3-22所示。
性和经济性。
CA6110型柴油机即采用此种结 构型式。
因为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。为此，曲轴与凸轮轴间的传
动比应为2:1。
2. 凸轮轴的布置型式 凸轮轴的布置型式是根据凸轮轴 在机体中安装位置的不同，划分为下 置式、中置式和上置式三种。
这种结构型式的配气机构出现较 早，具有结构简单、造价低、维修方 便等优点。但由于其气门侧置造成燃 烧室结构不紧凑且进、排气阻力大， 导致发动机动力性较差、经济性不高
气门的规定间隙，有发动机冷态时间 隙和发动机热态时间隙之分，如:CA6110 型柴油机冷态间隙：进气门为0.30 mm； 排气门为0.35mm。其热态间隙进气门为
0.25mm；排气门为0.30mm。
“全、排、空、进” 含义是： 按发动机的工作顺序如“１-３-４-２ ” “全”表示一缸两个气门均可调整； “排”表示三缸排气门可调整；“空” 表示四缸的两个气门均不可调整；“进
3. 凸轮轴的传动方式 曲轴与凸轮轴之间的传动方式有: 齿轮传动、链传动和齿形带传动三种
方式。
3.2.2 气门组主要零件
气门组件 包括进、排气 门及其附属零 件。组成如图 3-17所示。
图3-17 气门组件的组成
1-弹簧座 2-分开式气门锁片 3-油封 4-气门弹簧
1.气门
气门分进气门 和排气门两种。进 、排气门结构相似 ，都由头部和杆部
簧座的固定方式(如图3-20所示).
图3－22 气门导管
1-卡环 2-气门导管 3-气缸盖 4-气门座
2. 气门导管 气门导管的主要是气门运动的导 向作用，同时起导热作用，将气门杆 的热量经气门导管传给缸盖及水套。 为了防止导管在使用过程中松动脱落 ，有的发动机在气门导管的中部加装 定位卡环，如图3-22所示。
性和经济性。
CA6110型柴油机即采用此种结 构型式。
因为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。为此，曲轴与凸轮轴间的传
动比应为2:1。
2. 凸轮轴的布置型式 凸轮轴的布置型式是根据凸轮轴 在机体中安装位置的不同，划分为下 置式、中置式和上置式三种。
这种结构型式的配气机构出现较 早，具有结构简单、造价低、维修方 便等优点。但由于其气门侧置造成燃 烧室结构不紧凑且进、排气阻力大， 导致发动机动力性较差、经济性不高
汽车构造课件--配气机构
三、凸轮轴的传动方式及传动比
凸轮轴由曲轴带动旋转，其传动方式有齿轮传动、链传动和齿形带传动。
1. 齿轮传动 齿轮传动多用于凸轮轴下置（或凸轮轴中置）
式配气机构中，如图所示。一般从曲轴到凸轮轴的 传动只需要一对正时齿轮，必要时可加装中间齿轮。 为了啮合平稳，减小噪声，正时齿轮多采用圆柱斜 齿轮，并用不同材料制成。曲轴正时齿轮常用中碳 钢来制造，而凸轮轴正时齿轮则常用铸铁或夹布胶 木制成。东风EQ6100—1型、解放CA6102型发动机 采用这种传动方式。
配气相位
概述
配气机构的主要部件
3. 齿形带传动
齿形带传动多用于凸轮 轴上置式配气机构中，如图 所示。齿形带一般用氯丁橡 胶制成。与链传动相比，齿 形带传动具有传动平稳、噪 声小、质量轻、不需要润滑， 且制造成本低等优点。另外， 齿形带伸长量小，有利于发 动机正时的精确控制。因此， 齿形带传动被越来越多的汽 车发动机，特别是轿车发动 机所采用。如桑塔纳JV型、 奥迪JW型发动机均采用齿 形带传动。
概述
配气机构的主要部件
配气相位
2.凸轮轴中置式配气机构
如图所示，凸轮轴位于气缸体上 部，这种形式将推杆缩短或适当加长 挺柱后去掉推杆，提高了刚度，减轻 了往复运动件的质量，有利于发动机 转速的提高，但由于凸轮轴与曲轴间 的距离增大，已不可能直接采用正时 齿轮来传动，需增加中间齿轮（惰性 轮）或采用链条传动方式。如玉柴 YC6105Qc型、依维柯8210.22型发动 机采用这种结构形式。
概述
配气机构的主要部件
配气相位
四冲程车用发动机大都采用气门式配气机构。其结构形式多种多样： 1、按气门布置形式不同分为：气门顶置式和气门侧置式； 2、按凸轮轴布置形式不同分为：凸轮轴下置式、凸轮轴中置式和凸轮轴上置式； 3、按曲轴和凸轮轴的传动方式不同分为：齿轮传动式、链条传动式和齿形带传动式。
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。
内燃机 第三章 配气机构
2020/2/1
49
2、普通挺柱的构造 1）型式：常见挺柱有 筒形和菌形两种 2）挺柱的旋转 目的：使挺柱磨损均 匀。因挺柱工作时， 由于受凸轮侧向推力 的作用会引起挺柱与 导管之间单面磨损， 又因挺柱底面与凸轮 始终在一处接触，也 会造成磨损不均匀。
2020/2/1
50
措施：挺柱底部工
作面多制成球面，
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思考：
气门的叠开会不会产生废气倒排回 进气管和新鲜气体随废气排出的问 题？
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答案 不会
因叠开时气门的开度较小，且新鲜气体和废 气流的惯性要保持原来的方向，所以只要叠 开角适当，就不会产生废气倒排回进气管和 新鲜气体随废气排出的问题。
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第二节 气门驱动组的主要机件
2020/2/1
21
2、进气迟后角
（1）定义：从下止点到进气门 关闭所对应的曲轴转角称为 进气迟后角(或晚关角)。进气 迟后角用β表示，β一般为 400～800。
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22
（2）目的
1）利用缸内外的压力差继续进气： 到下止点时，气缸内的压力仍低 于大气压
2）利用气流的惯性继续进气
所以进气门适当晚关可使进气较 充分。
12
(三) 凸轮轴上置式配
气机构
其结构特点为
1、凸轮轴位于气缸
盖上。
2、凸轮轴直接通过
摇臂来驱动气门，没
有挺柱和推杆，使往
复运动惯量大大减小，
因此它适用于高速发
动机。
2020/2/1
13
三、气门间隙 1、定义
气门完全
关闭时，气门 杆尾端与气门 驱动组零件之 间的间隙。
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排气过程
进气过程
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作业
1、作出配气相位图，并分析气门早开与迟闭 的原因。
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§4.3
配气机构的组件和工作情况
一、气门组
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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：
杆部
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。
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3） 进、排气门锥角的大小 进气门锥角较小，多用300。因锥角越小， 进气通道截面越大，进气量越多。 排气门锥角较大，通常为450。因锥角越 大，气门头部边缘的厚度大，不易变形。 排气门热负荷较大而用较大的锥角，以加 强散热和避免受热变形。且锥角越大，座 合压力越大，自洁作用越大。
