第三章 汽车发动机配气机构PPT课件
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汽车结构 第03章配气机构精品文档PPT课件
▪ 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
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。
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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
发动机配气机构ppt课件
同名凸轮间夹角为α=360/ⅰ
如何根据凸轮轴的旋向及各进、排气凸轮的工作次序，判定发动机的发火次序。
1、判定各缸进、排气凸轮； 2、判定凸轮轴的旋向； 3、根据同名凸轮间夹角为α=360/ⅰ判定同名
凸轮的工作顺序，即发动机的发火次序。
※—— ——※
（二）挺柱：
功 用： 将凸轮的推力传给推杆。 材 料： 合金铸铁（高强度、耐磨）
第二节 配气相位
※—— ——※
定义： 进、排气门的开闭时刻和开启持续时间用曲轴转角表示。
进排气门早开晚关的意义：
延长进、排气时间，改善换 气过程，提高发动机性能。
现代汽车发动机转速较高，活塞每
一行程所经历的时间十分短促，上
海桑塔纳轿车，发动机在最大功率 时的转速为5600r/min，一个行程历 时间为0.0054s，在这样短的时间内 使进气充足，排气干净比较困难。
气门头部形状：
①平顶：工艺简单、受热面小、工作可靠，用作进、排气门。 ②凹顶：头部与杆部过渡圆滑可减少进气阻力但制造困难，受热面大。用作进门 ③球面顶：可减少排气阻力和积炭，但制造困难，受热面积大，用作排气门。
气门锥角：
意义：便于气门落座时自行对正中心，接触良好。 锥角不能过小，否则头部边缘较薄，易变形。
一、组成：
观看动画
顶 置 式 配 气 机 构 工 作 原 理
观看动画
※—— ——※
（一）气门的布置型式：
特点
优点
顶置式
进、排气门 倒挂在气缸
盖上
经济性、动力性 好
侧置式 进、排气门 结构简单（无摇
在缸体一侧
臂）
xx
缺点 结构较复杂
燃烧室结构不紧凑， 经济、动力性差
如何根据凸轮轴的旋向及各进、排气凸轮的工作次序，判定发动机的发火次序。
1、判定各缸进、排气凸轮； 2、判定凸轮轴的旋向； 3、根据同名凸轮间夹角为α=360/ⅰ判定同名
凸轮的工作顺序，即发动机的发火次序。
※—— ——※
（二）挺柱：
功 用： 将凸轮的推力传给推杆。 材 料： 合金铸铁（高强度、耐磨）
第二节 配气相位
※—— ——※
定义： 进、排气门的开闭时刻和开启持续时间用曲轴转角表示。
进排气门早开晚关的意义：
延长进、排气时间，改善换 气过程，提高发动机性能。
现代汽车发动机转速较高，活塞每
一行程所经历的时间十分短促，上
海桑塔纳轿车，发动机在最大功率 时的转速为5600r/min，一个行程历 时间为0.0054s，在这样短的时间内 使进气充足，排气干净比较困难。
气门头部形状：
①平顶：工艺简单、受热面小、工作可靠，用作进、排气门。 ②凹顶：头部与杆部过渡圆滑可减少进气阻力但制造困难，受热面大。用作进门 ③球面顶：可减少排气阻力和积炭，但制造困难，受热面积大，用作排气门。
气门锥角：
意义：便于气门落座时自行对正中心，接触良好。 锥角不能过小，否则头部边缘较薄，易变形。
一、组成：
观看动画
顶 置 式 配 气 机 构 工 作 原 理
观看动画
※—— ——※
（一）气门的布置型式：
特点
优点
顶置式
进、排气门 倒挂在气缸
盖上
经济性、动力性 好
侧置式 进、排气门 结构简单（无摇
在缸体一侧
臂）
xx
缺点 结构较复杂
燃烧室结构不紧凑， 经济、动力性差
汽车发动机课件配气机构ppt3
时升程最大，它决定了气门的最大开度。 凸轮的工作过程如下 当凸轮按图中方向转过EA时，挺柱处 于最低位臵不动，气门处于关闭状态。 凸轮转至A点时，挺柱开始移动。继续转 动，在缓冲段AB内的某点M处消除气门间 隙，气门开始开启，至C点时气门开度最 大，而后逐渐关小，至缓冲段DE内某点N 时，气门完全关闭。此后，挺柱继续下 落，出现气门间隙，至E点时挺柱又处于 最低位臵。
