3.1.1 配气机构的结构形式
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配气机构的构造和工作原理--配气机构的零件和组件2
进气门一般采用中碳合金钢； 排气门多采用耐热合金钢。
① 气门顶 部的形状
如下图所示：
配气机构的零件和组件
气门顶部形状主要有： 平顶、喇叭形顶和球面顶等。 以平顶最多见； 喇叭形顶适合做进气门，不宜做排气门； 球面顶适合于排气门。
②气门头 气门密封锥面是与杆身同心的圆锥面，它与气门座
密封锥面配合，起到密封气道的作用。
但有一定的轴向力。
配气机构的零件和组件
小知识： 斜齿轮的轴向力：
是由作用于齿轮法向力的一个分力。
正时齿轮的安装： 正时齿轮安装在凸轮轴的前端； 与 凸轮轴用半圆键连接； 正时齿轮装在凸轮轴上后，为防止因轴向力的
作用，在轴端用螺母固定。
配气机构的零件和组件
如右图所示：
在安装凸轮轴总成 时，应将凸轮轴和曲轴正 时齿轮上的正时记号对准， 以保证正确的配气定时。
配气机构的零件和组件
为保证良好密合，装配前应将气门头与气门座的密 封锥面互相研磨，使其接触时不漏气。
研配好的气门不能互换。
③气门杆 气门杆与气门导管配合。
气门杆为圆柱形。
配气机构的零件和组件
气门开、闭过程中，气门杆在气门导管中上、下往复 运动，要求：
气门杆与气门导管有一定的配合精度和耐磨性； 气门杆表面须经过热处理和磨光。
当气门开得最大时，弹簧被压缩得最短，然后随着凸 轮转动，弹簧开始伸长，推动气门及摇臂等传动件上移， 直至气机构的零件和组件
气门弹簧的功用： 关闭气门，使气门压紧在气门座上，防止气门在发动
机振动时发生跳动。
气门弹簧可防止各传动件之间因惯性力而产生间隙, 保证气门按凸轮轮廓曲线的规律关系。
是将凸轮的推力传 给推杆或者气门杆。
如右图所示：
① 气门顶 部的形状
如下图所示：
配气机构的零件和组件
气门顶部形状主要有： 平顶、喇叭形顶和球面顶等。 以平顶最多见； 喇叭形顶适合做进气门，不宜做排气门； 球面顶适合于排气门。
②气门头 气门密封锥面是与杆身同心的圆锥面，它与气门座
密封锥面配合，起到密封气道的作用。
但有一定的轴向力。
配气机构的零件和组件
小知识： 斜齿轮的轴向力：
是由作用于齿轮法向力的一个分力。
正时齿轮的安装： 正时齿轮安装在凸轮轴的前端； 与 凸轮轴用半圆键连接； 正时齿轮装在凸轮轴上后，为防止因轴向力的
作用，在轴端用螺母固定。
配气机构的零件和组件
如右图所示：
在安装凸轮轴总成 时，应将凸轮轴和曲轴正 时齿轮上的正时记号对准， 以保证正确的配气定时。
配气机构的零件和组件
为保证良好密合，装配前应将气门头与气门座的密 封锥面互相研磨，使其接触时不漏气。
研配好的气门不能互换。
③气门杆 气门杆与气门导管配合。
气门杆为圆柱形。
配气机构的零件和组件
气门开、闭过程中，气门杆在气门导管中上、下往复 运动，要求：
气门杆与气门导管有一定的配合精度和耐磨性； 气门杆表面须经过热处理和磨光。
当气门开得最大时，弹簧被压缩得最短，然后随着凸 轮转动，弹簧开始伸长，推动气门及摇臂等传动件上移， 直至气机构的零件和组件
气门弹簧的功用： 关闭气门，使气门压紧在气门座上，防止气门在发动
机振动时发生跳动。
气门弹簧可防止各传动件之间因惯性力而产生间隙, 保证气门按凸轮轮廓曲线的规律关系。
是将凸轮的推力传 给推杆或者气门杆。
如右图所示：
《汽车发动机构造与维修(职业教育版)》第三章气门组的构造与维修
气门座圈一般用耐热合金钢或耐热合金铸铁制成，具有耐高温、 耐磨损、耐冲击、使用寿命长、易更换等优点。但是，如果装配不 当，将会发生松脱或与气缸盖配合不好、 影响散热等情况。
气门座圈
—10—
任务3.1配气机构的构造与维修 ➢ 3.1.1气门组的构造
3 气门导管
气门导管主要用于为气门提供运动导向，并为气门 杆散热。
—5—
任务3.1 气门组的构造与维修
任务3.1配气机构的构造与维修 ➢ 3.1.1气门组的构造
任务引入
一天，邢某在开车下班回家途中遇到了大雨，发动机进水，汽车熄火。汽车熄火后， 邢某再次强行启动车辆，但一直都无法着车。于是，邢某就拨打了求助电话，将汽车送到了 汽修厂。维修人员首先确认了故障现象，然后针对故障现象确定了一套诊断流程，并逐步确 认。最终，维修人员发现是由气门杆弯曲变形导致的，更换新的气门后，故障排除，车辆也 恢复了正常。
—15—
任务3.1配气机构的构造与维修
➢ 3.1.2 配气相位
3 气门重叠角
进气门早开启、排气门晚关闭，势必会出现在同一时间内两个气门同时开启的现 象， 这种现象称为气门叠开。气门叠开过程中，曲轴转过的角度，称为气门重叠角， 即 α+δ。
