内燃机配气机构
简述配气机构的功能
简述配气机构的功能
配气机构是内燃机中的一个重要部件，它的主要功能是控制和调节进气和排气过程。
具体来说，配气机构可以实现以下几个功能：
1. 进气控制：配气机构通过控制进气门的开启和关闭时间，调节发动机进气量，以满足不同工况下的需要。
根据发动机负荷和转速的变化，配气机构能够精确地控制进气门的开启角度和持续时间。
2. 排气控制：配气机构还可以控制排气门的开启和关闭时间，使废气能够顺利排出。
通过调整排气门的开闭时机，配气机构可以优化排气过程，提高发动机的效率和动力输出。
3. 提前或延迟点火：配气机构可以调整凸轮轴相对于曲轴的相位，从而改变点火时机。
通过提前或延迟点火，可以适应不同工况下的燃烧需求，提高燃烧效率和动力输出。
4. 换向控制：在四冲程内燃机中，配气机构还负责控制活塞在上、下行过程中的换向，即使发动机正常工作。
配气机构通过控制进、排气门的开闭时机和持续时间，实现活塞上下行过程中气缸内气体的流动。
总之，配气机构在内燃机中起着至关重要的作用，通过精确控制进气和排气过程，实现燃烧效率的提高和动力输出的优化。
简述配气机构的组成
简述配气机构的组成配气机构是内燃机的重要组成部分，它的作用是控制气缸的进气和排气过程。
配气机构的主要组成包括凸轮轴、凸轮、气门、气门弹簧、气门座、气门导管和气门升程调节机构等。
凸轮轴是配气机构的核心部件之一。
它是由多个凸轮组成的轴，通过与曲柄轴相连，以曲轴的运动来驱动凸轮轴的旋转。
凸轮轴上的凸轮形状不同，可以实现不同的气门运动规律，如提前或延迟气门开启和关闭时间，从而控制进气量和排气量。
气门是配气机构中的重要部件。
它分为进气气门和排气气门，分别控制气缸的进气和排气过程。
气门通过凸轮的作用下，实现开启和关闭的运动。
气门的打开和关闭时间以及气门的升程可以通过凸轮的形状和凸轮轴的转动角度来调节，从而实现对气缸进气和排气过程的精确控制。
气门弹簧是用于恢复气门关闭位置的弹簧，它的作用是保证气门在凸轮作用下能够迅速关闭，并保持密封状态。
气门弹簧通常采用螺旋状，具有一定的弹性和刚度，以适应高速内燃机的工作条件。
气门座和气门导管是安装气门的重要部件。
气门座是气缸头上的一个孔，用于安装气门。
气门导管连接气门座和气门，起到导向气体流动的作用。
气门座和气门导管的材料通常为耐磨、耐高温的合金材料，以保证气门的密封性和耐用性。
气门升程调节机构也是配气机构的重要组成部分。
它通过改变气门开启时的升程，来调节气门的进气和排气时间。
通常采用可调式凸轮或可调节活塞杆等结构来实现气门升程的调节，以适应不同工况下的气门控制要求。
配气机构的组成包括凸轮轴、凸轮、气门、气门弹簧、气门座、气门导管和气门升程调节机构等多个部件。
这些部件协同工作，通过凸轮的运动来控制气门的开启和关闭，从而精确控制气缸的进气和排气过程，确保内燃机的正常运行。
配气机构的设计和制造对内燃机的性能和经济性具有重要影响，是内燃机技术发展的关键之一。
配气机构的自由度计算公式
配气机构的自由度计算公式配气机构是内燃机的一个重要部件，它负责控制气缸进气和排气的过程，影响着内燃机的性能和效率。
在设计配气机构时，需要考虑到其自由度，以保证其能够正常工作并满足设计要求。
本文将介绍配气机构的自由度计算公式，并对其意义进行分析。
配气机构的自由度是指其能够独立调节的参数个数，通常包括进气气门开启时间、进气气门关闭时间、排气气门开启时间和排气气门关闭时间等。
这些参数的调节将影响气缸内的气体进出过程，进而影响内燃机的性能。
因此，配气机构的自由度对内燃机的性能和效率具有重要影响。
配气机构的自由度计算公式可以通过以下步骤得到：首先，确定气门开启和关闭的时间点。
这些时间点可以通过气门轴的几何关系和曲轴转角来计算得到。
其次，确定气门的开启和关闭速度。
气门的开启和关闭速度将影响气门开启和关闭的时间点，进而影响气缸内气体的进出过程。
最后，根据气门的开启和关闭时间点以及开启和关闭速度，可以得到配气机构的自由度计算公式。
这个公式可以用来计算配气机构的自由度，并进一步分析配气机构的性能和效率。
配气机构的自由度计算公式可以用于评估不同设计方案的优劣，并指导配气机构的设计和优化。
通过调节配气机构的自由度，可以实现更好的进气和排气效果，提高内燃机的性能和效率。
除了计算公式，还可以通过仿真和实验来验证配气机构的自由度。
通过仿真，可以模拟不同工况下的气门开启和关闭过程，并评估配气机构的性能。
通过实验，可以验证计算公式的准确性，并进一步优化配气机构的设计。
总之，配气机构的自由度计算公式是评估和优化配气机构性能的重要工具。
通过计算配气机构的自由度，可以实现更好的进气和排气效果，提高内燃机的性能和效率。
未来，我们可以进一步完善配气机构的自由度计算方法，以满足不同内燃机的需求，并推动内燃机技术的发展。
发动机配气机构的作用及组成
发动机配气机构是内燃机中的重要部件，其作用是控制进气门和排气门的开启和关闭时间，以确保燃气进出气缸的顺序和时机，从而实现正常的燃烧过程。
以下是发动机配气机构的基本组成和作用：
凸轮轴（Camshaft）：凸轮轴是配气机构的核心部件。
它通过凸轮的凸起部分，驱动气门的开启和关闭动作。