气门杆与气门导管之间有一定的间隙如没有气门油封在进气管真空度的作用下会把汽缸盖内的机油吸下来进入气缸内而造成烧机油或在气门上产生积炭使气门关闭不严所以在气门导管上安装有气门油封扩大内需是我们长期坚持的一项战略方针这是由我国的基本国情决定的
第3章 配气机构的构造与维修
董建会主讲
学习目标
知识目标 1．能简单叙述换气过程、配气相位定义； 2．能正确描述配气机构的分类、工作过程； 3．能正确描述配气机构的组成、主要零部件的构造和装配 连接关系； 4．能正确描述配气机构的装配要求和调整方法。 能力目标 1．会进行配气机构主要零部件的检修； 2．会进行配气机构的装配和调整； 3．能对配气机构常见故障进行分析、判断并能排除故障。
用细砂精磨。
２、使用气门捻子将气门上下往复并旋
转进行研磨。研磨时不要过分用力，以免将 斜面环带变宽或磨出凹形槽痕。
３、当气门斜面与气门座斜面研出一条
完整、乌洁的环带时，将气门砂洗净， 在涂上机油，研磨３min～５min即可。
４、研磨好的接触环带应乌洁，接触宽
度一般为1.5mm～2.0mm。
５、检查气门与气门座的密封性 １）划线法 用铅笔在气门密封环带 上，沿圆周划出均布的若干条与母线平行
45°；解放CAl091型汽车发动机进、排 气门均为45．5°。
气门座圈
气门杆与气门导管之间有一定的间隙如没有气门油封在进气管真空度的作用下会把汽缸盖内的机油吸下来进入气缸内而造成烧机油或在气门上产生积炭使气门关闭不严所以在气门导管上安装有气门油封扩大内需是我们长期坚持的一项战略方针这是由我国的基本国情决定的
第3章 配气机构的构造与维修
董建会主讲
学习目标
知识目标 1．能简单叙述换气过程、配气相位定义； 2．能正确描述配气机构的分类、工作过程； 3．能正确描述配气机构的组成、主要零部件的构造和装配 连接关系； 4．能正确描述配气机构的装配要求和调整方法。 能力目标 1．会进行配气机构主要零部件的检修； 2．会进行配气机构的装配和调整； 3．能对配气机构常见故障进行分析、判断并能排除故障。
用细砂精磨。
２、使用气门捻子将气门上下往复并旋
转进行研磨。研磨时不要过分用力，以免将 斜面环带变宽或磨出凹形槽痕。
３、当气门斜面与气门座斜面研出一条
完整、乌洁的环带时，将气门砂洗净， 在涂上机油，研磨３min～５min即可。
４、研磨好的接触环带应乌洁，接触宽
度一般为1.5mm～2.0mm。
５、检查气门与气门座的密封性 １）划线法 用铅笔在气门密封环带 上，沿圆周划出均布的若干条与母线平行
45°；解放CAl091型汽车发动机进、排 气门均为45．5°。
气门座圈
《发动机配气机构》课件
紧密地贴合气门座。
气门间隙大小的选择
02
根据发动机的工作条件和性能要求，选择合适的气门间隙大小。
气门间隙的定期检查与调整
03
定期检查气门间隙，并根据需要调整，以保证发动机的正常运
转。
配气相位的选择与优化
配气相位计算
根据发动机的工作循环和性能要求，计算出合适的配气相位。
配气相位的调整
通过调整凸轮型线和气门开启、关闭时刻，实现配气相位的优化。
分类
根据气门安装位置可分为顶置式和侧 置式，根据凸轮轴安装位置可分为下 置式、中置式和上置式。
工作原理
通过凸轮轴的旋转，使气门按照一定 规律开启和关闭，实现发动机的进气 和排气过程。
配气机构的性能要求
气门开启和关闭的时刻和高度 应准确控制。
气门和气门座之间的密封性能 要好，以减少气体泄漏。
气门弹簧的弹力要适当，以确 保气门的正常开闭。
配气机构应尽可能轻便、紧凑 以提高发动机的效率。
02
发动机配气机构的设计
气门的设计与优化
气门材料选择
气门杆部长度和直径
选择耐高温、耐磨损的材料，如合金 钢、不锈钢等。
根据气门的工作条件和发动机的结构 要求，选择合适的长度和直径。
气门头部形状设计
根据发动机性能要求，设计出适合的 头部形状，如圆形、椭圆形等。
04
发动机配气机构的故障诊断与维修
配气机构常见故障及原因分析
气门关闭不严
气门异响
气门漏气
凸轮轴损坏
气门间隙调整不当、气 门杆弯曲或气门头烧蚀。
气门间隙过大、气门杆 与气门导管间隙过大。
气门杆与气门导管间隙 过小或气门头与气门座
接触不良。
《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
.
