《现代汽车构造》课件—04配气机构
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二、分类： 1.按传动方式分，可分为齿轮式（图 4-1）、正时齿链式（图4-2）和齿带式 （图4-3）三种。
2.按凸轮轴位置分，可分为凸轮轴下置（图41）和凸轮轴顶置式（图4-2、4-3、4-4）两种；
凸轮轴下置式又可分为单轴式（图4-1、4-2、） 和双轴式（图4-3）的两种。
3.按单缸气门数量分，可分为单缸2气门、3 气门、4气门、5气门式的四种（图4-4）。
图4-7 （a）气门组件 1.气门锁夹 2.气门弹簧座 3.气门弹簧 4.气门油封 5.气门弹簧垫圈6.气门导管 7.气门 8.气门座圈 9.气缸盖
二 、气门弹簧 气门弹簧一般是用弹簧钢丝制成圆柱形螺 旋弹簧（图4-7a），其功用是使气门迅速回位， 保证密封并防止气门在开启关闭过程中，因传 动件的惯性而产生彼此脱离现象。为了防止气 门弹簧共振，从而破坏配气正时，常采用双气 门弹簧、变螺距气门弹簧、锥形气门弹簧或者 气门弹簧振动阻尼器。
六、气门座圈 气门座圈与气门配合完成密封工作，气门
座圈一般用耐热钢、球墨铸铁或合金钢制成， 压入或共同铸入缸盖中（图 4-7b），铝合金缸 盖通常采用镶入式气门座圈。气门座圈的工作 面与气门工作面的锥角应相同。
任务4.2 配气机构主要机件
一 、气门 气门分为进气门和排气门。 气门由头部和杆部组成，头部用来封 闭气缸的进、排气通道，杆部则主要为气 门运动导向（图4-7a）。 气门必须具有足够的强度、刚度、耐 热和耐磨能力。轿车发动机进、排气门的 材料通常采用耐热合金钢。
图4-2 配气机构的结构
图4-3 顶置双凸轮轴式气门
图4-4 不同气门数目的配气机构
三 、工作原理
以凸轮轴下置式为例（见图4-1） ： 当气缸的工作循环需要将气门打开进行换气 时，曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴15旋转，当凸 轮轴15转到凸轮的凸起部分顶起挺柱14时，通过 推杆13和调整螺钉12使摇臂10绕摇臂轴9摆动， 压缩气门弹簧4和5使气门开启。当凸轮的凸起部 分的顶点转过挺柱14以后，气门3在气门弹簧4和 5的作用下逐渐关闭。
一、本田VTEC 1.结构 本田VTEC如图 4-10 和图4-11所示。
图4-10 VTEC系统结构 1-正时板；2-中间摇臂； 3-次摇臂；4-主同步活塞； 5-中间同步活塞； 6-正时活塞；7-进气门； 8-主摇臂；9-凸轮轴
图4-11 VTEC系统结构
2．工作原理
图4-12 VETC 机构低速工作时
二、丰田VVT—i
丰田VVT-i由传感器、ECU和执行器（凸 轮轴机油控制阀和VVT-i控制器）组成。
1. VVT-i控制器（图4-13）
图4-13 VTT-i 控制器 1-锁销；2-叶片；3-凸轮轴；4-外壳
2．凸轮轴正时机油控制阀 凸轮轴正时机油控制阀由弹簧1、滑阀2、 柱塞3和电磁线圈4等组成。凸轮正时机油控制 阀是在发动机ECU控制下，改变或停止流向VVTi控制器的机油(图4-14）。
到达下止点后开始上行，高压油腔1在气门弹簧 和凸轮轴8的作用下继续封闭，液压挺柱7仍可 认为是一个刚性挺柱，直至上升到凸轮轴8处于 基圆与气门15关闭为止。此时低压油腔6与缸盖 14主油道连通，高压油腔1压力油与补偿弹簧 13一起推动柱塞11上行，油压下降同时球阀5离 座，两腔相通压力平衡 。
图4-9 （b） 液压挺柱
七 、摇臂 摇臂的功用是将推杆或直接由凸轮传来的 推力改变方向，作用在气门杆端部以推动气门。 摇臂套在中空的摇臂轴上，摇臂承孔内镶有青 铜衬套，并通过空心的摇臂轴支承在摇臂轴座 上，其轴向位置由限位弹簧或挡圈限定。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
任务4.3 电子控制可变配气机构
由于发动机转速不同，对配气相位的要求 亦不同。现代发动机的配气机构能适应任何转 速，不论在高速或低速，都能得到最佳的配气 相位。这种可以根据转速变化来改变配气相位 的机构就叫做可变气门控制机构。
4.按驱动方式分，可分为摇臂驱动式（图4-1、 4-2）和直接驱动式（图4-3）两种 。
