第三章配气机构与进排气系统详解演示文稿
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气门侧置式SV(Side Valve)配气机构:由凸轮、挺柱、气门和气门弹簧等组成。 缺点: 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。
凸轮轴下置式
② 按凸轮轴布置位置 凸轮轴中置式
凸轮轴上置式
凸轮轴下置式，主要缺点是气门和凸轮轴相距较远，因而气 门传动零件较多，结构较复杂，发动机高度也有所增加。 凸轮轴中置式,凸轮轴位于气缸体的中部由凸轮轴经过挺柱直 接驱动摇臂，省去推杆。 凸轮轴上置式OHC（Overhead Camshaft）:凸轮轴布置在气缸 盖上。
双弹簧结构——内弹簧刚度较小，内外弹簧旋向相反，防止共振， 提高工作的可靠性。另外，可以减小弹簧的高度，减小安装空间。
（5）气门旋转机构（图3-13）
作用——使气门在工作中相对气门座缓慢旋转，使气门头部受热均匀而减 少变形，并通过相对旋转运动中的相互摩擦产生自洁作用。
类型——一种是低摩擦型自由旋转机构，另一种是强制旋转机构。
m-进气过程中,实际进入气缸的新气质量 m0-在进气状态(压力、温度)下,充满气缸工作容积的新气质量 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。
3.1.4 配气机构的种类
根据气门安装位置不同, 分气 气门 门侧 顶置 置式 式配 配气 气机 机构 构
气门顶置式OHV（Overhead Valve）配气机构:由凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门 和气门弹簧等组成。其特点是进气阻力小，燃烧室结构紧凑，气流搅动大，能达 到较高的压缩比。
气门头部是一个具有圆锥斜面的圆盘，气门锥角一般为45°，也有30°. 气门头边缘应保持一定厚度，一般为1-3 mm，以防止工作中冲击损坏和被 高温烧蚀。 气门密封锥面与气门座配对研磨。 进气门头部直径比排气门大，两气门一样大时，排气门有记号。
气门头顶部形状有平顶，球面(凸)顶和喇叭形(凹)顶等
（4）气门弹簧（图3-12） 功用：气门落座并紧密贴合；防止振动时发生跳动；防止各传动件之 间因惯性力的作用产生间隙；保证气门按凸轮轮廓曲线的规律关闭。 组成：套装在气门杆上，一端支承在气缸体(或气缸盖)上，另一端支 承于装在气门杆尾端的弹簧座上，用锥形锁片(两片)或锁销固定。
材料：用高碳锰钢、铬钒钢等钢丝卷制而成。为提高疲劳强度，
弹簧丝表面要磨光、抛光或喷丸处理，同时为防止生锈，弹簧表面还需 镀锌、镀铜或进行氧化发蓝处理。
图3—13 气门弹簧座的固定方式
结构特点——采用圆柱螺旋形弹簧等螺距弹簧，双弹簧结构， 变螺距弹簧
变螺距弹簧——在压缩时，螺距较小的弹簧两端逐渐贴合，使有 效圈数逐渐减少，共振频率逐渐提高，可有效避免共振的发生，同时还可 以减少弹簧的数量。变螺距弹簧安装时将大螺距一端朝上(作为活动端)， 小螺距一端朝下(作为固定端)。
不如齿轮传动。近年来高速汽车发动机上广泛采用齿形皮带来代替传动链，齿形 带传动，噪声小、工作可靠、成本低。
二气门式 按每缸气门数目分 四气门式
五气门式
Байду номын сангаас
四气门配气机构
五气门配气机构
3.2 配气机构的主要零部件
3.2.1 气门组 气门组的零件——气门、气门座、气门导管、气门弹簧、锁片(夹)、油封等。
第三章配气机构与进排气系统 详解演示文稿
优选第三章配气机构与进排气 系统
3.1.2 功用： 按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时开闭进、排 气门、向气缸供给新气（可燃混合气或空气）并及时 排出废气。即进饱排净 当进、排气门关闭时，保证气缸密封。
3.1.3 充气效率 v
新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度.