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。
➢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
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.
20
气门组实物图
《发动机配气机构》课件
使用专用工具和仪器，对发动 机的气门正时进行检查，判断 是否符合标准。
调整气门正时的方法
如需调整，使用专用工具和仪 器，对发动机的气门正时进行 调整，使其符合标准。
调整后的检查
调整完成后，对发动机进行试 运转，检查气门正时是否合适
，如有问题及时进行调整。
05
配气机构的常见故障与排除
气门漏气
总结词
06
新型配气机构技术介绍
可变气门正时技术
总结词
通过改变气门开启和关闭的时间，优化发动机在不同工况下的性能。
详细描述
可变气门正时技术通过电子控制单元（ECU）和相应的执行机构，实时调整气门的开启和关闭时间，以适应不同 转速和负载的需求。在低转速时，气门开启时间延长，增加进气量，提高发动机扭矩；在高转速时，气门开启时 间缩短，减少进气量，提高发动机功率。
THANKS
感谢观看
02
分类
进气门和排气门。
03
04
材料
通常采用耐高温、耐磨损、抗 腐蚀的合金钢。
结构
气门头部和杆部的组合，头部 用于与气门座接触，杆部用于
与气门弹簧连接。
气门导管与气门座
气门导管
01 引导气门运动，保证气门位置
正确。
材料
02 通常采用耐高温、耐磨、抗腐
蚀的合金钢。
结构
03 分为上导管和下导管，上导管
配气相位与气门重叠角
配气相位
配气相位是指进气门、排气门开启和关闭的角度，以及它们 之间的夹角，对发动机的充气效率和排气效果有重要影响。
气门重叠角
气门重叠角是指在进气门和排气门同时开启的一段时间内， 进气门和排气门的夹角，对发动机的换气效果有重要影响。
03
调整气门正时的方法
如需调整，使用专用工具和仪 器，对发动机的气门正时进行 调整，使其符合标准。
调整后的检查
调整完成后，对发动机进行试 运转，检查气门正时是否合适
，如有问题及时进行调整。
05
配气机构的常见故障与排除
气门漏气
总结词
06
新型配气机构技术介绍
可变气门正时技术
总结词
通过改变气门开启和关闭的时间，优化发动机在不同工况下的性能。
详细描述
可变气门正时技术通过电子控制单元（ECU）和相应的执行机构，实时调整气门的开启和关闭时间，以适应不同 转速和负载的需求。在低转速时，气门开启时间延长，增加进气量，提高发动机扭矩；在高转速时，气门开启时 间缩短，减少进气量，提高发动机功率。
THANKS
感谢观看
02
分类
进气门和排气门。
03
04
材料
通常采用耐高温、耐磨损、抗 腐蚀的合金钢。
结构
气门头部和杆部的组合，头部 用于与气门座接触，杆部用于
与气门弹簧连接。
气门导管与气门座
气门导管
01 引导气门运动，保证气门位置
正确。
材料
02 通常采用耐高温、耐磨、抗腐
蚀的合金钢。
结构
03 分为上导管和下导管，上导管
配气相位与气门重叠角
配气相位
配气相位是指进气门、排气门开启和关闭的角度，以及它们 之间的夹角，对发动机的充气效率和排气效果有重要影响。
气门重叠角
气门重叠角是指在进气门和排气门同时开启的一段时间内， 进气门和排气门的夹角，对发动机的换气效果有重要影响。
03
配气机构PPT讲解
第三章 配气机构
SDUT
主要内容
• 概述 • 气门式配气机构的布置及传动 • 配气定时及气门间隙 • 配气机构的零件和组件
SDUT
概述
• 功用
– 按照发动机工作循环和点火次序的要求，定时开 闭进、排气门，向气缸供给新鲜的可燃混合气 （汽油机）或空气（柴油机），并及时排出废气。
– 进饱排净，当进排气门关闭时，保证气缸密封。
SDUT
气门间隙
• 用途：给热膨胀留有余地，保证气门密封
• 气门间隙不能过大（产生撞击）、过小（漏气）
– 进气门：0.25～0.30mm – 排气门：0.30～0.35mm 为什么？
• 气门机构传动链磨损，导致气门间隙变化，需定 期调整
• 机械方法：调整螺钉、垫片
• 液力挺柱：长度能自动变化，无间隙
SDUT
衡量指标及组成
• 充气效率（充量系数）
– 发动机每一工作循环进入气缸的实际充量（新鲜可燃混 合气或空气）与进气状态下充满气缸工作容积的理论充 量的比值
– 进气终了时的压力越高，温度越低，则充量系数越大。
• 四冲程发动机大都采用气门式配气机构，主要由 气门组和气门传动组组成 。
SDUT
运动方式
适用于较高转速的发动机 。
• 上置
– 凸轮轴布置在气缸盖上； – 传动链短，运动件少，机构刚度大，适
合高速机。
– 凸轮轴与曲轴距离长，动力传动机构复 杂。
SDUT
凸轮轴的传动方式
• 齿轮传动
– 凸轮轴下置，中置配气机构大多采用 圆柱形正时齿轮传动。
– 一般只需一对正时齿轮传动，为了啮 合平稳，减小噪声，多用斜齿轮。
• 链传动
– 适用于凸轮轴上置的配气机构，可靠 性和耐久性不如齿轮传动。
SDUT
主要内容
• 概述 • 气门式配气机构的布置及传动 • 配气定时及气门间隙 • 配气机构的零件和组件
SDUT
概述
• 功用
– 按照发动机工作循环和点火次序的要求，定时开 闭进、排气门，向气缸供给新鲜的可燃混合气 （汽油机）或空气（柴油机），并及时排出废气。