若气门重叠角范围合理，则可燃混合气和废气不会乱窜，原因是：进、排气流各 自有流动方向和流动惯性，当重叠时间很短时，不至于混乱，即吸入的可燃混合气不 会随同废气排出，废气也不会经进气门倒流入进气道。
气门组
—8—
任务3.1配气机构的构造与维修 ➢ 3.1.1气门组的构造
气门由气门头部和气门杆部组成，如图所示。
气门头部 是一个具有圆锥斜面的圆盘，由气门顶部和 气门锥面组成。其中，气门顶部主要有平顶、凹顶和凸顶 三种结构形式；气门锥面是与气门杆部同心的圆锥面，与 气门座接触，起到密封进、排气道的作用。
气门座圈
—10—
任务3.1配气机构的构造与维修 ➢ 3.1.1气门组的构造
3 气门导管
气门导管主要用于为气门提供运动导向，并为气门 杆散热。
—5—
任务3.1 气门组的构造与维修
任务3.1配气机构的构造与维修 ➢ 3.1.1气门组的构造
任务引入
一天，邢某在开车下班回家途中遇到了大雨，发动机进水，汽车熄火。汽车熄火后， 邢某再次强行启动车辆，但一直都无法着车。于是，邢某就拨打了求助电话，将汽车送到了 汽修厂。维修人员首先确认了故障现象，然后针对故障现象确定了一套诊断流程，并逐步确 认。最终，维修人员发现是由气门杆弯曲变形导致的，更换新的气门后，故障排除，车辆也 恢复了正常。
—15—
任务3.1配气机构的构造与维修
➢ 3.1.2 配气相位
3 气门重叠角
进气门早开启、排气门晚关闭，势必会出现在同一时间内两个气门同时开启的现 象， 这种现象称为气门叠开。气门叠开过程中，曲轴转过的角度，称为气门重叠角， 即 α+δ。
若气门重叠角范围合理，则可燃混合气和废气不会乱窜，原因是：进、排气流各 自有流动方向和流动惯性，当重叠时间很短时，不至于混乱，即吸入的可燃混合气不 会随同废气排出，废气也不会经进气门倒流入进气道。
气门组
—8—
任务3.1配气机构的构造与维修 ➢ 3.1.1气门组的构造
气门由气门头部和气门杆部组成，如图所示。
气门头部 是一个具有圆锥斜面的圆盘，由气门顶部和 气门锥面组成。其中，气门顶部主要有平顶、凹顶和凸顶 三种结构形式；气门锥面是与气门杆部同心的圆锥面，与 气门座接触，起到密封进、排气道的作用。
第三章_配气机构
2020/12/21
22
双凸轮轴 上置直接 驱动气门
第 三 章
配 气 机 构
汽车构造课程
5气门 配气机
构
4气门 配气机
构
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23
汽车构造课程
§3.2 配气相位及气门间隙
一、配气相位
1.定义：以活塞上下止点为基准， 用曲轴转角来表示气门开启和关 第 闭的时刻 三 章 配 进气定时： 气 1.进气门早开（进气提前角=0～30 ° ） 机 2.正常进气（180°） 构 3.进气门晚关（进气迟后角=30 ～ 80 ° ） 4.进气持续角 ++ 180
三 章
配
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。
气 二、配气Leabharlann 构组成:机 构由气门组和气门传动组两部分组成。
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4
第
三章气门组
配 气 机 构
汽车构造课程
配气机构的组成
气门锁紧装置 气门弹簧
摇臂 摇臂轴
气门导管
气门座或 气门座圈
气门
推杆 挺柱
动机性能下降，已
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汽车构造课程
凸轮轴下置式——位 于缸体中部
第
CA6102Q、
三 章
EQ6100Q、
配 BJ492Q
气
特点：
机 构
凸轮轴传动简单
气门传动件较多
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汽车构造课程
凸轮轴中置式——位于缸 体上部
第 三
凸轮轴上置式——位于缸 盖顶上
章 u 桑塔纳、切诺机
凸轮轴直接驱动气门或直 接通过摇臂来驱动气门，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。
配气机构基本组成
配气机构基本组成
配气机构是内燃机中的一个重要部件，负责控制气门的开闭，以实现气缸内混合气的进出。
其基本组成主要包括以下几个部分： 1. 凸轮轴：凸轮轴是配气机构的核心部件，它通过转动带动气门开闭。
根据需要，可以采用单凸轮、双凸轮、三凸轮等不同类型的凸轮轴。
2. 摇臂：摇臂是凸轮轴和气门之间的传动机构，将凸轮轴上的运动转化为气门的开闭动作。
一般情况下，摇臂采用杠杆原理，通过配重、弹簧等装置来保证气门的稳定运动。
