配气机构

1、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：
凸轮
驱动分电器的螺旋齿轮
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：
气门实物图
进气门 排气门
Baidu Nhomakorabea
气门锥角
气门锥角：气门头部与气门座圈接触的锥面与 气门顶部平面的夹角。
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、避免气流拐弯过大而降低流速。
边缘应保持 一定的厚度， 1~3mm。 装配前应将 密封锥面研 磨。
气门杆
配气机构
概述 配气机构的组成 配气相位 气门间隙
§1 概述
一、功用： 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。 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 在进气系统进口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。
10°~30 °
下止点
40°~80 °
40°~80 ° 10°~30 °
2、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（+ ）。
二、气门间隙
概念：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。
表面有良好的耐磨性，足够的 刚度。
凸轮与挺柱线接 触，接触压力大， 磨损快。
凸轮的轮廓
凸轮轮廓与气门的运动规律 气门升程最大时刻 缓冲结束点 气门开启点 气门关闭点
消除气门 间隙阶段
出现气门 间隙阶段
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 点火顺序： 凸轮的相对角位置 判定发动机的工作 1— 2—4—3 顺序？
惯性式： 利用气流在急速改变流动方向时，因尘土具有较大的惯性而被 清除分离。 过滤式： 利用气流通过金属网、金属丝、纤维、滤纸芯等狭窄、曲折的 滤芯通道时产生多次碰撞，使尘土被阻挡或粘附在滤芯上。
单级空气滤清器
滤清器盖
纸滤芯
外壳
空气出口
空气入口
二级空气滤清器
三级空气滤 清器
二、进气管与排气管
外壳
采用了同 样的原理
四、增压器
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。
三、配气机构的布置和工作情况
一）气门的布置型式 1、气门顶置式
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。
工作过程
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。
利用配气相位调节气门间隙
• 例：α=8º β=31º
γ=28º
δ=8º
点火次序：1—5—3—6—2—4 一缸在压缩上止点，问哪些气门的间隙可调？
1缸
αδ
6缸
2缸
4缸
5缸
β
1缸
γ
2缸 3缸
不可调
3缸
4缸 5缸 6缸
不可调
进气门 可调 排气门 可调
可调
不可调
可调
不可调
不可调 不可调
可调
可调
三、本田雅阁发动机气门间隙的调整
1、功用：
进气管： 将化油器所供给的可燃混合气分别送到发动机的各个 气缸。 排气管： 汇集各气缸的废气，从排气消声器排出。
2、材料： 铸铁、铝合金
出水口
进水口 进气歧管
排气歧管 进气
排气
桑塔纳发动机进排气管
三、排气消声器
功用： 减少噪声和消除废气中的火焰及火星。 原理： 1)多次地变动气流方向； 2)重复地使气流通过收缩而又扩大的断面； 3)将气流分割为很多小的支流并沿着不平滑的平 面流动 隔板 多孔管 4)将气流冷却。
气门头部的结构形式
平顶式
凸顶式 （球面顶）
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 除效果好，但球形的受势面积大，质量和惯性力大加工 较复杂。
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。
(8)再逆时针转动曲轴180°。使第2号气缸活塞处于压缩 上死点位置，“UP”记号应在进气门侧。调节第2号气缸 进、排气门的间隙。
四、单缸柴油机气门间隙可通过飞轮上的刻度进行检验
§5、进排气装置
一、空气滤清器 1、功用： 清除流向化油器的空气中所含的尘土和沙粒，以减 少气缸、活塞和活塞环的磨损。 2、分类：
用。
为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导热作 倒角 工作条件：
气缸盖 气门导管
工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨损。 材料：
卡环：防止气门 用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。 导管在使用中脱 落。
加工方法：
外表面加工精度较高
伸入深度应适量。锥 度可减少气流阻力。
内表面精绞
装配：
过盈配合
杆部
工作条件：
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，
头部
D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。
性能：
进气门570K~670K（铬钢 或铬镍钢） 强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨 排气门1050K~1200K（硅 铬钢）
摇臂 气门间隙
为何排气 门间隙大 于进气门 间隙？ 气门 间隙