– 进饱排净，当进排气门关闭时，保证气缸密封。
SDUT
气门间隙
• 用途：给热膨胀留有余地，保证气门密封
• 气门间隙不能过大（产生撞击）、过小（漏气）
– 进气门：0.25～0.30mm – 排气门：0.30～0.35mm 为什么？
• 气门机构传动链磨损，导致气门间隙变化，需定 期调整
• 机械方法：调整螺钉、垫片
• 液力挺柱：长度能自动变化，无间隙
SDUT
衡量指标及组成
• 充气效率（充量系数）
– 发动机每一工作循环进入气缸的实际充量（新鲜可燃混 合气或空气）与进气状态下充满气缸工作容积的理论充 量的比值
– 进气终了时的压力越高，温度越低，则充量系数越大。
• 四冲程发动机大都采用气门式配气机构，主要由 气门组和气门传动组组成 。
SDUT
运动方式
适用于较高转速的发动机 。
• 上置
– 凸轮轴布置在气缸盖上； – 传动链短，运动件少，机构刚度大，适
合高速机。
– 凸轮轴与曲轴距离长，动力传动机构复 杂。
SDUT
凸轮轴的传动方式
• 齿轮传动
– 凸轮轴下置，中置配气机构大多采用 圆柱形正时齿轮传动。
– 一般只需一对正时齿轮传动，为了啮 合平稳，减小噪声，多用斜齿轮。
• 链传动
– 适用于凸轮轴上置的配气机构，可靠 性和耐久性不如齿轮传动。
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。
2020年9月28日
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气门头顶部形状有平顶，球面顶和喇叭形顶等。
2020年9月28日
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
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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。
配气机构.ppt.ppt
广州工程技术职业学院
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。
广州工程技术职业学院
2、凸轮轴中置式 调整螺钉 摇臂
传动方式：凸轮轴经
过挺柱直接驱动摇臂，
应用
凸轮轴下置、 中置式配气 机构
凸轮轴上置 链条传动 曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮 式配气机构
齿形带传动
曲轴→齿形皮带→凸轮轴正时 齿轮
凸轮轴上置 式配气机构
广州工程技术职业学院
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。
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。
广州工程技术职业学院
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：
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。
气缸体
凸轮轴颈
窜动量
止推板
• 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，
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 调整螺钉 摇臂
传动方式：凸轮轴经
过挺柱直接驱动摇臂，
应用
凸轮轴下置、 中置式配气 机构
凸轮轴上置 链条传动 曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮 式配气机构
齿形带传动
曲轴→齿形皮带→凸轮轴正时 齿轮
凸轮轴上置 式配气机构
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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。
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：
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。
气缸体
凸轮轴颈
窜动量
止推板
• 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，
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
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第22页
1）气门顶部
24.09.2020
平顶结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也小，应用最多；凹顶 适合做进气门，不宜做排气门；凸顶适合于排气门。
第23页
24.09.2020
进气门顶部设计成凹型结构时，可将进气门头部与气门 杆部有较大的圆弧过渡，减少进气压力；一般进气门直径大 于排气门直径，通过凹坑设计，可以减小其惯性质量；凹顶 气门弹性较平顶气门好些，可以适应气门座的变形，但由于 其受热面积大，一般不适用于排气门。