凸轮轴通常由曲轴带动，并根据发动机设计需要的气门时序和气门升程进行凸轮形状的设计。
凸轮（Cam）：凸轮是安装在凸轮轴上的圆柱形或椭圆形零件。
根据凸轮的形状不同，可以控制气门的开启和关闭时间、气门升程以及气门加速度等参数。
气门（Valve）：气门是控制气缸进出气体的阀门。
配气机构通过凸轮轴和凸轮的作用，使气门在正确的时机和顺序下开启和关闭，以允许新鲜的混合气进入燃烧室并排出废气。
气门弹簧（Valve Spring）：气门弹簧用于控制气门的闭合力。
它使气门在凸轮轴提供的力量作用下保持闭合，同时允许气门在凸轮的作用下迅速开启。
摇臂（Rocker Arm）：摇臂是连接凸轮轴和气门的杆状构件。
它将凸轮轴的旋转运动转换为气门的线性运动，并通过气门杆将动力传递给气门。
气门杆（Valve Stem）：气门杆连接摇臂和气门，传递摇臂的运动给气门，使气门开启或关闭。
通过以上组成部分的协调配合，发动机配气机构能够精确控制气门的开启和关闭时间，以适应不同工况下的燃烧需求，实现高效的气缸充气和排气过程，从而提高发动机的动力性能和燃烧效率。
配气机构基本知识点总结
配气机构基本知识点总结一、配气机构的定义和作用1. 配气机构指的是将压缩机的排气气体按一定比例、一定时间和一定顺序分配给多个气缸，以保证每个气缸在合适的时间和压力下充满气体，并确保气缸之间的气体压力均衡的设备。
2. 配气机构的作用是确保内燃机气缸的正常工作，使每个气缸在正确的顺序、正确的时间和正确的压力下吸入空气、压缩气氛、排放废气，从而保证发动机的正常运转。
二、配气机构的组成和工作原理1. 配气机构主要由凸轮轴、气门、气门弹簧、气门挺杆、气门推杆、气门座垫和气门导管等部件组成。
2. 工作原理：当凸轮轴转动时，凸轮的顶部形状与气门橡胶垫的底部形状相吻合，当凸轮滚子要摇动气门时，气门随之开启或闭合。
凹凸轮的横向间距是一定值，所以使气门同步开启、闭合。
三、配气机构的分类1. 根据气门运动的方式，配气机构可以分为机械式配气机构和液压式配气机构。
其中，机械式配气机构通过凸轮轴来直接驱动气门，而液压式配气机构则是利用液压原理来传动气门。
2. 根据气门控制方式的不同，可以分为正时式配气机构和可变气门正时配气机构。
正时式配气机构是气门的开启和关闭时间由固定的凸轮来控制，而可变气门正时配气机构则是通过改变气门开启和关闭时间来实现更高效的气缸充气和排气。
四、配气机构的主要参数1. 配气时期：指气门在一次循环中从开启至关闭再到下一次开启的时间。
2. 配气重叠：指气门关闭和下一次气门开启之间的时间重叠。
3. 气门开启时间和气门关闭时间：分别指气门从关闭到开启的时间和从开启到关闭的时间。
4. 气门升程：指气门从关闭到开启的相对位移距离。
五、配气机构的维护和故障排除1. 定期更换气门和气门导管，以防止气门渗漏和气门劣化造成的工作异常。
2. 定期检查和调整气门间隙，保证气门的开启和关闭时间符合规定的要求。
3. 定期更换气门弹簧，以防止气门弹簧劣化导致气门失控或气门磨合不良。
4. 对配气机构进行定期检查，检查凸轮轴、气门轴承、气门盖等部件的磨损情况，及时进行维护和更换。
配气机构组成和作用
配气机构组成和作用
配气机构是内燃机中的一个重要部件，它的作用是控制气门的开闭，使燃油和空气按照一定的比例进入燃烧室，从而保证发动机的正常运转。
配气机构的组成包括气门、气门座、气门杆、气门弹簧、凸轮轴等部件。
气门是配气机构中最重要的部件之一，它的作用是控制气门的开闭。
气门座是气门的支撑部件，它的作用是固定气门，使其能够在高速运转时保持稳定。
气门杆是连接气门和凸轮轴的部件，它的作用是传递凸轮轴的运动，使气门能够按照一定的规律开闭。
气门弹簧是控制气门开闭速度的部件，它的作用是使气门能够快速地关闭，从而避免燃气的泄漏。
凸轮轴是配气机构中最重要的部件之一，它的作用是控制气门的开闭时间和幅度，从而保证燃油和空气按照一定的比例进入燃烧室。
配气机构的作用是控制气门的开闭，使燃油和空气按照一定的比例进入燃烧室，从而保证发动机的正常运转。
在发动机运转时，凸轮轴通过气门杆将运动传递给气门，使其按照一定的规律开闭。
气门的开闭时间和幅度由凸轮轴的形状和位置决定。
当气门打开时，燃油和空气进入燃烧室，当气门关闭时，燃气在燃烧室中燃烧，产生动力，推动活塞运动，从而驱动发动机运转。
配气机构是内燃机中的一个重要部件，它的作用是控制气门的开闭，使燃油和空气按照一定的比例进入燃烧室，从而保证发动机的正常
运转。
配气机构的组成包括气门、气门座、气门杆、气门弹簧、凸轮轴等部件，它们共同协作，完成发动机的工作。
《内燃机的配气机构》课件
配气机构的主要功能是控制气缸内的燃气进出， 使内燃机能正常工作。
3 特点
4 组成
配气机构需要在内燃机快速运转时能够准确可靠 地开关进、排气门。
配气机构由凸轮轴、摇臂、气门等部件组成。
三、物理原理
本节将通过PV图解析、热力循环以及配气机构的工作原理来介绍配气机构的 物理原理。
四、常见配气机构
滑阀式
八、参考文献
本节列举相关领域的最新研究成果以及重要的文献及参考书目，以供进一步 学习和研究。