3. 气门弹簧：气门弹簧是用来控制气门关闭的力量，它是摇臂和气门之间的连接元件。
气门弹簧的选择应考虑气门的质量、材料等因素，以保证其在高速运动中不易失效。
4. 升程调整机构：升程调整机构是用来控制气门升程的装置，它通过调整气门升程来实现不同负荷下的气门进气量控制。
5. 液压挺杆：液压挺杆是一种辅助装置，用来减轻摇臂和气门之间的压力，以保证气门的正常运动。
它通过在液压缸中充入液压油来实现。
以上就是配气机构的基本组成，不同类型的内燃机可能会有所不同，但总体上都包含这些部件。
在实际应用中，需要根据发动机的性能要求和工作环境等因素，灵活选择不同的配气机构，以实现最佳的工作效果。
- 1 -。
技能点1 能正确描述配气机构的功用、组成、类型及工作原理
一段时间内排气门与进气门同时
开启的现象，这种现象称为气门
重叠。重叠的曲轴转角α+δ称
气门重叠角
为气门重叠角。
汽车发动机维修
2．充气效率
充气效率就是在进气行程中，
实际进入气缸内的新鲜空气或可燃
混合气的质量与理想状态下充满气
缸工作容积的新鲜空气或可燃混合
气的质量之比。
=
M 为进气过程中实际充入气缸的新鲜空气的质量；
汽车发动机维修
影响充气效率的因素：
进气终了压力对充气效率的
进气终了温度对充气效率的
影响。
影响。
残余废气压力和温度对充气
效率的影响。
压缩比对充气效率的影响：
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止点后，排气门才关闭，排气门关
闭的延迟角δ为排气迟闭角，排气
持续角180°+γ+δ。排气提前角γ
一般为40°～80°。排气迟闭角δ一
般为10°～30°
排气门配气相位图
汽车发动机维修
气门重叠角
在实际的发动机中，在排气
行程的上止点前后，由于进气门
在上止点前即开启，而排气门在
上止点后才关闭，这就出现了在
的气门安置在气
缸盖上，进气阻
力小，燃烧室结
构紧凑，热效率
的气门安置在气
缸体上，散热面
积大，目前已不
采用。
汽车发动机维修
1．按凸轮轴的位置分类
凸轮轴上置式
一种形式是凸轮轴直接通过摇臂
来驱动气门。
优点：省去了推杆、挺柱，使往
复运动质量大大减小，因此它适合于
高速发动机；
缺点：由于凸轮轴离曲轴中心较
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 配气机构解析
为气门叠开角。
第二节
气门驱动组的主要机件
一、凸轮轴及其驱动装置
(一)凸轮轴的功用
1. 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、配气相位及 气门开度变化规律等要求。 2. 驱动汽油泵、机油泵和分电器等。
（二）凸轮轴的构造
凸轮轴主要由凸轮、凸轮轴轴颈等组成。
对于下置式凸轮轴，还有偏心轮(用于驱动汽
(2)吸收气门在开启和关闭过程中传动零件所产 生的惯性力，以防止各种传动件彼此分离而 破坏配气机构正常工作。
三、摇臂和摇臂组
1.功用：
将推杆或凸轮 传来的推力传给 气门使其开启。
2. 结构
摇臂装在摇臂轴上，摇臂轴通过
摇臂轴支座装在气缸盖上。摇臂是
一个不等臂杠杆，其长臂一端驱动 气门。
3. 浮动式摇臂
其摇臂没有 中间支承轴，是 在导槽中浮动的 安装。摇臂的一 端安装在气缸盖 的液力挺柱上， 另一端驱动气门， 凸轮抵在摇臂的
入中间惰轮传动
1. 齿轮传动
（3）正时齿轮都用斜齿轮并用不同材料制成，以
减小噪声和磨损。通常小齿轮用中碳钢，大齿轮柴
油机用钢而汽油机用夹布胶木或塑料。
1. 齿轮传动
（4）正时齿轮上有正
时记号，装配时必须
使记号对齐，以保证
配气正时。
2. 链条传动
（1）链条传动使用寿命
长，但噪声大，一般用
于上置凸轮轴的发动机
a-气门锁片固定；b-圆柱销固定 1-气缸盖；2-气门杆；3-气门弹簧；4-气门弹簧振动阻尼器；5-气门油封；6-气门弹 簧座；7-气门锁片；8-圆柱销；9-气门导管
三、气门导管
1. 作用
（1 ） 为气门运动导向。
（2）
第二节
气门驱动组的主要机件
一、凸轮轴及其驱动装置
(一)凸轮轴的功用
1. 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、配气相位及 气门开度变化规律等要求。 2. 驱动汽油泵、机油泵和分电器等。
（二）凸轮轴的构造
凸轮轴主要由凸轮、凸轮轴轴颈等组成。
对于下置式凸轮轴，还有偏心轮(用于驱动汽
(2)吸收气门在开启和关闭过程中传动零件所产 生的惯性力，以防止各种传动件彼此分离而 破坏配气机构正常工作。
三、摇臂和摇臂组
1.功用：
将推杆或凸轮 传来的推力传给 气门使其开启。