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 时 具有一定的张力而不致脱链，装有导链板、链条张紧轮 。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。
第12页
24.09.2020
第13页
齿型带传动
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。
充气效率
发动机在吸气过程中，吸入的新鲜空气或可燃混合气越多， 发动机发出的功率和扭矩越大，新鲜空气或可燃混合气充满 汽缸的程度常用充气效率表示，也称充气系数，用ηv。
在进气过程中，实际进入汽缸内的新鲜空气或可燃混合气 的质量与在理想状态下充满汽缸工作容积的新鲜空气或可燃 混合气的质量之比称为充气效率。
ηv=M/M0
对于一定工作容积的发动机而言，充气效率与进气终了时汽缸内的压力和 温度有关。进气终了压力愈高，温度愈低，则一定容积的气体质量就越大，表 明充气效率愈高。
第3页
二、 配气机构的总体组成
24.09.2020
由气门组和气门传动组两部分组成
（1）气门组 包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座
渐被淘汰。
第6页
24.09.2020
气门位于汽缸盖上称为气门顶置式配气机构，由凸轮轴、 挺柱、推杆、摇臂总成、气门、气门导管、气门座和气门弹 簧、弹簧座等组成。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，目前国产的汽车发动机 都采用气门顶置式配气机构。
气门都布置在汽缸的一侧称为气门侧导致燃烧室 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，现已淘汰。
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。
挺柱 凸轮轴
活塞
第10页
（3）凸轮轴上置
特点： 凸轮 轴与气门距离 近，不需要推 杆，使往复运 动的惯量减少。
应用：高速发动机
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凸轮轴
凸轮轴
活塞
双凸轮轴上置式配气机构
第11页
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3、按曲轴与凸轮轴的传动方式：
第三章 配气机构的构造与维修
24.09.2020
第一节 概述
一、功用
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，使新鲜可燃混合气或空 气得以及时进入气缸，燃烧产生的废气从汽缸排出，使 换气过程最佳，以保证发动机在各种工况下工作时发挥 最好的性能。
第2页
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耐磨损
进气门：铬钢 或铬镍钢； 排 气门：硅铬钢
第20页
（2）气门的构造
24.09.2020
杆部 头部
第21页
24.09.2020
气门分为进气门和排气门两种，其作用是密封进、排 气道。气门由头部、杆身和带密封锥面的气门盘组成。头 部用来封闭进、排气道，杆身用来在气门开闭过程中起导 向作用。气门头部与具有腐蚀介质的高温燃气接触，并在 关闭时承受很大的落座冲击力。
24.09.2020
第16页
24.09.2020
观看视频： 配气机构的工作过程
第17页
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凸轮下置式配气机构，当凸轮凸起部分与挺柱接触时， 将挺柱顶起，挺柱通过推杆、调整螺钉使摇臂绕摇臂轴顺时 针摆动，摇臂的长臂端向下推动气门，压缩气门弹簧，将气 门头部推离气门座而打开。当凸轮凸起部分的顶点转过挺柱 后，便逐渐减少了对挺柱的推力，气门在其弹簧张力的作用 下，开度逐渐减小，直至最后关闭，使汽缸密封。
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。
（1）工作条件及材料
耐热
A、进气门300-400℃，排气门 600-800℃。
B、承受气体压力、气门弹簧 力及传动组零件惯性力
C、冷却和润滑条件较差 D、被气缸中燃烧生成物中的
物质所腐蚀
耐腐蚀
足够的强 度和刚度
齿轮传动；链传动；齿型带传动
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。
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第14页
4、按每缸气门数目： 两气门式；四气门式;
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曲轴轴线
第15页
四、配气机构的工作原理
发动机曲轴通过某一传 动方式驱动凸轮轴运转。四 冲程发动机完成一个工作循 环曲轴转两圈，各缸进、排 气门各开启一次，凸轮轴只 需转一圈，因此曲轴转速与 凸轮轴转速之比为2:1。