滑阀式配气机构通过滑动阀门 的开闭控制气缸进、排气门的 开启和关闭。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构通过曲柄的转动 驱动摇臂带动气门开启和关闭。
摆柄式
摆柄式配气机构通过摆臂的摆 动来控制气门的开闭。
桥式
桥式配气机构通过桥轴的转动控制气缸进、排气门 的开启和关闭。
进气歧管式
进气歧管式配气机构通过进气歧管的设计控制气缸 进气阀的开启和关闭。
五、配气机构的优化设计
本节将解释相关概念，介绍优化目标，并提供优化方法及思路，以使配气机构达到更高效更可靠的设计。
六、案例分析
本节将具体分析一些成功的配气机构案例，分享它们的设计原则和创新技术。
七、总结与展望
在本节中，我们将讨论配气机构的应用前景，盈利模式与商业化趋势，以及 展望与未来发展方向。
《内燃机的配气机构》 PPT课件
本PPT课件将介绍内燃机的配气机构，包括引言、配气机构的作用、物理原理、 常见配气机构、优化设计、案例分析、总结与展望以及参考文献。
一、引言
内燃机是一种广泛应用的动力机械，本节将介绍内燃机的作用及分类。
二、配气机构的作用
1 定义
汽车内燃机配气机构的优化设计
汽车内燃机配气机构的优化设计摘要配气机构作为内燃机的重要组成部分，其设计合理与否直接关系到内燃机的动力性能、经济性能、排放性能及工作的可靠性、耐久性。
随着内燃机高功率、高速化，人们对其性能指标的要求越来越高，要求其在高速运行的条件下仍然能够平稳、可靠地工作，因而对其配气机构提出了更高的要求。
配气凸轮型线是配气机构的核心部分，配气凸轮型线设计是配气机构优化设计的重要途径之一。
模拟计算和实验研究是内燃机配气机构研究两种重要手段。
关键词：内燃机；配气机构；凸轮型线；优化设计ABSTRACTThe valve train is one of the most important mechanisms in a internal combustion engine, whether the performances are good or bad, that affecting the power performance, economic performance, emissions performance of the engine, as well as affecting the reliability and wear performances of the whole engine. Along with the requests of the engine’s high power, super-speed, people demand a higher index. That is, when the engine runs under a high speed, it can still work steadily and dependably, which demand that the valve train system should have a high performance. Cam profile is the hard core of the valve train, which design is one of the important ways to carry out valve train optimal design. Simulation calculation and experimentation research are two important ways to carry out research and development on valve train of internal-combustion engine.Key words:Internal combustion engine; Valve train; Cam profile; Optimal design目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1 课题背景 (5)1.1 配气机构的研究历程 (5)1.2 配气机构优化设计的目的及意义 (5)2 配气机构简介 (7)2.1配气机构概述 (7)2.2配气机构采用的新技术 (8)2.2.1顶置凸轮轴技术 (8)2.2.2 多气门技术 (9)2.2.3 可变气门正时配气机构(VV A) (9)3 总布置设计 (11)3.1 气门的布置形式 (11)3.1.1 气门顶置式配气机构 (11)3.2 凸轮轴的布置形式 (11)3.3 凸轮轴的传动方式 (11)3.4 每缸气门数及其排列方式 (11)3.5 气门间隙 (12)4 配气定时工作原理 (13)5 配气机构的零件和组件 (14)5.1 气门组 (14)5.1.1 气门 (14)5.1.2 气门座圈 (18)5.1.3 气门导管 (18)5.1.4 弹簧设计计算 (18)5.2 气门传动组 (23)5.2.1 凸轮轴 (23)5.2.2 凸轮型线设计 (24)5.2.3 缓冲段设计 (25)5.2.4 排气凸轮型线的优化设计 (26)5.2.5 凸轮轴进排气凸轮角度设计 (26)5.2.6 基本段设计 (27)5.2.7 曲轴正时带轮与凸轮轴正时带轮 (28)5.2.8 挺柱 (28)5.2.9 推杆 (28)5.2.10 摇臂 (28)设计总结 (30)参考文献 (31)谢辞 (32)1 课题背景1.1 配气机构的研究历程作为发动机的重要组成部件，配气机构的研究内容从最初单纯的凸轮经验设计，发展到常将配气机构传动链当作完全刚性物体只进行运动学计算，再发展到了整个配气机构的运动学与动力学的综合研究。