气门杆
进气门 0.25~0.30mm 排气门 0.30~0.35mm
气门间隙调整原则
调整原则： 1、不可调区域： 将要排气，正在排气，排气刚完的排气门不可调。 将要进气，正在进气，进气刚完的进气门不可调。
2、调气门间隙的步骤：
1）画出配气相位图 2）排出各缸的位置 3）当一缸在压缩上止点时，判断其它缸位于何行程，并判断间隙是否可调。
厚薄规前后移动时感
觉到有一点拖滞为止。 (5)拧紧锁止螺母， 再检查气门间隙， 如有必要，重新进 行调整。
实物图
测量气门间隙
拧松紧定螺母，调正调节螺钉
(6)逆时针方向旋转曲轴180度(凸轮轴皮带轮转动 90度)，“UP” 记号应在排气门侧。调节第3号气 缸进、排气门的间隙。
(7)继续逆时针方向转动曲轴180。使第4号 气缸活塞处于压缩上死点位置。调节第4 号气缸进、排气门的间隙。
凸轮轴正时 齿形带轮
张紧轮
中间轴齿 形带轮
曲轴正时 齿形带轮
凸轮轴的传动方式
传动方式 传动路线 曲轴正时齿轮（钢）→凸轮轴 正时齿轮（铸铁或胶木） 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
凸轮轴上置 式配气机构
二）凸轮轴的布置型式
1、凸轮轴下置
不利因素：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。
有利因素：简化曲 轴与凸轮轴之间的传动 装置，有利于发动机的 布置。
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，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。
气门杆尾部： 环形槽、锁 销孔
凹槽
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
易断裂处
2、气门座
气门座： 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。
气门密封干涉角： 比气门锥角大0.5~1度的气门座圈锥角。
四缸发动机凸轮投影
凸轮轴的轴向定位：
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
隔圈（调节环）
凸轮轴的 轴向间隙 利用调节环控制轴向窜动
正时齿轮
凸轮轴的驱动
A、齿轮传动：应用在下置凸轮 轴发动机。采用斜齿齿轮。
B、链条和齿形皮带传动：链条传动噪声小，用 于中置式或顶置式凸轮轴发动机。
气门座
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。
铝合金气缸盖 为何气门座都 要镶嵌气门座 圈？ 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
3、气门导管
作用：
挺柱
凸轮轴 活塞
3、凸轮轴上置式
凸轮轴 凸轮轴
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
活塞
§2 气门组
气门组实物图
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。
1．只有当缸盖温度降到38度以下后，才能进行气门间隙 调整。 (1)拆下缸盖罩和正时皮带上罩。 (2)设置1号气缸活塞在压缩上死点位置。凸轮轴皮带轮 上的“UP”记号应位于顶部，皮带轮上的上死点槽口应 与缸盖表面平齐。
(3)调节1号气缸进、排气门的间隙
进气门：0．26mm± 0．02mm； 排气门：0．30mm ± 0．02mm。 (4)松开锁止螺母， 转动调节螺钉，直到
易磨损部位 堆焊耐磨合金
摇臂轴套 摇臂结构示意图
摇臂结构示意图
油槽 润滑油道
润滑油道
摇臂组示意图
摇臂轴紧固螺钉
螺栓 摇臂轴
摇臂
摇臂轴支座
摇臂称套
调整螺钉
定位弹簧
桑塔纳发动机的配气机构
§4
配气定时及气门间隙
上止点
一、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。

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
气门旋转机构
锥形套筒
锁片
思考
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、气门传动组
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。
传动方式图例
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。
挺柱端面与凸轮的关系
凸轮为何要成锥 形？
锥形凸轮
液力挺柱
结构： 卡环 球形支座 进油口 柱塞 单向阀 挺柱体 柱塞弹簧 柱塞腔
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。
单向阀架
进油通道
挺柱体腔
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
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
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 调节螺母 摇臂
4、气门弹簧
功用：保证气门的回位。
材料：高锰碳钢、铬钒钢
锁片
气门弹簧座 气门弹簧 气门关闭 气门开启 气门弹簧的装配
保证气门及时 关闭、密封 保证气门不脱 离凸轮
气门弹簧
不等螺距弹簧安装 时应注意什么问题？
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 应用： CA7560