2. 结构
摇臂装在摇臂轴上，摇臂轴通过
摇臂轴支座装在气缸盖上。摇臂是
一个不等臂杠杆，其长臂一端驱动 气门。
3. 浮动式摇臂
其摇臂没有 中间支承轴，是 在导槽中浮动的 安装。摇臂的一 端安装在气缸盖 的液力挺柱上， 另一端驱动气门， 凸轮抵在摇臂的
入中间惰轮传动
1. 齿轮传动
（3）正时齿轮都用斜齿轮并用不同材料制成，以
减小噪声和磨损。通常小齿轮用中碳钢，大齿轮柴
油机用钢而汽油机用夹布胶木或塑料。
1. 齿轮传动
（4）正时齿轮上有正
时记号，装配时必须
使记号对齐，以保证
配气正时。
2. 链条传动
（1）链条传动使用寿命
长，但噪声大，一般用
于上置凸轮轴的发动机
a-气门锁片固定；b-圆柱销固定 1-气缸盖；2-气门杆；3-气门弹簧；4-气门弹簧振动阻尼器；5-气门油封；6-气门弹 簧座；7-气门锁片；8-圆柱销；9-气门导管
三、气门导管
1. 作用
（1 ） 为气门运动导向。
（2）
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。
3.1.1 配气机构的结构形式概述
双上置凸轮轴(DOHC)摆臂驱动式配气机构：本田 B20A、尼桑VH45DE、三菱3G81、富士EJ20等。
（3）直接驱动、凸轮轴上置式配气机构
——在这种形式的配气机构中，凸轮通过吊杯形 机械挺柱驱动气门；或通过吊杯形液力挺柱驱动 气门。
应用：
直接驱动式配气机构的刚度最大，驱动气门的能 量损失最小，在高度强化的轿车发动机上得到广 泛的应用。
2）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。
3）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。
四气门的安装
四气门的驱动
四气门在气缸盖上的布置
四气门发动机的工作
（4）每缸五气门配气机构
五气门的安装
五气门的驱动
（2）凸轮轴上置式配气机构的工作过程
发动机工作时，由曲轴同步带轮（或曲轴同步链轮）经同 步齿形带（或同步链轮）驱动凸轮轴旋转。当凸轮的凸起 顶下挺柱时，挺住压缩气门弹簧使气门开启；当凸轮的下 降段转离挺柱时，气门在气门弹簧力的作用下逐渐关闭。
4、结构特点
（1）气门行程大。 （2）燃烧室紧凑。 （3）结构较复杂。
四、凸轮轴的布置形式
凸轮轴下置 凸轮轴中置 凸轮轴上置
（一）凸轮轴下置式配气机构
1、凸轮轴布置——凸轮轴置于曲轴箱内。
凸轮轴下置式配气机构零部件
2、结构特点
优点：曲轴与凸轮轴之间采用齿轮传动，传动简 单可靠，有利于发动机的布置。
缺点：凸轮轴与气门组之间动力传递路线较长， 采用杆件传动，不适用于高速发动机。
凸轮轴上置
齿轮传动
（3）按传动方式分 链传动
带传动
摇臂驱动
（3）直接驱动、凸轮轴上置式配气机构
——在这种形式的配气机构中，凸轮通过吊杯形 机械挺柱驱动气门；或通过吊杯形液力挺柱驱动 气门。
应用：
直接驱动式配气机构的刚度最大，驱动气门的能 量损失最小，在高度强化的轿车发动机上得到广 泛的应用。
2）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。
3）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。
四气门的安装
四气门的驱动
四气门在气缸盖上的布置
四气门发动机的工作
（4）每缸五气门配气机构
五气门的安装
五气门的驱动
（2）凸轮轴上置式配气机构的工作过程
发动机工作时，由曲轴同步带轮（或曲轴同步链轮）经同 步齿形带（或同步链轮）驱动凸轮轴旋转。当凸轮的凸起 顶下挺柱时，挺住压缩气门弹簧使气门开启；当凸轮的下 降段转离挺柱时，气门在气门弹簧力的作用下逐渐关闭。
4、结构特点
（1）气门行程大。 （2）燃烧室紧凑。 （3）结构较复杂。
四、凸轮轴的布置形式
凸轮轴下置 凸轮轴中置 凸轮轴上置
（一）凸轮轴下置式配气机构
1、凸轮轴布置——凸轮轴置于曲轴箱内。
凸轮轴下置式配气机构零部件
2、结构特点
优点：曲轴与凸轮轴之间采用齿轮传动，传动简 单可靠，有利于发动机的布置。
缺点：凸轮轴与气门组之间动力传递路线较长， 采用杆件传动，不适用于高速发动机。
凸轮轴上置
齿轮传动
（3）按传动方式分 链传动
带传动
摇臂驱动
内燃机的配气机构PPT课件
一般按气门布置型式的不同，可分 为：侧置气门式和顶置气门式两大类。 按照凸轮轴布置型式的不同，又可分为 ：下置式、中置式和上置式凸轮轴；按 曲轴与凸轮轴间的传动方式有：齿轮传 动、链传动和齿形带传动三种方式。
1. 气门的布置型式
1）侧置气门式 配气机构