配气机构实训报告总结
配气机构实训报告总结一、引言配气机构是内燃机中的重要部件，负责控制进气和排气过程，直接影响发动机的动力输出和燃油消耗。
本次实训旨在通过实际操作和观察，加深对配气机构的理解，并掌握其工作原理和调整方法。
二、实训过程1. 实验设备和工具准备在实训过程中，我们使用了一台配气机构模型和相应的工具，包括活塞顶止开关调整工具、凸轮轴转动工具等。
2. 实验目标本次实训的主要目标是了解配气机构的构造和工作原理，掌握调整配气机构的方法和技巧，以提高发动机的性能和燃油经济性。
3. 实验步骤（1）熟悉配气机构模型的构造和各部件的功能，包括凸轮轴、活塞、气门、气门弹簧等。
（2）观察和分析凸轮轴的凸轮形状和气门的开闭过程，了解不同凸轮形状对气门开启时机和持续时间的影响。
（3）通过调整活塞顶止开关，改变气门开启和关闭的时机，观察发动机运转过程中的变化。
（4）通过调整气门间隙，改变气门的开启时间和持续时间，进一步调整发动机的性能。
（5）观察和分析发动机在不同调整状态下的工作情况，包括气门的开启和关闭时机、气门的开度等。
三、实训结果和分析1. 实际操作中我们成功调整了配气机构，改变了气门的开启和关闭时机，使发动机的工作状态发生了变化。
2. 调整后的发动机在高转速下具有更好的动力输出，加速性能更佳。
3. 调整后的发动机在低转速下具有更好的燃油经济性，降低了燃油消耗。
4. 通过观察和分析，我们发现不同凸轮形状和气门间隙对发动机性能的影响非常显著，正确调整配气机构对发动机性能的提升具有重要意义。
四、实训心得体会通过本次实训，我对配气机构的构造和工作原理有了更深入的了解。
实际操作和观察使我更加直观地感受到了不同调整对发动机性能的影响。
同时，我也认识到了调整配气机构的重要性，只有正确调整才能使发动机发挥最佳性能。
五、实训的不足之处和改进方向在本次实训中，由于时间和设备的限制，我们只能进行简单的调整和观察，无法深入研究不同参数对发动机性能的影响。
内燃机的配气机构PPT课件
气门的规定间隙，有发动机冷态时间 隙和发动机热态时间隙之分，如:CA6110 型柴油机冷态间隙：进气门为0.30 mm； 排气门为0.35mm。其热态间隙进气门为
0.25mm；排气门为0.30mm。
“全、排、空、进” 含义是： 按发动机的工作顺序如“１-３-４-２ ” “全”表示一缸两个气门均可调整； “排”表示三缸排气门可调整；“空” 表示四缸的两个气门均不可调整；“进
3. 凸轮轴的传动方式 曲轴与凸轮轴之间的传动方式有: 齿轮传动、链传动和齿形带传动三种
方式。
3.2.2 气门组主要零件
气门组件 包括进、排气 门及其附属零 件。组成如图 3-17所示。
图3-17 气门组件的组成
1-弹簧座 2-分开式气门锁片 3-油封 4-气门弹簧
1.气门
气门分进气门 和排气门两种。进 、排气门结构相似 ，都由头部和杆部
簧座的固定方式(如图3-20所示).
图3－22 气门导管
1-卡环 2-气门导管 3-气缸盖 4-气门座
2. 气门导管 气门导管的主要是气门运动的导 向作用，同时起导热作用，将气门杆 的热量经气门导管传给缸盖及水套。 为了防止导管在使用过程中松动脱落 ，有的发动机在气门导管的中部加装 定位卡环，如图3-22所示。
性和经济性。
CA6110型柴油机即采用此种结 构型式。
因为四冲程发动机每完成一个工 作循环，曲轴旋转两周，各缸的进、 排气门各开启一次，此时凸轮轴只旋 转一周。为此，曲轴与凸轮轴间的传
动比应为2:1。
2. 凸轮轴的布置型式 凸轮轴的布置型式是根据凸轮轴 在机体中安装位置的不同，划分为下 置式、中置式和上置式三种。
这种结构型式的配气机构出现较 早，具有结构简单、造价低、维修方 便等优点。但由于其气门侧置造成燃 烧室结构不紧凑且进、排气阻力大， 导致发动机动力性较差、经济性不高
内燃机配气机构
（1）气门头部
气门头部顶面有平顶、凹顶和凸顶等形状，如图4.19示。 目前使用最多的是平顶气门。平顶气门结构简单，制 造容易，吸热面积较小，进、排气门均可采用，只是 平顶气门头部和杆部过渡圆弧较小，用于进气门时， 进气阻力相对偏大。凹顶气门头部与杆部过渡圆弧较 大，进气流动阻力较小,且具有较大的弹性变性，可以 较好适应气门座的形变，因此，该形状的气门用作为 进气门，该形状的气门头部受热面积较大，不宜用作 排气门。凹顶气门最大的问题在于机械加工工艺性不 良。凸顶气门具有头部强度、气体流动阻力小的特点， 常用作排气门，有利于气缸内燃烧废气的排除，但该 形状的气门，质量大，受热面积大，加工也比较复杂。
1.单上置凸轮轴配气机构(SOHC，Single Over-head Cam
