电子课件-《汽车构造》-B24-2171 课题三 配气机构
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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
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《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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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，
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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
汽车构造 配气系统精品课件
（球面顶） 工较复杂。
凹顶式
凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可以减 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。
5、气门锥角
气门锥角概念：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。
第三章 配气机构
配气机构的功用及组成 配气定时及气门间隙 气门组 气门传动组
§3.1 配气机构的功用及组成
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、组成
（8）排气迟后角δ:从上止点到排气门关闭曲轴转过的角度。
进、排气门为什么要早开晚关?
进气门早开的目的是为了在进气开始时进气门能有较大 的开度或较大的进气通过断面，以减小进气阻力，使进 气顺畅； 进气门晚关的目的是为了充分利用气流的惯性，在进气 迟后角内继续进气，以增加进气量。
排气门早开的目的是为了在排气门开启时气缸内有较高 的压力，使废气能以很高的速度自由排出，并在极短的 时间内排出大量废气； 排气门晚关的目的是为了利用废气流动的惯性，在排气 迟后角内继续排气，以减少气缸内的残余废气量。
若进气提前角过大，则废气可能流入进气歧管，使 进气量减少；若排气迟后角过大，则新气可能随同 废气排出气缸。
不同发动机，结构转速不同，配气定时不同； 即便是同一台发动机，其配气定时也应随转速 变化而变化。
二、可变配气定时机构
当发动机在低速运转时，气流惯性小，若此时配气 定时保持不变，则部分进气将被活塞推出气缸，使进气 量减少，气缸内残余废气将会增多。
(第二版)_电子演示文稿_配气机构构造与维修
2012-10-30
液压挺柱图
请点击图片观看该图片对应的教学动画
2012-10-30
气门传动组零件图
2012-10-30
桑塔纳2000型AFE发动机的配气机构立体示意图图
2012-10-30
配气机构的概念视频
2012-10-30
积碳症状
• • • • •
1、冷车多次点火不易启动，热车正常。 2、引擎怠速不稳、忽高忽低。 3、加空油时,感觉加速不畅,有収闷的现象。 4、行驶无力,尤其表现在超车时,提速反应慢,无法达到 原车动力。 • 5、尾气很刺眼、刺鼻、严重超标。 • 6、油耗比以往增加。
检查气门杆的磨损程度图
2012-10-30
检查气门长度图
2012-10-30
测量气门头边缘厚度图
2012-10-30
检查气门杆与导管的配合间隙图
2012-10-30
2012-10-30
进气门开启持续时间内曲轴转角：＋180°＋
配气相位图
2012-10-30
3.4 配气相位
三、排气门配气相位：
排气提前角：作功行程后期，活塞到达下止点前，排气门开始开 启。从排气门开始开启到下止点所对应的曲轴转角 排气滞后角：活塞过上止点，排气门才关闭。从上止点到排气 门关闭所对应的曲轴转角 排气门开启持续时间内曲轴转角： ＋180°+
2012-10-30
复习新知识
• 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。 • 配气机构的组成： • 气门组，气门传动组 • 气门组： 气门、气门导管、气门座与气门座圈、气门弹簧组成
汽车构造课件—配气机构
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。
汽车工程系
3
§2 配气机构的布置及驱动
一、气门布置
现代汽车发动机都 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
渐被淘汰。
汽车工程系
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。
凸轮轴
气门 进气门 排气门
间隙 0.25～0.30mm 0.30～0.35mm
气 门杆
汽车工程系
8
实物图
测量气门间隙
拧松紧定螺母，调整调节螺钉
汽车工程系
9
§2 配气相位
气门的开启和关闭时刻，以及所经历的曲轴转角，称为
配气相位
➢ 当发动机转速下降到设定值，电脑切断电磁阀电流， 正时活塞一侧油压下降，各摇臂油缸孔内的活塞在回 位弹簧作用下，三个摇臂彼此分离而独立工作。
汽车工程系
29
VTEC工作原理
四个活塞 安装处
汽车工程系
30