图4-1 气门顶置式配气机构 1-气缸盖； 2-气门导管； 3-气门；4-气门主弹簧； 5-气门主弹簧； 6-弹簧座； 7-气门锁片；8-气门室罩； 9-摇臂； 10-摇臂； 11-锁紧螺母；12-调整螺钉； 13-推杆；14-挺柱；15凸轮轴
三 、气门导管 主要功用是保证气门能沿自身轴线上下运动， 使气门与气门座圈密封配合。并将气门杆的部分 热量传给气缸盖。气门导管压入气缸盖导管孔中 （图4-7b），其内孔需再精加工。为防止导管由 于配合过盈量太小滑落气缸，有时在露出气缸盖 的部分嵌有卡环，防止导管下落。
图4-7（b） 气门组件
五、凸轮轴
任务4.1 配气机构
【学习目标】 ●掌握配气机构的功用、组成、分 类、构造及工作原理 ●理解配气相位的概念及意义 ●掌握气门间隙的作用及检查方法 ●掌握电子控制可变配气机构的分类、 组成及工作原理
一 、功用与组成 功用是按照发动机的工作顺序和工作
循环的要求，定时地开启和关闭进、排气 门，使可燃混合气（汽油机）或空气（柴 油机）进入气缸，废气排出气缸。
四 、气门间隙
为保证气门关闭 严密，在气门杆尾端 与气门驱动组零件(摇 臂、挺杆或凸轮)之间 留有适当的间隙，称 为气门间隙（图4-5）。
图4-5 气门间隙
五 、配气相位 用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开 启持续时间，称为配气相位。 配气相位的各个角度可用配气相位图来表示 （图4-6）。
图4-6 配气相位图
凸轮轴用来是控制各缸进、排气门的配气相位， 同时控制气门开度的变化规律的零件。凸轮轴由进、 排气凸轮、支撑轴颈等组成（图4-8）。
图4-8 凸轮轴
六、挺柱 功用：把凸轮 轴运动产生的推力 传给 气门挺杆或 直接传给气门(图 4-9a ）。
图4-9（a）挺柱
2.液压挺杆： 液压挺杆能缓冲配气机构在工作中的冲击， 减少噪音，消除气门间隙。其工作原理如下（图 4-9b）： 当凸轮轴8转动时，挺柱9和柱塞11向下移 动，高压油腔1中的机油被压缩，加上补偿弹簧 13的作用使球阀5紧压在柱塞的下端阀座上，这 时高压油腔1与低压油腔6被分隔开，由于传动 介质为油液的不可压缩性，油缸12和柱塞11就 成为一个整体，开始推动气门15打开；挺柱9
2.按凸轮轴位置分，可分为凸轮轴下置（图41）和凸轮轴顶置式（图4-2、4-3、4-4）两种；
凸轮轴下置式又可分为单轴式（图4-1、4-2、） 和双轴式（图4-3）的两种。
3.按单缸气门数量分，可分为单缸2气门、3 气门、4气门、5气门式的四种（图4-4）。
图4-7 （a）气门组件 1.气门锁夹 2.气门弹簧座 3.气门弹簧 4.气门油封 5.气门弹簧垫圈6.气门导管 7.气门 8.气门座圈 9.气缸盖
二 、气门弹簧 气门弹簧一般是用弹簧钢丝制成圆柱形螺 旋弹簧（图4-7a），其功用是使气门迅速回位， 保证密封并防止气门在开启关闭过程中，因传 动件的惯性而产生彼此脱离现象。为了防止气 门弹簧共振，从而破坏配气正时，常采用双气 门弹簧、变螺距气门弹簧、锥形气门弹簧或者 气门弹簧振动阻尼器。
六、气门座圈 气门座圈与气门配合完成密封工作，气门
座圈一般用耐热钢、球墨铸铁或合金钢制成， 压入或共同铸入缸盖中（图 4-7b），铝合金缸 盖通常采用镶入式气门座圈。气门座圈的工作 面与气门工作面的锥角应相同。
任务4.2 配气机构主要机件
一 、气门 气门分为进气门和排气门。 气门由头部和杆部组成，头部用来封 闭气缸的进、排气通道，杆部则主要为气 门运动导向（图4-7a）。 气门必须具有足够的强度、刚度、耐 热和耐磨能力。轿车发动机进、排气门的 材料通常采用耐热合金钢。
图4-2 配气机构的结构
图4-3 顶置双凸轮轴式气门
图4-4 不同气门数目的配气机构
三 、工作原理
以凸轮轴下置式为例（见图4-1） ： 当气缸的工作循环需要将气门打开进行换气 时，曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴15旋转，当凸 轮轴15转到凸轮的凸起部分顶起挺柱14时，通过 推杆13和调整螺钉12使摇臂10绕摇臂轴9摆动， 压缩气门弹簧4和5使气门开启。当凸轮的凸起部 分的顶点转过挺柱14以后，气门3在气门弹簧4和 5的作用下逐渐关闭。