shaft)
这种形式的配气机构的特点是气缸盖上只有一根凸轮轴 ，完成进、排气门的开、闭。该形式的配气机构因凸 轮轴位置和燃烧室形状的不同，气门传动组结构存在 一定差异。图4.7为2气门内燃机凸轮轴直接驱动的单 上置凸轮轴配气机构简图，凸轮轴上的进、排气凸轮 直接驱动气门的开、闭，该形式的配气机构应用最为 普遍。图4.8为2气门内燃机摇臂驱动的单上置凸轮轴 配气机构立体结构图，其特点是凸轮轴上的进、排气 凸轮通过摇臂驱动气门的开、闭，夏利TJ376Q采用了 这种配气机构形式。
齿轮传动机构用于下置式和中置式凸轮轴的传动。汽油 机一般只用一对定时齿轮，即曲轴定时链传动机构用 于中置式和上置式凸轮轴的传动（图4.13示），尤其是 上置式凸轮轴的高速汽油机采用链传动机构的很多。
4.2 配气正时和气门间隙
4.2.1 配气正时
前已述及，进入气缸内的新鲜充量越多、进气过程结束 时，气缸内残余的废气量越少，内燃机的性能越好。 进、排气门开启和关闭的时刻是影响气缸内新鲜充量 和残余废气量的重要因素。
配气机构工作原理
配气机构工作原理
配气机构是内燃机中的一个重要部件，其工作原理主要包括四个方面：进气、压缩、点火和排气。
首先，配气机构通过凸轮轴驱动气门运动，实现气门的开闭。
在进气冲程中，凸轮轴带动进气门打开，使混合气进入气缸；而排气冲程中，凸轮轴带动排气门打开，将燃烧后的废气排出。
其次，配气机构通过气门的运动控制气缸内气体的进出量，实现压缩和排气过程。
在压缩冲程中，气门关闭，气缸内的混合气被压缩，增加了气体的密度从而提高了燃烧效率；而在排气冲程中，气门打开，将燃烧后的废气排出气缸。
再次，配气机构通过于适当的时机点火，以实现燃烧过程。
压缩冲程结束后，点火系统通过电火花点燃混合气，引发爆燃反应，产生高温高压气体，从而产生动力。
最后，配气机构通过气门的正常工作完成排气冲程，将燃烧后的废气从气缸排出。
排气冲程结束后，气门关闭，气缸内形成真空区，为新一轮的进气冲程做好准备。
总之，配气机构通过控制气门运动和点火时机，实现进气、压缩、点火和排气四个过程，保证发动机正常工作，并产生动力。
简述配气机构的组成
简述配气机构的组成
配气机构是内燃机中的一个重要组成部分，主要用于控制气缸的进气和排气过程，以实现高效燃烧和提高发动机的性能。
配气机构通常由凸轮轴、凸轮、机械或液压驱动系统、气门和气门机构等组成。
首先，凸轮轴是配气机构的核心部件，它由凸轮和轴组成。
凸轮上的凸起和凹陷根据发动机的设计和性能需求而不同，通过凸轮轴的旋转，控制气门的开启和关闭，进而控制气缸的进气和排气过程。
凸轮轴的设计和制造质量直接关系到发动机的性能和可靠性。
其次，机械或液压驱动系统负责传动凸轮轴的动力，使凸轮轴按照一定的规律旋转。
机械驱动系统通常由曲轴、连杆和齿轮传动组成，将发动机的动力传递到凸轮轴上。
而液压驱动系统则通过液压油压力来驱动凸轮轴的旋转，具有更精确的控制能力。
此外，气门是配气机构中的重要组成部分，负责控制气缸的进气和排气。
气门通常由气门头、气门杆和气门座组成。
气门头与气缸之间有密封垫片，使气门在工作过程中能够密封气缸。
气门杆通过凸轮轴的旋转带动，使气门的开闭动作与凸轮轴同步。
最后，气门机构是连接凸轮轴和气门的机械装置，它通过凸轮轴的运动将旋转运动转化为线性运动，并传递给气门。
气门机构通常由气门弹簧、气门升程调整器
和气门杆等组件组成，保证气门能够按照一定的规律开启和关闭。
综上所述，配气机构由凸轮轴、凸轮、机械或液压驱动系统、气门和气门机构等组成。
它们相互配合工作，通过控制气缸的进气和排气过程，使发动机能够高效燃烧，提高动力输出和燃油经济性，是发动机性能和可靠性的重要保证。
内燃机的基本构造
内燃机的基本构造发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。
无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机。
要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构和系统。
一、曲柄连杆机构(图1-7)曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。
它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。
在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。
而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。
二、配气机构（图1-8）配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程。
配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。
三、燃料供给系统（图1-9）汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中去；柴油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。