图3-1 侧置气门式配气机构图
侧置气门式配气机构的结构型式 如图3-1所示。
图3-46 铅笔线被切断情况
(a)密封不良 (b) 密封良好
②渗油法 将研磨好的气门洗净， 并安装好，将气缸盖倒置，然后在气 门顶面上倒入煤油，若在５min内没 有渗漏，即为良好。若有渗漏，说明
密封性不好，需要重新研磨。
发动机工作中，气门及其传动件将因 温度升高而膨胀。如果气门及其传动件之 间，在冷态时无间隙或间隙过小，则在热 态下，气门及其传动件受热膨胀势必引起 气门关闭不严，造成发动机在压缩和作功 行程中的漏气，会使发动机功率下降。
防止共振的发生。
图3－24气门弹簧
a）等螺距圆柱弹簧 b）变螺距圆柱弹簧 c）双弹簧
3.2.3 气门传动组主要零部件
气门传动组主要包括:凸轮轴及 其传动机构、挺柱、推杆和摇臂等
零部件。
1. 凸轮轴 作用是控制气门的开闭及其升程的变 化规律。气门的开闭时刻及其升程变化规 律主要取决于控制气门的凸轮外部轮廓曲 线。弧BCD工作段所对应的夹角，称做气 门开启持续角。凸轮轮廓BCD段的形状， 直接决定了气门的升程及其升降过程的运
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
。目前，这种配气机构已经淘汰。
2）顶置气门式配气机构
1. 气门的布置型式
1）侧置气门式 配气机构
图3-1 侧置气门式配气机构图
侧置气门式配气机构的结构型式 如图3-1所示。
图3-46 铅笔线被切断情况
(a)密封不良 (b) 密封良好
②渗油法 将研磨好的气门洗净， 并安装好，将气缸盖倒置，然后在气 门顶面上倒入煤油，若在５min内没 有渗漏，即为良好。若有渗漏，说明
密封性不好，需要重新研磨。
发动机工作中，气门及其传动件将因 温度升高而膨胀。如果气门及其传动件之 间，在冷态时无间隙或间隙过小，则在热 态下，气门及其传动件受热膨胀势必引起 气门关闭不严，造成发动机在压缩和作功 行程中的漏气，会使发动机功率下降。
防止共振的发生。
图3－24气门弹簧
a）等螺距圆柱弹簧 b）变螺距圆柱弹簧 c）双弹簧
3.2.3 气门传动组主要零部件
气门传动组主要包括:凸轮轴及 其传动机构、挺柱、推杆和摇臂等
零部件。
1. 凸轮轴 作用是控制气门的开闭及其升程的变 化规律。气门的开闭时刻及其升程变化规 律主要取决于控制气门的凸轮外部轮廓曲 线。弧BCD工作段所对应的夹角，称做气 门开启持续角。凸轮轮廓BCD段的形状， 直接决定了气门的升程及其升降过程的运
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
。目前，这种配气机构已经淘汰。
2）顶置气门式配气机构
简述配气机构的组成
简述配气机构的组成
配气机构是内燃机中的一个重要组成部分，主要用于控制气缸的进气和排气过程，以实现高效燃烧和提高发动机的性能。
配气机构通常由凸轮轴、凸轮、机械或液压驱动系统、气门和气门机构等组成。
首先，凸轮轴是配气机构的核心部件，它由凸轮和轴组成。
凸轮上的凸起和凹陷根据发动机的设计和性能需求而不同，通过凸轮轴的旋转，控制气门的开启和关闭，进而控制气缸的进气和排气过程。
凸轮轴的设计和制造质量直接关系到发动机的性能和可靠性。
其次，机械或液压驱动系统负责传动凸轮轴的动力，使凸轮轴按照一定的规律旋转。
机械驱动系统通常由曲轴、连杆和齿轮传动组成，将发动机的动力传递到凸轮轴上。
而液压驱动系统则通过液压油压力来驱动凸轮轴的旋转，具有更精确的控制能力。
此外，气门是配气机构中的重要组成部分，负责控制气缸的进气和排气。
气门通常由气门头、气门杆和气门座组成。
气门头与气缸之间有密封垫片，使气门在工作过程中能够密封气缸。
气门杆通过凸轮轴的旋转带动，使气门的开闭动作与凸轮轴同步。
最后，气门机构是连接凸轮轴和气门的机械装置，它通过凸轮轴的运动将旋转运动转化为线性运动，并传递给气门。
气门机构通常由气门弹簧、气门升程调整器
和气门杆等组件组成，保证气门能够按照一定的规律开启和关闭。
综上所述，配气机构由凸轮轴、凸轮、机械或液压驱动系统、气门和气门机构等组成。
它们相互配合工作，通过控制气缸的进气和排气过程，使发动机能够高效燃烧，提高动力输出和燃油经济性，是发动机性能和可靠性的重要保证。
配气机构各组成部分结构及工作原理
配气机构各组成部分结构及工作原理
配气机构是内燃机的重要组成部分，它负责控制和调整气门的开闭，以实现燃
料和空气的进出。
配气机构由凸轮轴、凸轮、气门、挺杆、摇臂、弹簧等部分组成，每个部分都扮演着至关重要的角色。
首先，凸轮轴是配气机构的核心部分，它负责带动凸轮旋转，通过与气门配合
的凸轮形状来控制气门的打开和关闭时间。