一、本田VTEC 1.结构 本田VTEC如图 4-10 和图4-11所示。
图4-10 VTEC系统结构 1-正时板；2-中间摇臂； 3-次摇臂；4-主同步活塞； 5-中间同步活塞； 6-正时活塞；7-进气门； 8-主摇臂；9-凸轮轴
图4-11 VTEC系统结构
2．工作原理
图4-12 VETC 机构低速工作时
二、丰田VVT—i
丰田VVT-i由传感器、ECU和执行器（凸 轮轴机油控制阀和VVT-i控制器）组成。
1. VVT-i控制器（图4-13）
图4-13 VTT-i 控制器 1-锁销；2-叶片；3-凸轮轴；4-外壳
2．凸轮轴正时机油控制阀 凸轮轴正时机油控制阀由弹簧1、滑阀2、 柱塞3和电磁线圈4等组成。凸轮正时机油控制 阀是在发动机ECU控制下，改变或停止流向VVTi控制器的机油(图4-14）。
到达下止点后开始上行，高压油腔1在气门弹簧 和凸轮轴8的作用下继续封闭，液压挺柱7仍可 认为是一个刚性挺柱，直至上升到凸轮轴8处于 基圆与气门15关闭为止。此时低压油腔6与缸盖 14主油道连通，高压油腔1压力油与补偿弹簧 13一起推动柱塞11上行，油压下降同时球阀5离 座，两腔相通压力平衡 。
图4-9 （b） 液压挺柱
七 、摇臂 摇臂的功用是将推杆或直接由凸轮传来的 推力改变方向，作用在气门杆端部以推动气门。 摇臂套在中空的摇臂轴上，摇臂承孔内镶有青 铜衬套，并通过空心的摇臂轴支承在摇臂轴座 上，其轴向位置由限位弹簧或挡圈限定。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
任务4.3 电子控制可变配气机构
由于发动机转速不同，对配气相位的要求 亦不同。现代发动机的配气机构能适应任何转 速，不论在高速或低速，都能得到最佳的配气 相位。这种可以根据转速变化来改变配气相位 的机构就叫做可变气门控制机构。
4.按驱动方式分，可分为摇臂驱动式（图4-1、 4-2）和直接驱动式（图4-3）两种 。
图4-1 气门顶置式配气机构 1-气缸盖； 2-气门导管； 3-气门；4-气门主弹簧； 5-气门主弹簧； 6-弹簧座； 7-气门锁片；8-气门室罩； 9-摇臂； 10-摇臂； 11-锁紧螺母；12-调整螺钉； 13-推杆；14-挺柱；15凸轮轴
三 、气门导管 主要功用是保证气门能沿自身轴线上下运动， 使气门与气门座圈密封配合。并将气门杆的部分 热量传给气缸盖。气门导管压入气缸盖导管孔中 （图4-7b），其内孔需再精加工。为防止导管由 于配合过盈量太小滑落气缸，有时在露出气缸盖 的部分嵌有卡环，防止导管下落。
图4-7（b） 气门组件
五、凸轮轴
任务4.1 配气机构
【学习目标】 ●掌握配气机构的功用、组成、分 类、构造及工作原理 ●理解配气相位的概念及意义 ●掌握气门间隙的作用及检查方法 ●掌握电子控制可变配气机构的分类、 组成及工作原理
一 、功用与组成 功用是按照发动机的工作顺序和工作
循环的要求，定时地开启和关闭进、排气 门，使可燃混合气（汽油机）或空气（柴 油机）进入气缸，废气排出气缸。
四 、气门间隙
为保证气门关闭 严密，在气门杆尾端 与气门驱动组零件(摇 臂、挺杆或凸轮)之间 留有适当的间隙，称 为气门间隙（图4-5）。
图4-5 气门间隙
五 、配气相位 用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开 启持续时间，称为配气相位。 配气相位的各个角度可用配气相位图来表示 （图4-6）。
图4-6 配气相位图
凸轮轴用来是控制各缸进、排气门的配气相位， 同时控制气门开度的变化规律的零件。凸轮轴由进、 排气凸轮、支撑轴颈等组成（图4-8）。
图4-8 凸轮轴
六、挺柱 功用：把凸轮 轴运动产生的推力 传给 气门挺杆或 直接传给气门(图 4-9a ）。
图4-9（a）挺柱
2.液压挺杆： 液压挺杆能缓冲配气机构在工作中的冲击， 减少噪音，消除气门间隙。其工作原理如下（图 4-9b）： 当凸轮轴8转动时，挺柱9和柱塞11向下移 动，高压油腔1中的机油被压缩，加上补偿弹簧 13的作用使球阀5紧压在柱塞的下端阀座上，这 时高压油腔1与低压油腔6被分隔开，由于传动 介质为油液的不可压缩性，油缸12和柱塞11就 成为一个整体，开始推动气门15打开；挺柱9