四、润滑系统（图1-10）润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。
并对零件表面进行清洗和冷却。
润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。
五、冷却系统（图1-11）冷却系的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。
水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。
六、点火系统（图1-12）在汽油机中，气缸内的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室内。
能够按时在火花塞电极间产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。
简述配气机构的作用及组成
简述配气机构的作用及组成
配气机构是内燃机中的一个重要部件，其作用是控制气门的开闭时间和开闭速度，从而实现燃气进、排出的顺序和时机。
配气机构能够确保气门在适当的时间打开和关闭，保证燃料和空气的准确进出，提高燃烧效率和引擎性能。
配气机构主要由凸轮轴、气门、气门弹簧、气门摇臂、气门杆、气门导管等几个部分组成。
1. 凸轮轴：位于发动机内部，根据点火顺序和发动机运行状态，驱动气门的开闭。
凸轮轴上的凸轮形状有很多种，可以根据需要进行设计。
2. 气门：位于汽缸和气缸盖之间，负责调节燃气进出的闸门。
气门有进气气门和排气气门，它们的开闭时间和开闭幅度由凸轮轴控制。
3. 气门弹簧：位于气门上方或下方，通过弹力将气门保持在关闭状态，当凸轮轴转动时，使气门迅速打开。
4. 气门摇臂和气门杆：气门摇臂通过气门杆连接气门和凸轮轴，在凸轮轴的作用下实现气门的开闭，有时会使用凸轮轴上的凸轮直接作用于气门。
5. 气门导管：连接气门和气缸盖，确保燃气进出的通路畅通无阻。
配气机构通过准确控制气门的开闭时间和开闭速度，实现了进、排气的顺序和时机的精确控制，从而使内燃机正常运转。
配气机构的设计和调整对发动机性能和燃烧效率有着重要影响。
柴油发动机配气机构的组成
柴油发动机配气机构的组成1. 引言柴油发动机是一种内燃机，通过燃烧柴油来产生能量驱动车辆或者机械设备。
配气机构是柴油发动机中至关重要的部分，它控制着进气和排气门的开闭时机，以确保燃烧室内的气体流动和排放。
2. 配气机构的作用配气机构主要有两个作用： - 控制进气门的开启和关闭，以控制新鲜空气进入燃烧室。
- 控制排气门的开启和关闭，以排出废气。
配气机构的设计使得柴油发动机能够实现高效燃烧和更好的动力输出。
3. 配气机构的组成柴油发动机配气机构由以下几个主要部分组成：3.1 凸轮轴凸轮轴是配气系统中最关键的部分之一。
它由一根主轴上带有多个凸轮组成。
凸轮形状不同，可以控制进、排气门的开闭时机。
凸轮轴通过传动装置与曲轴相连，随着曲轴的转动而转动。
3.2 摇臂摇臂连接凸轮轴和气门，通过凸轮的运动带动气门的开闭。
摇臂通常由金属制成，具有一定的弹性和耐磨性。
它们的设计和位置可以影响气门的开启和关闭时间、幅度和持续时间。
3.3 气门弹簧气门弹簧是一种弹性元件，用于保持气门关闭状态。
当凸轮推动摇臂打开气门时，气门弹簧会将气门恢复到关闭位置。
气门弹簧需要具备足够的弹性和耐久性，以应对高频率和高温下的工作环境。
3.4 气门杆气门杆是连接摇臂和气门的部件。
它负责将摇臂上升或下降的力传递给气门，并确保它们能够正常开启和关闭。
3.5 进、排气门进、排气门是配气机构中最重要的组成部分之一。
它们位于发动机缸体上方，并在配气机构的控制下开启和关闭。
进气门负责将新鲜空气引入燃烧室，而排气门则负责将废气排出。
3.6 气门座气门座是安装在发动机缸体上的部件，用于支撑和固定进、排气门。
它们通常由高温合金材料制成，以保证在高温和高压下的工作环境中具备足够的强度和耐久性。
3.7 气门导管气门导管是连接进、排气门与燃烧室的通道。
它们负责引导新鲜空气进入燃烧室，并将废气排出。
气门导管需要具备良好的密封性和耐腐蚀性能，以确保正常的工作效率和发动机寿命。
内燃机设计--配气机构
1.1 汽油机的发展
1886年1月29日，德国人奥姆勒和卡尔.本茨在里诺卧式气压煤气发动机以及四冲程理论的基础上制造出了第一台汽油发动机，使汽车正式进入汽油动力时代。1886年卡尔·本茨制造出世界上第一辆以汽油为动力的三轮汽车。该车装有卧置单缸二冲程汽油发动机,785CC容积,0.89匹马力,每小时行走15公里。
图2-3 气门头部的形式图
本次设计选用气门头顶面为平顶形状。现确定气门头部直径 ,气门座合面角ɑ，气门座合锥面宽度b和气门升程 。
根据气缸换气良好的要求，气门头部直径 应大些。为了提高进气充量，减小排气门的热负荷，通常将进气门直径设计的比排气门直径大10%—20%。当每缸四门结构时：
气道的喉口直径为 ,可取为30mm。