凸轮轴通常由高强度合金钢制成，以保证其强度和耐磨性能。
其次，凸轮是固定在凸轮轴上的一个或多个凸起部分，凸轮的形状决定了气门
的开闭时间和行程。
通常，凸轮轴上会有多个凸轮，用于分别控制进气门和排气门的运动。
第三，气门是配气机构中最直接与燃气接触的部分，它负责控制气体的进出。
气门一端通过摇杆与凸轮相连，另一端则通过吊杆与活塞相连。
气门通常采用高强度合金钢制造，以承受高温和高压环境中的工作条件。
此外，挺杆和摇臂是传递凸轮运动到气门的重要组成部分。
挺杆通常位于气缸
盖内部，通过与凸轮的接触将凸轮运动转化为挺杆的上下运动。
摇臂负责将挺杆的上下运动转换为气门的开闭运动，确保气门的可靠工作。
最后，弹簧是配气机构中的重要保持元件，它通过压缩和弹性回复的特性，保
证气门在凸轮的控制下按照规定的时间和力度开合。
弹簧通常采用高强度钢材制成，以保持足够的回弹力和耐久性能。
总体而言，配气机构由凸轮轴、凸轮、气门、挺杆、摇臂、弹簧等组成，它们
协同工作，精确控制气门的开闭时间和行程，以确保内燃机正常工作。
通过这些组成部分的结构和工作原理的配合，内燃机能够高效、稳定地将燃料和空气输入到燃烧室中，从而产生动力。
汽车配气机构
在气门关闭时，保证气门与气门 座之间的密封，
在气门开启时，保证气门不因运 动时产生的惯性力而脱离凸轮。
锁片
气门弹簧座 气门弹簧
随着有效圈数的减 少，自然频率提高。
圆柱等螺距弹簧
圆柱形螺旋弹簧
不等距弹簧
双弹簧布置
旋向相反的 两个弹簧
应用车型： 奥迪100，捷达，桑塔纳, 广州标致505
5气门旋转机构
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。
轿车发动机由于转速较快，每分钟转速可达5000转以上，为保 证进排气效率，采用顶置式气门装置，
但是，如果采用下置式或者中置式的凸轮轴，由于气门与凸轮 轴的距离较远需要气门挺杆和挺柱等辅助零件，造成气门传动机件 较多，结构复杂，发动机体积大，而且在高速运转下还容易产生噪 声，而采用顶置式凸轮轴则可以改变这种现象。
一般不能超过气缸直径的一半。
配气机构
作者：刘步丰 配音：李荣华 2004年春1．功用：Fra bibliotek一、概述
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。
锥面的作用？
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。
在气门开启时，保证气门不因运 动时产生的惯性力而脱离凸轮。
锁片
气门弹簧座 气门弹簧
随着有效圈数的减 少，自然频率提高。
圆柱等螺距弹簧
圆柱形螺旋弹簧
不等距弹簧
双弹簧布置
旋向相反的 两个弹簧
应用车型： 奥迪100，捷达，桑塔纳, 广州标致505
5气门旋转机构
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。
轿车发动机由于转速较快，每分钟转速可达5000转以上，为保 证进排气效率，采用顶置式气门装置，
但是，如果采用下置式或者中置式的凸轮轴，由于气门与凸轮 轴的距离较远需要气门挺杆和挺柱等辅助零件，造成气门传动机件 较多，结构复杂，发动机体积大，而且在高速运转下还容易产生噪 声，而采用顶置式凸轮轴则可以改变这种现象。
一般不能超过气缸直径的一半。
配气机构
作者：刘步丰 配音：李荣华 2004年春1．功用：Fra bibliotek一、概述
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。
锥面的作用？
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。
柴油发动机配气机构的组成
柴油发动机配气机构的组成1. 引言柴油发动机是一种内燃机，通过燃烧柴油来产生能量驱动车辆或者机械设备。
配气机构是柴油发动机中至关重要的部分，它控制着进气和排气门的开闭时机，以确保燃烧室内的气体流动和排放。
2. 配气机构的作用配气机构主要有两个作用： - 控制进气门的开启和关闭，以控制新鲜空气进入燃烧室。
- 控制排气门的开启和关闭，以排出废气。
配气机构的设计使得柴油发动机能够实现高效燃烧和更好的动力输出。
3. 配气机构的组成柴油发动机配气机构由以下几个主要部分组成：3.1 凸轮轴凸轮轴是配气系统中最关键的部分之一。
它由一根主轴上带有多个凸轮组成。
凸轮形状不同，可以控制进、排气门的开闭时机。
凸轮轴通过传动装置与曲轴相连，随着曲轴的转动而转动。
3.2 摇臂摇臂连接凸轮轴和气门，通过凸轮的运动带动气门的开闭。
摇臂通常由金属制成，具有一定的弹性和耐磨性。