发动机控制ECU根据发动机转速、负荷、冷却液温度 和车速信号控制VTEC电磁阀。电磁阀通电后，通过压力开
3、正时标记对准，活塞与气门 相对位置确定，保证了配气相 位和点火顺序。
汽车工程系
22
B、链条和齿形皮带传动：用于中置式或顶置式凸轮
中间轴齿形 带轮
曲轴正时齿 形带轮
汽车工程系
23
汽车工程系
24
其它部件
汽车工程系
25
可变配气机构
气门可变机构 配气相位可变机构 气门定时和气门升成可变机构
汽车工程系
3
§2 配气机构的布置及驱动
一、气门布置
现代汽车发动机都 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
渐被淘汰。
汽车工程系
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。
凸轮轴
气门 进气门 排气门
间隙 0.25～0.30mm 0.30～0.35mm
气 门杆
汽车工程系
8
实物图
测量气门间隙
拧松紧定螺母，调整调节螺钉
汽车工程系
9
§2 配气相位
气门的开启和关闭时刻，以及所经历的曲轴转角，称为
配气相位
➢ 当发动机转速下降到设定值，电脑切断电磁阀电流， 正时活塞一侧油压下降，各摇臂油缸孔内的活塞在回 位弹簧作用下，三个摇臂彼此分离而独立工作。
汽车工程系
29
VTEC工作原理
四个活塞 安装处
汽车工程系
30
发动机控制ECU根据发动机转速、负荷、冷却液温度 和车速信号控制VTEC电磁阀。电磁阀通电后，通过压力开
3、正时标记对准，活塞与气门 相对位置确定，保证了配气相 位和点火顺序。
汽车工程系
22
B、链条和齿形皮带传动：用于中置式或顶置式凸轮
中间轴齿形 带轮
曲轴正时齿 形带轮
汽车工程系
23
汽车工程系
24
其它部件
汽车工程系
25
可变配气机构
气门可变机构 配气相位可变机构 气门定时和气门升成可变机构
配气机构课件
两气门 三气门 四气门 五气门
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按凸轮轴布置位置不同
Page 15
总结
配气机构的组成：气门组和气门传动组 按气门安装位置不同，分：气门顶置式配气机构和气门侧
置式配气机构 按气门数量不同，分两气门 三气门 四气门 五气门 按凸轮轴布置位置不同，分：凸轮轴顶置式、凸轮轴中置
式和凸轮轴下置式
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Page 5
配气机构由什么组成？
进气门 排气门 推杆
挺柱
正时齿轮
■ 配气机构
Page 7
摇臂 凸轮轴
Page 8
Page 9
Page 10
配气机构有什么结构？
Page 11
关键词
气门 凸轮轴 传动方式
Page 12
按气门安装位置不同
侧置气门及顶置气门
Page 13
按气门数量不同
《汽车构造*配气机构》课件
主讲：***教师
一、组织教学 二、课程回顾 三、讲授新课 四、总结
Page 2
发动机的总体构造
两大机构
曲柄连杆机构 配气机 3
本节内容
配气机构
第一节 配气机构的功用和组成 第二节 配气定时及气门间隙 第三节 气门组 第四节 气门传动组
Page 14
按凸轮轴布置位置不同
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总结
配气机构的组成：气门组和气门传动组 按气门安装位置不同，分：气门顶置式配气机构和气门侧
置式配气机构 按气门数量不同，分两气门 三气门 四气门 五气门 按凸轮轴布置位置不同，分：凸轮轴顶置式、凸轮轴中置
式和凸轮轴下置式
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配气机构由什么组成？
进气门 排气门 推杆
挺柱
正时齿轮
■ 配气机构
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摇臂 凸轮轴
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配气机构有什么结构？
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关键词
气门 凸轮轴 传动方式
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按气门安装位置不同
侧置气门及顶置气门
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按气门数量不同
《汽车构造*配气机构》课件
主讲：***教师
一、组织教学 二、课程回顾 三、讲授新课 四、总结
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发动机的总体构造
两大机构
曲柄连杆机构 配气机 3
本节内容
配气机构
第一节 配气机构的功用和组成 第二节 配气定时及气门间隙 第三节 气门组 第四节 气门传动组
汽车构造课件第三章配气机构
总结
1
配气机构的基本原理
了解配气机构的基本工作原理和构成。
配气机构对对汽车功率、燃油经济性
和排放性能的影响。
3
配气机构的未来发展方向
展望配气机构在高效能、低排放和智能 化方面的未来发展趋势。
参考文献
• 杨敏. 汽车构造课件[M]. 北京：机械工业出版社，2021. • David C. Vizard. How to Power Tune Rover V8 Engines[M].