1、气门顶置式 组成：
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工作过程
特点： A、气门行程 大，结构较复 杂，燃烧室紧 凑。 B、曲轴与凸 轮轴传动比为 2:1。
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2、气门侧置式
进排气门都布置在气缸 的一侧，结构简单、零件数 目少。
气门布置在同一侧导致 燃烧室结构不紧凑、热量损 失大、进气道曲折、进气阻 力大，使发动机性能下降， 已趋于淘汰。
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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。 气门间隙 调节螺钉 摇臂
易断裂处
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气门座： 气缸盖的进、排气道与气门锥面相结 合的部位。 作用： 1.靠其内锥面与气门锥面的紧密 贴合密封气缸。 2.接受气门传来的热量。
2、气门座
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。
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二、凸轮轴的布置型式 1、凸轮轴下置
缺点： 凸轮轴与气门相 距较远，动力传递 路线较长，环节多， 因此不适用于高速 发动机。 优点： 简化曲轴与凸轮 轴之间才传动装置， 有利于发动机的布 置。
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2、凸轮轴中置式
传动方式：凸轮轴经 过挺柱直接驱动摇臂， 省去了推杆。 应用：适用于发动机 转速较高时，可以减 少气门传动机构的往 复运动质量。
凸顶式 （球面顶）
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。
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（2） 气门锥角 1） 定义：气门锥面与顶平面的夹角称气 门锥角。
α
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2） 气门锥角的作用
• 就向锥形塞子可以塞紧瓶口一样， 能获得较大的气门座合压力，以提高 密封性和导热性； • 气门落座时有自动定位作用； • 避免气流拐弯过大而降低流速； • 气门落座时能挤掉接触面的沉积物， 即有自洁作用。
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二、气门驱动组
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。
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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： 优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 结构：
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3） 气门头部直径 气门头部直径越大，气门口通道截面就越 大，进、排气阻力就越小。通常进气门头 部直径大于排气门。另外，排气门稍小些， 还不易变形。 h1<h2
h1
h2
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气门杆
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
配气机构
主讲：
广州工程技术职业学院
第3章
配气机构
概述 配气相位 配气机构的组成和零件 可变配气相位
广州工程技术职业学院
§3.1
一、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。
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圆柱形螺旋弹簧
双弹簧布置
旋向相反的 两个弹簧， 防止断裂的 弹簧卡入另 一弹簧
应用车型：
奥迪100，捷达，桑塔纳, 广州标致505
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作业
1、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？ 2、气门锥角有什么作用？ 3.分析气门早开与迟闭的原因。 4.配气相位
气门杆
间隙 0.25~0.30mm 0.30~0.35mm
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五、配气相位
1、气门从开启到关闭所经历的曲轴 转角，称为配气相位。
上止点
10°~30 ° 40°~80 ° 40°~80 ° 10°~30
下止点
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3、气门叠开
气门叠开：当进气门早开和排气门晚关时，出现 的进排气门同时开启的现象。 气门叠开角：气门同时开启的角度（+ ）。
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
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3、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。
隔圈（调节环）
凸轮轴的 轴向间隙
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正时齿轮
利用调节环控制轴向窜动
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：
菌式
气门侧置式
筒式
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
• 结构： • 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。
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二、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 混合气的质量与理论上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。
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§3.2
配气机构的布置和工作情况
一、气门的布置型式
1、齿轮传动
正时标记
凸轮轴正时齿轮
曲轴正时齿轮
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2、链条传动
张紧机构
导链板
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3、齿带传动