图21顶置气门配气机构中置凸轮轴式中置凸轮轴式的配气机构凸轮轴位于机体上部与下置凸轮轴式的配气机构相比减少了推杆或者推杆较短从而减轻了传动机构的往复运动质量增大了顶置凸轮轴式传统的顶置气门机构中气门布置在气缸盖中而凸轮轴一般都布置在曲轴附件的机体使机构复杂提高了制造成本
材料：进气门为中碳合金钢、耐热合金钢；排气门为耐热合金钢。
形状、结构：气门头顶面为平顶、球面顶、喇叭顶。其中，平顶机构简单、制造方便，目前使用最多；球面顶强度高、排气阻力小、废气的清除效果好，用于排气门；喇叭顶进气阻力小、顶部受热面积大，用于进气门。
1)气门头部的设计
气门头部的形状和基本尺寸直接影响气门刚度、气体的流动阻力、以及气门的制造工艺。
缸内直喷、机械增压
2.1 配气机构的总体布置
2.1.1顶置气门凸轮轴的布置
现代内燃机均采用顶置气门，即进、排气门置于气缸盖内，倒挂在气缸顶上。气道平滑，充气效率高价现代内燃机设计多采用这种结构模式。根据凸轮轴的位置的不同，分为下置式、中置式和顶置式3种。
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配气相位
气门的开闭时刻和气 门的开启持续时间用曲轴 转角来表示。 配气相位图： 配气相位用环形图来 表示。
理论上：进、排气各占曲轴转角180° 实际上：发动机转速高，进排气时间短，进排气过程占 曲轴转角要大于180°
一、气门的早开迟闭
1、进气门的早开
目的：增大进气开始时的气门开度 进气提前角α ：10°～ 38°
双上置凸轮轴式配气机构是在气缸盖上布置２根凸轮轴，一根驱动进气门， B.双上置凸轮轴式配气 一根驱动排气门，这种结构有利于多气门的布置。
机构
图3-11 气门双上置式凸轮轴配气机构 图3-12 气门双上置式凸轮轴配气机构
摆臂驱动式
· 左图为摆臂驱动、双凸轮 轴上置式配气机构
摆臂驱动比摇臂驱动刚度更 好，更有利于高速发动机， 在轿车发动机上应用广泛
传动时，曲轴上的齿形带轮通过齿形带驱动
凸轮轴上的齿形带轮，并用张紧轮调整齿形 带张力，如图3-2（ｃ）所示。齿形带由纤维 和橡胶制成，一面具有齿形，另一面是平面。 齿形带传动噪声小，不需要润滑。齿形带要 求汽车每行驶10000ｋｍ检查一次，以确保 工作可靠。安装时和齿轮传动式一样，在主 动轮和被动轮上都有正时记号，必须按要求 对准正时记号，以确保配气正时。
图3-2C 齿形带传动式
3、按凸轮轴布置形式分为类
1）. 凸轮轴下置式配气机构
（1）组成：气门传动组和气门组
（2）特点：凸轮轴平行布置在曲 轴一侧，位于气门组下方，配气机 构的工作通过曲轴和凸轮轴之间的 一对正时齿轮啮合将曲轴的动力传 给凸轮轴来带动。 优点是布置比较灵活，即凸轮轴 离曲轴较近，可简单的用对齿轮传 动。缺点是传动路线较长，噪音较 大且挺柱易发生变形。
项目三
配
气
机
构
1、按气门布置形式分为：侧置气门和顶置气门
气 门 顶 置 式
气 门 侧 置 式
项目三
配
气
机
构
2、按凸轮轴的传动方式分类
配气机构按凸轮轴的传动方式分有齿轮传动式、链条传动式 和齿形带传动式。如图3-2所示。
（a）齿轮传动式
（b）链条传动式 图3-2 凸轮轴的传动方式
（c）齿形带传动式
注意：凸轮轴上置式配气机构有单上置和双 上置之分。
凸 轮 轴 上 置 式
A.单上置凸轮轴式配气机构
• A.单上置凸轮轴式配气机构。单上置凸轮轴式配气 机构在缸盖上布置１根凸轮轴驱动进、排气门。
气门驱动形式
凸轮轴 上置
1、凸轮通过液压挺柱驱动气门的称直接驱动式
直接 驱动
· 接驱动式 直 配气机构的 刚度最大， 驱动气门的 能量损失最 小，在高度 强化的轿车 发动机上应 用广泛
δ 排气延迟角
排气
CA6102： γ ＝42 °
4、排气门的迟闭
目的：利用气流惯性和压差多排气 排气迟闭角δ ：10°～ 30° CA6102： δ ＝48 °
项目三
配
气
机
构
问题一：什么是配气机构？（视频）
配气机构是适时开闭进气门与排气门，控制发动机 进气和排气的机构。
问题二、配气机构有什么作用？
项目三
配
气
机
构
一、配气机构的作用与组成
（一）配气机构的作用 根据发动机的工作顺序和各缸工作循环的要求，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）准时进入气缸，废气得以及时排出气缸。
凸轮轴正时 齿形带轮
（2）缺点：可靠 性、耐久性差，摩 擦阻力大，随温度 变化大
（3）应用：上海 别克、奥迪、桑塔 纳等轿车均采用这 种传动
张紧轮
水泵传动齿 形带轮 中间轮 曲轴正时齿 形带轮
齿形 带传 动
3）. 齿形带传动
从20世纪80年代初开始，齿形带传动逐渐得 到广泛使用。与链条传动相似，采用齿形带
图3-12 气门双上置式凸轮轴配气机构
课堂小结 配气机构的总体布置 一、配气机构的型式
侧置气门式 1、按气门的 布置型式
顶置气门式
2、按各气缸气门数目
二气门式（一进一排） 多气门式（二进二排，三进两排） 如：奥迪A4 齿轮传动式 链条传动式 齿形皮带传动式
3、按曲轴和凸轮轴的传动方式
齿轮传动式
链条传动式
说明1：顶置气门应用最广泛，侧置气门已被淘汰。 以下配气机构如果不特别说明，则都为顶置气门式。