从上述工作过程可以看出，气门的开启是通过气门传动 组的作用完成的，而气门的关闭则是由气门弹簧来完成的。 气门的开闭时刻与规律完全取决于凸轮的轮廓曲线形状。每 次气门打开时，压缩弹簧，为气门关闭积蓄能量。
第18页
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第二节 配气机构的组成
一、气门组
第19页
1、气门
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第7页
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2、按凸轮轴布置的位置： 下置式；中置式；上置式
第8页
（1)凸轮轴下置
优点：简化了曲轴 与凸轮轴之间的传 动装置。
缺点：凸轮轴与气 门相距较远，动力 传递路线较长，不 适用于高速发动机。
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第9页
（2）凸轮轴中置
调整螺钉
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摇臂
传动方式：凸轮轴经过挺 柱直接驱动摇臂，省去了推 杆。
和气门锁夹等；
第4页
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（2）气门传动组 包括凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴、摇臂轴座
和气门间隙调整螺钉等。
第5页
三、配气机构的类型
1、按气门的布置： 气门顶置式；气门侧置式
24.09.2020
目前国产的汽车发 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
1）气门顶部
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平顶结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也小，应用最多；凹顶 适合做进气门，不宜做排气门；凸顶适合于排气门。
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进气门顶部设计成凹型结构时，可将进气门头部与气门 杆部有较大的圆弧过渡，减少进气压力；一般进气门直径大 于排气门直径，通过凹坑设计，可以减小其惯性质量；凹顶 气门弹性较平顶气门好些，可以适应气门座的变形，但由于 其受热面积大，一般不适用于排气门。
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 时 具有一定的张力而不致脱链，装有导链板、链条张紧轮 。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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齿型带传动
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。
充气效率
发动机在吸气过程中，吸入的新鲜空气或可燃混合气越多， 发动机发出的功率和扭矩越大，新鲜空气或可燃混合气充满 汽缸的程度常用充气效率表示，也称充气系数，用ηv。
在进气过程中，实际进入汽缸内的新鲜空气或可燃混合气 的质量与在理想状态下充满汽缸工作容积的新鲜空气或可燃 混合气的质量之比称为充气效率。
ηv=M/M0
对于一定工作容积的发动机而言，充气效率与进气终了时汽缸内的压力和 温度有关。进气终了压力愈高，温度愈低，则一定容积的气体质量就越大，表 明充气效率愈高。
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二、 配气机构的总体组成
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由气门组和气门传动组两部分组成
（1）气门组 包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座
渐被淘汰。
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气门位于汽缸盖上称为气门顶置式配气机构，由凸轮轴、 挺柱、推杆、摇臂总成、气门、气门导管、气门座和气门弹 簧、弹簧座等组成。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，目前国产的汽车发动机 都采用气门顶置式配气机构。
气门都布置在汽缸的一侧称为气门侧导致燃烧室 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，现已淘汰。
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。
挺柱 凸轮轴
活塞
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（3）凸轮轴上置
特点： 凸轮 轴与气门距离 近，不需要推 杆，使往复运 动的惯量减少。
应用：高速发动机
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凸轮轴