它们的设计和位置可以影响气门的开启和关闭时间、幅度和持续时间。
3.3 气门弹簧气门弹簧是一种弹性元件，用于保持气门关闭状态。
当凸轮推动摇臂打开气门时，气门弹簧会将气门恢复到关闭位置。
气门弹簧需要具备足够的弹性和耐久性，以应对高频率和高温下的工作环境。
3.4 气门杆气门杆是连接摇臂和气门的部件。
它负责将摇臂上升或下降的力传递给气门，并确保它们能够正常开启和关闭。
3.5 进、排气门进、排气门是配气机构中最重要的组成部分之一。
它们位于发动机缸体上方，并在配气机构的控制下开启和关闭。
进气门负责将新鲜空气引入燃烧室，而排气门则负责将废气排出。
3.6 气门座气门座是安装在发动机缸体上的部件，用于支撑和固定进、排气门。
它们通常由高温合金材料制成，以保证在高温和高压下的工作环境中具备足够的强度和耐久性。
3.7 气门导管气门导管是连接进、排气门与燃烧室的通道。
它们负责引导新鲜空气进入燃烧室，并将废气排出。
气门导管需要具备良好的密封性和耐腐蚀性能，以确保正常的工作效率和发动机寿命。
配气机构
配气相位
上止点
10°~30°
40°~80°
下止点
40°~80°
10°~30°
配气相位
1、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（+ ）。
配气相位
配气相位
配气相位
• 配气相位图：上、下止点曲拐位置时的曲轴转角环形图 • 进气时：进气门提前α角打开，滞后β角关闭。进气时间 为：α+1800+ β • 排气时：排气门提前γ角开启，滞后δ角关闭， 排气时 间为：γ+1800+ δ • 气门重叠：活塞在排气上止点附近出现进、排气门同时开 启的现象。 • 气门重叠角：重叠期间的曲轴转角称为气门重叠角，它等 于进气提前角与排气迟后角之和α+ δ
2. • • • • 气门组要求 气门头部与气门座贴合严密 气门导管与气门杆导向良好 气门弹簧两端与气门杆的中心垂直 气门弹簧的弹力足够
配气机构的主要零部件
3、气门 1）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。 2）工作条件： A、进气门600K~700K，排气门800K~1100K。 B、头部承受气体压力、气门弹簧力、传动惯性力等， 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。 3）性能： 强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨
配气机构的主要零部件
等螺距圆柱形螺旋弹簧：会发生共振 防止共振发生，采取如下结构措施：
• 变螺距气门弹簧 螺距小端向缸盖顶面
• 锥形气门弹簧 弹簧大端向缸盖顶面 • 双气门弹簧 弹簧旋向相反 • 气门弹簧振动阻尼器
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（一）气门顶置式配气机构
1、气门布置——气门位于活塞顶上方。
2、组成构造
（1）凸轮轴下置式配气机构的组成构造
气门传动组——曲轴正时齿轮、凸轮轴、挺柱、推杆、
摇臂、摇臂轴、摇臂轴座和气门间隙调整螺钉等；
气门组——气门、气门座圈、气门导管、气门弹簧、气
门弹簧座和气门锁片等。
（2）凸轮轴上置式配气机构的组成构造
气门传动组——曲轴正时带轮（或曲轴正时链轮）、同
步齿形带（或同步链轮）、凸轮轴、挺柱体等；
气门组——气门、气门座圈、气门导管、气门弹簧、气
门弹簧座、气门锁片、气门油封等。
3、工作过程
（1）凸轮轴下置式配气机构的工作过程
发动机工作时，由曲轴定时齿轮驱动凸轮轴旋转。当凸轮 的上升段顶起挺柱时，经推杆顶起摇臂，摇臂绕摇臂轴摆 动，压缩气门弹簧使气门开启；当凸轮的下降段转离挺柱 时，气门在气门弹簧力的作用下逐渐关闭。
五、凸轮轴的传动方式
凸轮轴由曲轴驱动，传动方式一般有齿轮式、链 条式及齿形带式三种。
齿轮传动 链传动 带传动
1、齿轮传动
齿轮传动的正时记号
2、链传动
链传动的张紧机构
3、带传动
带传动的张紧机构
凸轮轴的几种传动方式比较
六、气门数及布置
1、发动机采用多气门的优点
（1）减小气门直径，提高工作可靠性。 （2）提高充量系数，进气充分，排气彻底。 （3）减小气门升程。 （4）有利于改善HC和CO的排放。
凸轮轴下置 凸轮轴中置 凸轮轴上置
（3）按传动方式分
齿轮传动 链传动 带传动
（4）按气门驱动形式分
摇臂驱动 摆臂驱动 凸轮直接驱动
二气门式 （5）按每缸气门数目分 三气门式 四气门式 五气门式
三、气门的布置形式
气门侧置式（已淘汰） 气门顶置式
（3）直接驱动、凸轮轴上置式配气机构