凸轮轴正时齿轮
齿形带
张紧机构
曲轴正时齿轮
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传动方式
传动路线 曲轴正时齿轮→凸轮轴正时齿 轮
应用 凸轮轴下置、 中置式配气 机构 凸轮轴上置 式配气机构
齿轮传动
链条传动
曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮
齿形带传动
曲轴→齿形皮带→凸轮轴正时 齿轮
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凸轮轴上置 式配气机构
四、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。
摇臂 气门间隙
为何排气 门间隙大 于进气门 间隙？ 气门 进气门 排气门
调整螺钉
摇臂
挺柱
凸轮轴
活塞
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3、凸轮轴上置式
特点： 凸轮轴与气门距离近， 不需要推杆、挺柱，使往复 运动的惯量减少。
双凸轮轴上置式发动机
应用：高速发动机 桑塔纳轿车发动机
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捷达轿车气缸盖实物图
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上置凸轮轴实物图
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三、凸轮轴的传动方式
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。 如何通过同名 凸轮的相对角位置 判定发动机的工作 顺序？
点火顺序：
1—2—4—3 四缸发动机凸轮投影广州工程技术职业学院
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。 窜动量 气缸体 凸轮轴颈 止推板
实物图
测量气门间隙
拧松紧定螺母，调正调节螺钉 广州工程技术职业学院
可变配气相位
★气门定时和升程可变的进气系统 ★可变谐振增压系统
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控制原理
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VTEC高速时
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气缸数目可变机构
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可变进气谐振增压系统
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VG30DE可变谐振增压系统
凸轮
驱动分电器的螺旋齿轮 广州工程技术职业学院
凸轮轴轴颈
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：
进气过程
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作业
1、作出配气相位图，并分析气门早开与迟闭 的原因。
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§4.3
配气机构的组件和工作情况
一、气门组
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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：
杆部
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。
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3） 进、排气门锥角的大小 进气门锥角较小，多用300。因锥角越小， 进气通道截面越大，进气量越多。 排气门锥角较大，通常为450。因锥角越 大，气门头部边缘的厚度大，不易变形。 排气门热负荷较大而用较大的锥角，以加 强散热和避免受热变形。且锥角越大，座 合压力越大，自洁作用越大。
1、气门顶置式 组成：
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工作过程
特点： A、气门行程 大，结构较复 杂，燃烧室紧 凑。 B、曲轴与凸 轮轴传动比为 2:1。
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2、气门侧置式
进排气门都布置在气缸 的一侧，结构简单、零件数 目少。
气门布置在同一侧导致 燃烧室结构不紧凑、热量损 失大、进气道曲折、进气阻 力大，使发动机性能下降， 已趋于淘汰。
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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。 气门间隙 调节螺钉 摇臂
易断裂处
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气门座： 气缸盖的进、排气道与气门锥面相结 合的部位。 作用： 1.靠其内锥面与气门锥面的紧密 贴合密封气缸。 2.接受气门传来的热量。
2、气门座
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。
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二、凸轮轴的布置型式 1、凸轮轴下置
缺点： 凸轮轴与气门相 距较远，动力传递 路线较长，环节多， 因此不适用于高速 发动机。 优点： 简化曲轴与凸轮 轴之间才传动装置， 有利于发动机的布 置。
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2、凸轮轴中置式
传动方式：凸轮轴经 过挺柱直接驱动摇臂， 省去了推杆。 应用：适用于发动机 转速较高时，可以减 少气门传动机构的往 复运动质量。
凸顶式 （球面顶）
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。
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（2） 气门锥角 1） 定义：气门锥面与顶平面的夹角称气 门锥角。
α
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2） 气门锥角的作用
• 就向锥形塞子可以塞紧瓶口一样， 能获得较大的气门座合压力，以提高 密封性和导热性； • 气门落座时有自动定位作用； • 避免气流拐弯过大而降低流速； • 气门落座时能挤掉接触面的沉积物， 即有自洁作用。
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二、气门驱动组
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。
