气门组,气门传动组
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（1）配气机构按气门的布置位置不同可分为： 顶置式气门 侧置式气门
按气门的布置位置不同分类图
3.1 配气机构的概述
（2）按凸轮轴的位置可分为： 凸轮轴下置式 凸轮轴中置式 凸轮轴上置式
按凸轮轴的位置分类图
3.1 配气机构的概述
（3）按曲轴和凸轮轴的传动方式可分为：
齿轮传动式 链条传动式 同步齿形带传动式等
思考题
• • • • 1.气门弹簧的作用？ 2配气机构的分类有哪些？ 3.配气相位的概念 4.配气相位对发动机性能的影响
凸轮轴下置式配气机构
• 组成
• 其组成主要有气门驱动组和气门组两大部分。
• 气门驱动组：气门驱动组是从正时齿轮开始至推动气门动 作的所有零件；主要由正时齿轮、凸轮轴、气门挺柱、推 杆、调整螺钉和锁紧螺母、摇臂、摇臂轴、摇臂轴支架等 组成。其功用是定时驱动气门使其开闭。 • 气门组：主要由气门锁片、气门弹簧座、气门弹簧、气门、 气门导管、气门座等组成。其功用主要是维持气门的关闭。
• 凸轮的工作过程如下：当凸轮按图中方向转过 EA时，挺柱处于最低位置丌动，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置。
按曲轴和凸轮轴的传动方式分类图
同步齿形带传动
气门传动组零件图
桑塔纳2000型AFE发动机的配气机构立体示意图
配气机构的工作原理
• 四冲程发动机完成 一个工作循环，曲轴转两圈 （720°），各缸进排气门各开启一次，凸轮轴只 需转一圈，因此曲轴转速不凸轮轴转速之比为 2:1 • 工作原理：当凸轮凸起部分不挺柱接触时，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，使气缸密封。
配气机构图
一、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。
二、配气机构的结构特点
1.配气机构分为：
气门组
气门传动组
气门组
• 由气门、气门座不气门座圈、气门弹簧、气门导管组 成（如图）
气门组构件
一、气门组机件：
1.气门：头部和杆部
（1）头部是封闭气缸的进排气道。 气门头部有凸顶、平顶和凹顶。 气门头部与气门座接触工作面， 这一锥面与气门顶平面的夹角为气 门锥角。 气门锥形工作面好处： 提高密封性和导热性、自位作用。
气门图
气门组构件
（2）杆部是导向
与气门导管有配合间隙。 气门杆端形状决定于气门弹簧座固定方式与气门防脱装置。 弹簧座固定方式：锁销式和锁片式。
中置凸轮轴式配气机构
• • • • 其结构特点为： 1.凸轮轴位于气缸体的上部。 2.推杆较短，运动惯性小。 3.也可省去推杆，而由挺柱 直接驱动摇臂，当发动机转 速较高时，减小气门传动机 构的往复运动质量。
上置凸轮轴式配气机构
• 其结构特点为：
• 1.凸轮轴布置在气缸盖上。 • 2.凸轮轴直接通过摇臂来 驱动气门，没有挺柱和推 杆，使往复运动质量大大 减小，因此它适用于高速 发动机。
• 其形式有：
• 等螺距弹簧 • 丌等螺距弹簧 • 双弹簧
气门油封
气门弹簧图
图中我们看出什么呢 ？
• 气门弹簧锁紧装置示意图 • 1 一气门弹簧；2—气门弹簧座；3—气门锁片；4，气门 锁销；5—气门锁环 • 6，气门旋转机构
ຫໍສະໝຸດ Baidu
3.3 气门传动组
组成：
凸轮轴 液压挺柱 正时齿形带 正时齿轮及中间轴齿轮 张紧轮等
气门锥角
定义 气门锥面与气门顶平面的夹 角称为气门锥角。 气门锥角的作用 ①提高密封性和导热性； ②气门落座有自动定位作用； ③避免使气流拐弯过大而降低流速。 ④有了锥角，气门落座时能挤掉接触 面的沉积物，即有自洁作用。
常用的气门锥角为30°和45° 。
气门组构件
2.气门油封：在气门杆上设有机油防漏装置 3.气门座：气缸盖或缸体的进、排气道与气门锥面座和的部位是气
液力挺柱
• 采用液力挺柱，消除了配气机构中的间隙，减小了各零件 的冲击载荷和噪声，同时凸轮轮廓可设计得比较陡一些， 气门开启和关闭更快，以减小进排气阻力，改善发动机的 换气，提高发动机的性能，特别是高速性能。
液压挺柱图
请点击图片观看该图片对应的教学动画
摇臂和摇臂组
• 摇臂装在摇臂轴上，摇臂轴通过摇臂轴支座装在 气缸盖上。摇臂是一个丌等臂杠杆，其长臂一端 驱动气门。
３、凸轮轮廓曲线
基圆
凸轮轴
• 凸轮轴的作用：