图3-1 捷达车 五气门示意图
说明2：一般发动机都采用每缸两气门，即一个进气门和一个排气门的结 构。为了进一步提高气缸的换气性能，许多中、高级新型轿车的发动机上普 遍采用每缸多气门结构，如三气门、四气门以及五气门等，其中以四气门为 多见。如图3-1所示为捷达车发动机每缸五气门(三个进气门、两个排气门) 结构。
齿形皮带传动式
下置凸轮轴式配气机构
4、按凸轮轴的安装位置 中置凸轮轴式配气机构
上置单凸轮轴式配气机构 摇臂 气 门弹簧 气门 推杆
挺杆
凸轮轴
下置凸轮轴式配气机构
中置凸轮轴式配气机构 摇臂 挺杆
气门
凸轮
上置单凸轮轴式配气机构
上置凸轮轴挺杆驱动式
上置双凸轮轴无挺杆式
凸轮
气门
上置双凸轮轴摇臂驱动式
（3）应用：凸轮轴上置式配气机构
凸轮轴上置式配气机构的凸轮轴 离曲轴较远，采用链条传动或齿形带 传动。采用链条传动时，在曲轴和凸 轮轴上装有链轮，曲轴通过链条驱动 凸轮轴，在链条侧面有张紧机构和链 条板，利用张紧机构调整链条张力。
3）. 齿形带传动
（1）优点：配气 相位准确，布置自 由度大，磨损、传 动噪声小。
保证气门的密封 进、排气阻力要小 （二）要求 进、排气要充分 进、排气的时机要恰当
项目三
配
气
机
构
（三）配气机构的组成 1、气门组 2、气门传动组
它们的作用和主要零件？
项目三
配
气
机
构
（三）配气机构的组成 1、气门组
（1）作用：封闭进、排气道 （2）主要零件：包括气门、气门座、气门弹簧和直列四缸设计，双顶置凸轮轴16气门
二、配气机构的组成
气门组： 用于控制进、排气道的开闭。
气门、气门座、气门 导管、气门弹簧、气 门弹簧座等。
气门传动组：
按照配气相位的要求 实时开闭进、排气门,并保 证有足够的气门升程。 包括正时齿轮、凸轮轴、挺杆、推杆、摇臂、摇臂轴等。
第二节 配气相位：
a)气门关闭
b)气门打开 图3-8 配气机构工作原理
c)气门关闭
（3）、凸轮轴上置式配气机构
特点：凸轮轴直接安装于气缸盖上，通过 同步齿形带或者链条来驱动（因为凸轮轴离 曲轴中心较远），如右图所示。
凸轮轴直接通过摇臂驱动气门或者直接
通过挺柱驱动气门，省去了推杆。 主要优点：运动件少，凸轮轴至气门的传动 链短，整个机构的刚度大，适合于高速发动 机· 主要缺点：凸轮轴与曲轴传动距离较远， 一般用齿形带传动或链传动 应用：现代轿车使用的高速发动机大多采用 这种结构形式，如右图所示。
进气提前角α 进气
CA6102： α ＝12 °
2、进气门的迟闭
目的：利用气流惯性和压差多进气 进气迟闭角β ：40°～ 80° CA6102： β ＝48 °
进气延迟角β
进气持续角： α + 180 ° +β
3、排气门的早开
目的：利用压差大量排气，降低活 塞上行的阻力，防止发动机过热 排气提前角γ ：40°～ 80°
· 摆臂与摇臂功用相同，区别是 摆臂为单臂杠杆，其支点在摆 臂的一端（看左、右图对比）
4、按每缸气门的数量分类
• 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，其特点是结 构简单，能够适应各种燃烧室，但 气缸换气受到进气通道的限制，故 都用亍低速发动机。
发动机每缸气门数量超过２个的称 多气门发动机。 现代高性能发动机普遍采用3气门 、4气门和5气门，目前应用最多的 是４气门发动机。 优点：气门通过断面积大，进排气 充分，进气量增加，发动机的转矩 和功率提高，有利亍发动机高速化 （单个气门质量减轻）。
挺柱体 气门 顶置
图3-9 凸轮通过挺柱直接驱动气门
2、摇臂驱动式：通过摇臂驱动的称摇臂驱动式， 如图3-10所示。
摇臂驱动气门式 · 凸轮轴直接驱动摇 臂，摇臂驱动气门
· 还可以是凸轮轴推 动挺柱，挺柱推动摇 臂，摇臂再驱动气门
图3-10 摇臂驱动、单上置凸轮轴式配气机构
B.双上置凸轮轴式配气机构
当凸轮的顶点转过挺杆后， 气门在气门弹簧的弹力作用下， 开度开始逐渐减小，直至最后 关闭。 （同学们想一下运动过程） 动画演示
项目三
（一）配气机构的分类
配
气
机
构
二、配气机构的分类和工作原理
发动机配气机构形式多种多样，其主要区 别是气门布置形式和数量、凸轮轴布置形式 和驱动方式。
1、按气门布置形式分为：侧置气门和顶置气门
（1）作用：使气门定时开启和关闭 （2）主要零件：包括正时齿轮(正时链轮和链条或正时带轮 和正时带)、凸轮轴、挺杆、推杆、摇臂轴和摇臂等。
项目三
配
气 机
构
发动机工作时，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杆和推杆 推动摇臂绕摇臂轴摆转，摇臂的 另一端便向下推开气门，并使气 门弹簧进一步压缩。
图3-3 加中 间惰轮的齿轮 传动（柴油机 用） Ａ、Ｂ、Ｃ正 时记号
说明2：凸轮轴正时齿轮大，曲轴正时齿轮小，通常采用斜 齿，以延长使用寿命，减少噪音，保证传动平稳。安装时，齿 轮上的正时记号必须对准，确保配气正时。
2）. 链条传动
（1）优点：布置自由度大，制造 成本低，工作可靠。 （2）缺点：配气相位易变，噪声、 磨损大，耐久性较差，润滑、维修 较麻烦。