——在这种形式的配气机构中，凸轮通过吊杯形 机械挺柱驱动气门；或通过吊杯形液力挺柱驱动 气门。
应用：
直接驱动式配气机构的刚度最大，驱动气门的能 量损失最小，在高度强化的轿车发动机上得到广 泛的应用。 如奥迪、捷达、桑塔纳、马自达6、欧宝V6、奔弛 320E、依维柯8140.01、依维柯8140.21等。
（1）摇臂驱动、单凸轮轴上置式配气机构
——凸轮轴推动液力挺柱，液力挺柱推动摇臂， 摇臂再驱动气门；或凸轮轴直接驱动摇臂，摇臂 驱动气门。
（2）摆臂驱动、凸轮轴上置式配气机构
——摆臂驱动气门的配气机构比摇臂驱动式刚度 更好，更有利于高速发动机，因此在轿车发动机 上的应用比较广泛。
应用：
单上置凸轮轴(SOHC)摆臂驱动式配气机构：CA488、 SH680Q、克莱斯勒A452、奔驰QM615、奔驰M115等； 双上置凸轮轴(DOHC)摆臂驱动式配气机构：本田 B20A、尼桑VH45DE、三菱3G81、富士EJ20等。
3、应用
在中、重型发动机上普遍采用。
（二）凸轮轴中置式
1、凸轮轴布置——凸轮轴置于机体上部。
凸轮轴中置式配气机构零部件
2、结构特点
与凸轮轴下置式配气机构的组成相比，推杆较短 或减少了推杆，从而减轻了配气机构的往复运动 质量，增大了机构的刚度，适用于较高转速的发 动机。
3、应用
应用于较高转速的发动机，如YC6105Q、6110A、 依维柯8210.22S和福特2.5ID等发动机
5、工作特点
四行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，凸轮轴旋转 一周。
n曲 2 i n凸 1
（二）气门侧置式配气机构
1、气门布置——气门布置在气缸的一侧。
2、结构特点
（1）结构简单。 （2）燃烧室结构不紧凑。 （3）进、排气阻力大。 （4）热量损失大，发动机性能下降。
3.1 配气机构的布置及传动认知
淮安信息职业技术学院 汽车工程系 2012年3月
主要内容：
1.配气机构的结构形式 2.配气正时 3.配气机构的零部件结构认识 4.配气机构新结构
3.1.1 配气机构的结构形式
一、配气机构的基本组成及类型
3.1.1 配气机构的结构形式
一、配气机构的基本组成及类型
四气门的安装
四气门的驱动
四气门在气缸盖上的布置
四气门发动机的工作
（4）每缸五气门配气机构
五气门的安装
五气门的驱动
五气门在气缸盖上的布置
2、每缸气门数目
两气门 三气门 四气门 五气门
（1）每缸两气门配气机构
两气门与燃烧室的配合
两气门的安装
（2）每缸三气门配气机构
三气门的安装
（3）每缸四气门配气机构
在多气门发动机中，每缸四气门应用最多。四气 门发动机每缸两个进气门，两个排气门。
突出的优点：
1）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。 2）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。 3）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。
（2）凸轮轴上置式配气机构的工作过程
发动机工作时，由曲轴同步带轮（或曲轴同步链轮）经同 步齿形带（或同步链轮）驱动凸轮轴旋转。当凸轮的凸起 顶下挺柱时，挺住压缩气门弹簧使气门开启；当凸轮的下 降段转离挺柱时，气门在气门弹簧力的作用下逐渐关闭。
4、结构特点
（1）气门行程大。 （2）燃烧室紧凑。 （3）结构较复杂。
四、凸轮轴的布置形式
凸轮轴下置 凸轮轴中置 凸轮轴上置
（一）凸轮轴下置式配气机构
1、凸轮轴布置——凸轮轴置于曲轴箱内。
凸轮轴下置式配气机构零部件
2、结构特点
优点：曲轴与凸轮轴之间采用齿轮传动，传动简 单可靠，有利于发动机的布置。 缺点：凸轮轴与气门组之间动力传递路线较长， 采用杆件传动，不适用于高速发动机。
1、配气机构的基本组成
气门式配气机构由气门组和气门传动组两部分组 成，每组的零件组成则与气门的位置、凸轮轴的 位置和气门驱动形式等有关。
凸轮轴上置式配气机构的组成
凸轮轴下置式配气机构的组成
2、配气机构的类型
（1）按气门安装位置分
气门侧置式（已淘汰） 气门顶置式
（2）按凸轮轴位置分
（三）凸轮轴上置式
1、凸轮轴布置——凸轮轴置于气缸盖上。
2、结构特点
优点：运动件少，传动链短，整个机构的刚度大，
往复运动惯性力小，适用于高速发动机。
缺点：曲轴与凸轮轴之间传动路线长，气缸盖拆
卸困难。
3、应用
在高速发动机上普遍采用。
4、气门驱动形式
由于气门排列和气门驱动形式的不同，凸 轮轴上置式配气机构有多种多样的结பைடு நூலகம்形 式，气门驱动形式有摇臂驱动、摆臂驱动 和直接驱动三种类型。