3.2.2．气门传动组 功用：传递 凸轮轴→气门之间的运动
功用： 控制气门的开启和关闭时刻 气门升程和工作顺序。 要求：耐磨，足够的韧性和刚度。 材料：优质碳钢或合金钢锻造，或合 金铸铁、球墨铸铁铸造。 凸轮的排列顺序——同名凸轮的夹角 为作功间隔角的1/2，故
四缸机为 180°/ 2=90°；
六缸机: 120°/2=60°。
充钠排气门
（2）气门导管（图3-11） 功用： ①起导向作用，保证气门作直线往复运动。 ②起导热作用，将气门头部传给杆身的热量，通过气缸盖传出去。
材料——铸铁气缸盖的：采用灰铸铁、球墨铸铁或铁基粉末 冶金制造的导管，铝合金缸盖的：多采用铜锌合金制造，耐 磨性、导热性和加工性均比较好。 气门导管与气门杆之间留有0.05～0.12mm的间隙 压入气缸盖的气门导管孔内，再精铰内孔。 工作条件：温度约500K，润滑不良，易磨损。靠配气机构 飞溅润滑
根据凸轮轴的数量
•SOHC（Single Overhead Camshaft）式-用于两气门发动机 的单凸轮轴式 •DOHC（Double Overhead Camshaft）式-用于四气门发动机 的双凸轮轴式
由OHC式的结构特点将其分为直接驱动式和摇 臂式两种结构。
摇臂（摆臂）式（Rocker Arm）-凸轮轴必须通过摇臂或摆臂 驱动气门，往复运动质量小，适用于高速发动机。
直接驱动式-凸轮轴直接驱动气门。
齿轮传动 ③ 按曲轴和凸轮轴的传动 方式分链条传动
齿带传动
凸轮轴下置、中置的配气机构大多采用圆柱形正时齿轮传动，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。
链条与链轮的传动适用于凸轮轴上置的配气机构，但其工作可靠性和耐久性
平顶 球面顶
喇叭形顶
结构简单、制造方便、吸热面积小，质量小、 进、排气门均可采用
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
适用于进气门，进气阻力小，但受热面积大
中空气门杆的气门——减轻气门质量和减小气门运动的惯性力。 中空的气门杆中填入金属钠（熔点是97.8℃，沸点880℃） 冷却效果优良——降低排气门的温度，增强排气门的散热能力。在气 门工作时，钠变成液体，上、下激烈地振动，从头部吸收热量并传杆，再 经气门导管传给气缸盖，使气门头部得到冷却。 成本比普通气门高出几倍， 应用——奔驰190、尼桑SR系列发动机等。
凸轮轴下置式
② 按凸轮轴布置位置 凸轮轴中置式
凸轮轴上置式
凸轮轴下置式，主要缺点是气门和凸轮轴相距较远，因而气 门传动零件较多，结构较复杂，发动机高度也有所增加。 凸轮轴中置式,凸轮轴位于气缸体的中部由凸轮轴经过挺柱直 接驱动摇臂，省去推杆。 凸轮轴上置式OHC（Overhead Camshaft）:凸轮轴布置在气缸 盖上。
双弹簧结构——内弹簧刚度较小，内外弹簧旋向相反，防止共振， 提高工作的可靠性。另外，可以减小弹簧的高度，减小安装空间。
（5）气门旋转机构（图3-13）
作用——使气门在工作中相对气门座缓慢旋转，使气门头部受热均匀而减 少变形，并通过相对旋转运动中的相互摩擦产生自洁作用。
类型——一种是低摩擦型自由旋转机构，另一种是强制旋转机构。
m-进气过程中,实际进入气缸的新气质量 m0-在进气状态(压力、温度)下,充满气缸工作容积的新气质量 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。
3.1.4 配气机构的种类
根据气门安装位置不同, 分气 气门 门侧 顶置 置式 式配 配气 气机 机构 构
气门顶置式OHV（Overhead Valve）配气机构:由凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门 和气门弹簧等组成。其特点是进气阻力小，燃烧室结构紧凑，气流搅动大，能达 到较高的压缩比。
气门头部是一个具有圆锥斜面的圆盘，气门锥角一般为45°，也有30°. 气门头边缘应保持一定厚度，一般为1-3 mm，以防止工作中冲击损坏和被 高温烧蚀。 气门密封锥面与气门座配对研磨。 进气门头部直径比排气门大，两气门一样大时，排气门有记号。
气门头顶部形状有平顶，球面(凸)顶和喇叭形(凹)顶等