2
调节气门升程
配气机构可调节气门的升程，从而控制燃气进出气缸的量。
3
提供动力
配气机构保证内燃机正常运转，为发动机提供动力。
常见的配气机构种类
OHC配气机构
凸轮轴位于汽缸头部，通过摇臂 和气门直接控制进排气。
OHV配气机构
凸轮轴位于汽缸盖内，通过摇杆 和气门间接控制进排气。
DOHC配气机构
两根凸轮轴位于汽缸盖内，分别 控制进气和排气气门。
单凸轮轴与双凸轮轴的区别
1 单凸轮轴
只有一根凸轮轴，用于控制进排气门的开闭。
2 双凸轮轴
有两根凸轮轴，分别控制进气和排气气门。
关注的问题
配气机构的重要性
探讨配气机构在发动机中的重 要作用和影响。
配气机构的维护与保 养
提供维护和保养配气机构的建 议和注意事项。
配气机构的发展趋势
介绍配气机构的未来发展方向 和创新技术。
汽车构造课件第三章配气 机构
本章介绍汽车配气机构的基本原理、作用以及常见种类，同时探讨配气机构 对汽车性能的影响与未来发展方向。
什么是配气机构？
定义
配气机构是指控制气缸进气和排气门开闭时机的机械装置。
汽车构造课件-配气机构
B、头部承受气体压力、气门弹簧力等，
C、冷却和润滑条件差，
D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。
性能：
头部
强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨
进气门570K~670K（铬钢 或铬镍钢）
排气门1050K~1200K（硅 铬钢）
气门头部的结构形式
平顶式
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。
气门间隙 调节螺钉
调节螺母
摇臂
易磨损部位 堆焊耐磨合金
摇臂结构示意图
摇臂轴套
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。
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。
凸轮轴
凸轮轴正 时齿轮
推杆 挺柱
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：
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
缓冲结束点
气门升程最大时刻
《汽车构造》课件 《汽车构造》电子课件 项目三--配气机构
项目三 配气机构
二、可变气门正时（VVT）系统
2、凸轮轴正时机油控制阀的工作状态
2）进气延迟
ECU控制凸轮轴正时机油控制阀， 使其滑阀将迟后侧回油孔开启，提前侧 回油孔关闭。液压油进入凸轮轴正时机 油控制阀后，流动到VVT相位控制器内， 推动叶片，使得凸轮轴逆着原凸轮轴旋 转方向转动一定角度，延迟开启进气门， 如图所示。
链传动
指曲轴通过链条来驱动凸轮轴。 这种传动形式一般多用于凸轮轴 上置的远距离传动。链传动的可 靠性和耐久性不如齿轮传动，且 噪声较大、造价高，其传动性能 的好坏直接取决于链条质量。
齿形带传动
与链传动原理相同，只是链 轮改为齿轮，链条改为齿形 带。齿形带传动弥补了链传 动的缺陷，并降低了成本。
项目三 配气机构
一、配气机构的组成
3、凸轮轴
凸轮轴主要由凸轮、轴颈、偏心轮、斜齿轮等组成，如图所示。
其中，各缸进、排气凸轮可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；凸轮轴轴颈用来安装在缸盖相应位置处，起支撑作用。
项目三 配气机构
一、配气机构的组成
4、挺柱
1）机械挺柱
机械挺柱主要有菌式、筒式、滚轮式等类型。 其中，菌式机械挺柱主要用于气门侧置式配气机 构；筒式机械挺柱主要用于气门顶置式配气机构； 滚轮式机械挺主要用于大缸径柴油机。