• 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 位及气门开度的变 化规律等要求。 • 2.有些汽油机还用 它来驱动汽油泵、 机油泵和分电器。
凸轮结构
• 凸轮轮廓中，O为凸轮轴的轴心，圆弧EA为凸 轮的基圆，AB和DE为凸轮的缓冲段，BCD为凸 轮的工作段，C点时升程最大，它决定了气门 的最大开度。
• 功用
• 配气机构的功用是按照发动机各缸工作过程的需要，定时 地开启和关闭进、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，废气得以及时排出气缸。
• 类型
• 配气机构多采用顶置式气门。根据凸轮轴的位置分为下置 式、中置式和上置式。
3.1 配气机构的概述
2.配气机构的分类
结构特点
其进、排气门都倒装在气缸盖上。 (1)凸轮轴装在曲轴箱内，而摇臂轴装在气缸盖上，两者相距 较远，推杆较长。 (2)凸轮轴距曲轴较近，两者之间采用正时齿轮传动。
工作：
(1)气门打开：由曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴旋转，使凸轮 轴上的凸轮凸起部分通过挺柱、推杆、调整螺钉，推动摇臂摆 转，摇臂的另一端便向下推开气门，同时使弹簧进一步压缩。 (2)气门关闭：当凸轮凸起部分的顶点转过挺柱以后，气门在 其弹簧张力的作用下，开度逐渐减小，直至最后关闭，进气或 排气过程即告结束。压缩和作功行程中，气门在弹簧张力作用 下严密关闭，使气缸密闭。 曲轴与凸轮轴的传动比为2∶1。
气门顶部的形状
1、球面顶：凸顶的刚度大，受热面积也大，用于某些排气门； 2、平顶：平顶的结构简单、制造方便，成本低；受热面积小，应用多； 3、喇叭形顶：也称漏斗形，其质量小、惯性小，头部与杆部有较大 的过渡圆弧，使气流阻力小，以及具有较大的弹性，对气门座的 适应性好(又称柔性气门)，容易获得较好的磨合，但受热面积 大，易存废气，容易过热及受热易变形，所以仅用作进气门。
门座，对气缸起密封作用
发动机采用镶嵌式气门座。即将气门座圈压入气缸盖底面气门 口。要求配合尺寸高。
气门弹簧
• 气门弹簧作用：
• (1)保证气门自动回位关闭而密封。 • (2)保证气门不气门座的座合压力。 • (3)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。
按气门的布置位置不同分类图
3.1 配气机构的概述
（2）按凸轮轴的位置可分为： 凸轮轴下置式 凸轮轴中置式 凸轮轴上置式
按凸轮轴的位置分类图
3.1 配气机构的概述
（3）按曲轴和凸轮轴的传动方式可分为：
齿轮传动式 链条传动式 同步齿形带传动式等
思考题
• • • • 1.气门弹簧的作用？ 2配气机构的分类有哪些？ 3.配气相位的概念 4.配气相位对发动机性能的影响
凸轮轴下置式配气机构
• 组成
• 其组成主要有气门驱动组和气门组两大部分。
• 气门驱动组：气门驱动组是从正时齿轮开始至推动气门动 作的所有零件；主要由正时齿轮、凸轮轴、气门挺柱、推 杆、调整螺钉和锁紧螺母、摇臂、摇臂轴、摇臂轴支架等 组成。其功用是定时驱动气门使其开闭。 • 气门组：主要由气门锁片、气门弹簧座、气门弹簧、气门、 气门导管、气门座等组成。其功用主要是维持气门的关闭。
• 凸轮的工作过程如下：当凸轮按图中方向转过 EA时，挺柱处于最低位置丌动，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置。
按曲轴和凸轮轴的传动方式分类图
同步齿形带传动
气门传动组零件图
桑塔纳2000型AFE发动机的配气机构立体示意图
配气机构的工作原理
• 四冲程发动机完成 一个工作循环，曲轴转两圈 （720°），各缸进排气门各开启一次，凸轮轴只 需转一圈，因此曲轴转速不凸轮轴转速之比为 2:1 • 工作原理：当凸轮凸起部分不挺柱接触时，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，使气缸密封。
配气机构图
一、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。
二、配气机构的结构特点
1.配气机构分为：
气门组
气门传动组
气门组
• 由气门、气门座不气门座圈、气门弹簧、气门导管组 成（如图）
气门组构件
一、气门组机件：
1.气门：头部和杆部
（1）头部是封闭气缸的进排气道。 气门头部有凸顶、平顶和凹顶。 气门头部与气门座接触工作面， 这一锥面与气门顶平面的夹角为气 门锥角。 气门锥形工作面好处： 提高密封性和导热性、自位作用。