（4）气门弹簧（图3-12） 功用：气门落座并紧密贴合；防止振动时发生跳动；防止各传动件之 间因惯性力的作用产生间隙；保证气门按凸轮轮廓曲线的规律关闭。 组成：套装在气门杆上，一端支承在气缸体(或气缸盖)上，另一端支 承于装在气门杆尾端的弹簧座上，用锥形锁片(两片)或锁销固定。
材料：用高碳锰钢、铬钒钢等钢丝卷制而成。为提高疲劳强度，
弹簧丝表面要磨光、抛光或喷丸处理，同时为防止生锈，弹簧表面还需 镀锌、镀铜或进行氧化发蓝处理。
图3—13 气门弹簧座的固定方式
结构特点——采用圆柱螺旋形弹簧等螺距弹簧，双弹簧结构， 变螺距弹簧
变螺距弹簧——在压缩时，螺距较小的弹簧两端逐渐贴合，使有 效圈数逐渐减少，共振频率逐渐提高，可有效避免共振的发生，同时还可 以减少弹簧的数量。变螺距弹簧安装时将大螺距一端朝上(作为活动端)， 小螺距一端朝下(作为固定端)。
不如齿轮传动。近年来高速汽车发动机上广泛采用齿形皮带来代替传动链，齿形 带传动，噪声小、工作可靠、成本低。
二气门式 按每缸气门数目分 四气门式
五气门式
Байду номын сангаас
四气门配气机构
五气门配气机构
3.2 配气机构的主要零部件
3.2.1 气门组 气门组的零件——气门、气门座、气门导管、气门弹簧、锁片(夹)、油封等。
第三章配气机构与进排气系统 详解演示文稿
优选第三章配气机构与进排气 系统
3.1.2 功用： 按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时开闭进、排 气门、向气缸供给新气（可燃混合气或空气）并及时 排出废气。即进饱排净 当进、排气门关闭时，保证气缸密封。
3.1.3 充气效率 v
新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度.
3.2.2．气门传动组 功用：传递 凸轮轴→气门之间的运动
功用： 控制气门的开启和关闭时刻 气门升程和工作顺序。 要求：耐磨，足够的韧性和刚度。 材料：优质碳钢或合金钢锻造，或合 金铸铁、球墨铸铁铸造。 凸轮的排列顺序——同名凸轮的夹角 为作功间隔角的1/2，故
四缸机为 180°/ 2=90°；
六缸机: 120°/2=60°。
充钠排气门
（2）气门导管（图3-11） 功用： ①起导向作用，保证气门作直线往复运动。 ②起导热作用，将气门头部传给杆身的热量，通过气缸盖传出去。
材料——铸铁气缸盖的：采用灰铸铁、球墨铸铁或铁基粉末 冶金制造的导管，铝合金缸盖的：多采用铜锌合金制造，耐 磨性、导热性和加工性均比较好。 气门导管与气门杆之间留有0.05～0.12mm的间隙 压入气缸盖的气门导管孔内，再精铰内孔。 工作条件：温度约500K，润滑不良，易磨损。靠配气机构 飞溅润滑
根据凸轮轴的数量
•SOHC（Single Overhead Camshaft）式-用于两气门发动机 的单凸轮轴式 •DOHC（Double Overhead Camshaft）式-用于四气门发动机 的双凸轮轴式
由OHC式的结构特点将其分为直接驱动式和摇 臂式两种结构。
摇臂（摆臂）式（Rocker Arm）-凸轮轴必须通过摇臂或摆臂 驱动气门，往复运动质量小，适用于高速发动机。
直接驱动式-凸轮轴直接驱动气门。
齿轮传动 ③ 按曲轴和凸轮轴的传动 方式分链条传动
齿带传动
凸轮轴下置、中置的配气机构大多采用圆柱形正时齿轮传动，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。
链条与链轮的传动适用于凸轮轴上置的配气机构，但其工作可靠性和耐久性
平顶 球面顶
喇叭形顶
结构简单、制造方便、吸热面积小，质量小、 进、排气门均可采用
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
适用于进气门，进气阻力小，但受热面积大
中空气门杆的气门——减轻气门质量和减小气门运动的惯性力。 中空的气门杆中填入金属钠（熔点是97.8℃，沸点880℃） 冷却效果优良——降低排气门的温度，增强排气门的散热能力。在气 门工作时，钠变成液体，上、下激烈地振动，从头部吸收热量并传杆，再 经气门导管传给气缸盖，使气门头部得到冷却。 成本比普通气门高出几倍， 应用——奔驰190、尼桑SR系列发动机等。