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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： 优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 结构：
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3） 气门头部直径 气门头部直径越大，气门口通道截面就越 大，进、排气阻力就越小。通常进气门头 部直径大于排气门。另外，排气门稍小些， 还不易变形。 h1<h2
h1
h2
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气门杆
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
配气机构
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配气机构
概述 配气相位 配气机构的组成和零件 可变配气相位
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一、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。
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圆柱形螺旋弹簧
双弹簧布置
旋向相反的 两个弹簧， 防止断裂的 弹簧卡入另 一弹簧
应用车型：
奥迪100，捷达，桑塔纳, 广州标致505
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作业
1、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？ 2、气门锥角有什么作用？ 3.分析气门早开与迟闭的原因。 4.配气相位
气门杆
间隙 0.25~0.30mm 0.30~0.35mm
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五、配气相位
1、气门从开启到关闭所经历的曲轴 转角，称为配气相位。
上止点
10°~30 ° 40°~80 ° 40°~80 ° 10°~30
下止点
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3、气门叠开
气门叠开：当进气门早开和排气门晚关时，出现 的进排气门同时开启的现象。 气门叠开角：气门同时开启的角度（+ ）。
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
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3、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。
隔圈（调节环）
凸轮轴的 轴向间隙
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正时齿轮
利用调节环控制轴向窜动
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：
菌式
气门侧置式
筒式
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
• 结构： • 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。
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二、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 混合气的质量与理论上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。
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配气机构的布置和工作情况
一、气门的布置型式
1、齿轮传动
正时标记
凸轮轴正时齿轮
曲轴正时齿轮
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2、链条传动
张紧机构
导链板
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3、齿带传动
凸轮轴正时齿轮
齿形带
张紧机构
曲轴正时齿轮
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传动方式
传动路线 曲轴正时齿轮→凸轮轴正时齿 轮
应用 凸轮轴下置、 中置式配气 机构 凸轮轴上置 式配气机构
齿轮传动
链条传动
曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮
齿形带传动
曲轴→齿形皮带→凸轮轴正时 齿轮
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凸轮轴上置 式配气机构
四、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。
摇臂 气门间隙
为何排气 门间隙大 于进气门 间隙？ 气门 进气门 排气门
调整螺钉
摇臂
挺柱
凸轮轴
活塞
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3、凸轮轴上置式
特点： 凸轮轴与气门距离近， 不需要推杆、挺柱，使往复 运动的惯量减少。
双凸轮轴上置式发动机
应用：高速发动机 桑塔纳轿车发动机
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捷达轿车气缸盖实物图
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上置凸轮轴实物图
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三、凸轮轴的传动方式
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。 如何通过同名 凸轮的相对角位置 判定发动机的工作 顺序？
点火顺序：
1—2—4—3 四缸发动机凸轮投影广州工程技术职业学院
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。 窜动量 气缸体 凸轮轴颈 止推板
实物图
测量气门间隙
拧松紧定螺母，调正调节螺钉 广州工程技术职业学院
可变配气相位
★气门定时和升程可变的进气系统 ★可变谐振增压系统
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控制原理
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气缸数目可变机构
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可变进气谐振增压系统
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VG30DE可变谐振增压系统
凸轮
驱动分电器的螺旋齿轮 广州工程技术职业学院
凸轮轴轴颈
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：