气门图
气门组构件
（2）杆部是导向
与气门导管有配合间隙。 气门杆端形状决定于气门弹簧座固定方式与气门防脱装置。 弹簧座固定方式：锁销式和锁片式。
中置凸轮轴式配气机构
• • • • 其结构特点为： 1.凸轮轴位于气缸体的上部。 2.推杆较短，运动惯性小。 3.也可省去推杆，而由挺柱 直接驱动摇臂，当发动机转 速较高时，减小气门传动机 构的往复运动质量。
上置凸轮轴式配气机构
• 其结构特点为：
• 1.凸轮轴布置在气缸盖上。 • 2.凸轮轴直接通过摇臂来 驱动气门，没有挺柱和推 杆，使往复运动质量大大 减小，因此它适用于高速 发动机。
• 其形式有：
• 等螺距弹簧 • 丌等螺距弹簧 • 双弹簧
气门油封
气门弹簧图
图中我们看出什么呢 ？
• 气门弹簧锁紧装置示意图 • 1 一气门弹簧；2—气门弹簧座；3—气门锁片；4，气门 锁销；5—气门锁环 • 6，气门旋转机构
ຫໍສະໝຸດ Baidu
3.3 气门传动组
组成：
凸轮轴 液压挺柱 正时齿形带 正时齿轮及中间轴齿轮 张紧轮等
气门锥角
定义 气门锥面与气门顶平面的夹 角称为气门锥角。 气门锥角的作用 ①提高密封性和导热性； ②气门落座有自动定位作用； ③避免使气流拐弯过大而降低流速。 ④有了锥角，气门落座时能挤掉接触 面的沉积物，即有自洁作用。
常用的气门锥角为30°和45° 。
气门组构件
2.气门油封：在气门杆上设有机油防漏装置 3.气门座：气缸盖或缸体的进、排气道与气门锥面座和的部位是气
液力挺柱
• 采用液力挺柱，消除了配气机构中的间隙，减小了各零件 的冲击载荷和噪声，同时凸轮轮廓可设计得比较陡一些， 气门开启和关闭更快，以减小进排气阻力，改善发动机的 换气，提高发动机的性能，特别是高速性能。
液压挺柱图
请点击图片观看该图片对应的教学动画
摇臂和摇臂组
• 摇臂装在摇臂轴上，摇臂轴通过摇臂轴支座装在 气缸盖上。摇臂是一个丌等臂杠杆，其长臂一端 驱动气门。
３、凸轮轮廓曲线
基圆
凸轮轴
• 凸轮轴的作用：
• 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 位及气门开度的变 化规律等要求。 • 2.有些汽油机还用 它来驱动汽油泵、 机油泵和分电器。
凸轮结构
• 凸轮轮廓中，O为凸轮轴的轴心，圆弧EA为凸 轮的基圆，AB和DE为凸轮的缓冲段，BCD为凸 轮的工作段，C点时升程最大，它决定了气门 的最大开度。
• 功用
• 配气机构的功用是按照发动机各缸工作过程的需要，定时 地开启和关闭进、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，废气得以及时排出气缸。
• 类型
• 配气机构多采用顶置式气门。根据凸轮轴的位置分为下置 式、中置式和上置式。
3.1 配气机构的概述
2.配气机构的分类
结构特点
其进、排气门都倒装在气缸盖上。 (1)凸轮轴装在曲轴箱内，而摇臂轴装在气缸盖上，两者相距 较远，推杆较长。 (2)凸轮轴距曲轴较近，两者之间采用正时齿轮传动。
工作：
(1)气门打开：由曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴旋转，使凸轮 轴上的凸轮凸起部分通过挺柱、推杆、调整螺钉，推动摇臂摆 转，摇臂的另一端便向下推开气门，同时使弹簧进一步压缩。 (2)气门关闭：当凸轮凸起部分的顶点转过挺柱以后，气门在 其弹簧张力的作用下，开度逐渐减小，直至最后关闭，进气或 排气过程即告结束。压缩和作功行程中，气门在弹簧张力作用 下严密关闭，使气缸密闭。 曲轴与凸轮轴的传动比为2∶1。
气门顶部的形状
1、球面顶：凸顶的刚度大，受热面积也大，用于某些排气门； 2、平顶：平顶的结构简单、制造方便，成本低；受热面积小，应用多； 3、喇叭形顶：也称漏斗形，其质量小、惯性小，头部与杆部有较大 的过渡圆弧，使气流阻力小，以及具有较大的弹性，对气门座的 适应性好(又称柔性气门)，容易获得较好的磨合，但受热面积 大，易存废气，容易过热及受热易变形，所以仅用作进气门。
门座，对气缸起密封作用
发动机采用镶嵌式气门座。即将气门座圈压入气缸盖底面气门 口。要求配合尺寸高。
气门弹簧
• 气门弹簧作用：
• (1)保证气门自动回位关闭而密封。 • (2)保证气门不气门座的座合压力。 • (3)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。