凸轮轴
活塞
双凸轮轴上置式配气机构
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3、按曲轴与凸轮轴的传动方式：
第三章 配气机构的构造与维修
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第一节 概述
一、功用
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，使新鲜可燃混合气或空 气得以及时进入气缸，燃烧产生的废气从汽缸排出，使 换气过程最佳，以保证发动机在各种工况下工作时发挥 最好的性能。
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耐磨损
进气门：铬钢 或铬镍钢； 排 气门：硅铬钢
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（2）气门的构造
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杆部 头部
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气门分为进气门和排气门两种，其作用是密封进、排 气道。气门由头部、杆身和带密封锥面的气门盘组成。头 部用来封闭进、排气道，杆身用来在气门开闭过程中起导 向作用。气门头部与具有腐蚀介质的高温燃气接触，并在 关闭时承受很大的落座冲击力。
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观看视频： 配气机构的工作过程
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凸轮下置式配气机构，当凸轮凸起部分与挺柱接触时， 将挺柱顶起，挺柱通过推杆、调整螺钉使摇臂绕摇臂轴顺时 针摆动，摇臂的长臂端向下推动气门，压缩气门弹簧，将气 门头部推离气门座而打开。当凸轮凸起部分的顶点转过挺柱 后，便逐渐减少了对挺柱的推力，气门在其弹簧张力的作用 下，开度逐渐减小，直至最后关闭，使汽缸密封。
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。
（1）工作条件及材料
耐热
A、进气门300-400℃，排气门 600-800℃。
B、承受气体压力、气门弹簧 力及传动组零件惯性力
C、冷却和润滑条件较差 D、被气缸中燃烧生成物中的
物质所腐蚀
耐腐蚀
足够的强 度和刚度
齿轮传动；链传动；齿型带传动
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。
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4、按每缸气门数目： 两气门式；四气门式;
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曲轴轴线
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四、配气机构的工作原理
发动机曲轴通过某一传 动方式驱动凸轮轴运转。四 冲程发动机完成一个工作循 环曲轴转两圈，各缸进、排 气门各开启一次，凸轮轴只 需转一圈，因此曲轴转速与 凸轮轴转速之比为2:1。
从上述工作过程可以看出，气门的开启是通过气门传动 组的作用完成的，而气门的关闭则是由气门弹簧来完成的。 气门的开闭时刻与规律完全取决于凸轮的轮廓曲线形状。每 次气门打开时，压缩弹簧，为气门关闭积蓄能量。
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第二节 配气机构的组成
一、气门组
第19页
1、气门
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2、按凸轮轴布置的位置： 下置式；中置式；上置式
第8页
（1)凸轮轴下置
优点：简化了曲轴 与凸轮轴之间的传 动装置。
缺点：凸轮轴与气 门相距较远，动力 传递路线较长，不 适用于高速发动机。
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第9页
（2）凸轮轴中置
调整螺钉
24.09.2020
摇臂
传动方式：凸轮轴经过挺 柱直接驱动摇臂，省去了推 杆。
和气门锁夹等；
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（2）气门传动组 包括凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴、摇臂轴座
和气门间隙调整螺钉等。
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三、配气机构的类型
1、按气门的布置： 气门顶置式；气门侧置式
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目前国产的汽车发 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