2、凸轮轴正时齿轮
曲轴通过齿轮副（也可用链传动和齿形带传动）来驱动凸轮轴正时齿轮， 进而驱动凸轮轴旋转。凸轮轴正时齿轮，通过紧固螺栓和半圆键固定在凸 轮轴轴端，如图所示。
项目三 配气机构
一、配气机构的组成
2、凸轮轴正时齿轮
配气机构的传动有齿轮传动、链传动和齿形带传动三种形式。
齿轮传动
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模块二 汽车发动机构造
2．气门间隙
气门间隙
模块二 汽车发动机构造
四、配气机构的组成部件
1．气门组
气门组
模块二 汽车发动机构造
（1）气门 气门分为进气门和排气门两种，用来封闭进、排气道。
气门结构及各部名称 1—气门顶面 2—气门锥面 3—气门锥角 4—气门锁夹槽 5—气门尾端面
模块二 汽车发动机构造
模块二 汽车发动机构造
一、配气机构的功用及组成
新鲜充量对于汽油机而言是汽油和空气的混合气，对于 柴油机而言是纯空气。
（1）按照发动机的工作循环和点火次序,定时实现换气。 （2）达到进气尽可能充分、排气尽可能干净的目的。 （3）在各种工况下，保持最佳的充气效率和最佳性能。
模块二 汽车发动机构造
配气机构主要由气门组和气门传动组组成。
模块二 汽车发动机构造
2．气门传动组
模块二 汽车发动机构造
（1）凸轮轴 1）凸轮轴的功用。凸轮轴是由发动机曲轴驱动而旋转， 用来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。此 外，大部分汽油机还利用凸轮轴来驱动分电器、机油泵和 汽油泵。
模块二 汽车发动机构造
（3）推杆 采用下置凸轮轴的配气机构，利用推杆将挺柱传来的 力传给摇臂。
下置凸轮轴式配气机构
模块二 汽车发动机构造
（4）摇臂与摇臂组 1）摇臂。摇臂是一个双臂杠杆,以中间轴孔为支点，将 推杆传来的力改变方向和大小，传给气门并使气门开启。
摇臂的结构
模块二 汽车发动机构造
2）摇臂组。摇臂组主要由摇臂、摇臂轴、摇臂轴支座 和定位弹簧等组成。
摇臂组
模块二 汽车发动机构造
五、可变气门机构
1．可变气门正时技术
可变气门正时
模块二 汽车发动机构造
丰田VVT i可变气门正时系统
模块二 汽车发动机构造
2．可变气门升程机构
可变气门升程
3．按每缸气门的数量分类
一般发动机较多采用一个进气门和一个排气门。其特 点是结构简单，能适应各种燃烧室。但其气缸换气受到 进气通道的限制，故都用于低速发动机。现代高性能发 动机普遍采用3气门、4气门、5气门，目前应用最多的是 ４气门发动机。
模块二 汽车发动机构造
三、配气相位和气门间隙
1．配气相位
配气相位示意图
气门导管 １—气门导管 ２—卡环 ３—气缸盖
模块二 汽车发动机构造
（3）气门座 进、排气道口与气门密封锥面直接贴合的部位称为气门 座。气门座可在气缸盖上直接镗出。
气门座的形式
模块二 汽车发动机构造
（4）气门弹簧 为避免共振的发生，常采用以下措施： 1）提高弹簧刚度。 2）采用变螺距弹簧。 3）采用双气门弹簧结构。 4）气门旋转机构。
配气机构的组成
模块二 汽车发动机构造
二、配气机构的分类
1．按凸轮轴布置形式分类
按凸轮轴布置形式分类的配气机构 a)凸轮轴下置式 b)凸轮轴中置式 c)凸轮轴上置式
模块二 汽车发动机构造
2．按凸轮轴的传动方式分类
按齿轮轴传动方式分类的配气机构 a)齿轮传动 b)链条传动 c)齿形带传动
模块二 汽车发动机构造
气门顶部形状主要分成凸顶、平顶、凹顶三种结构形式。
气门的顶部形状 a）凸顶 b）平顶 c）凹顶 d）凹顶（漏斗形）
模块二 汽车发动机构造
气门与气门座或气门座圈之间靠锥面密封。气门密封锥 面与顶平面之间的夹角，称为气门锥角。
气门锥角
模块二 汽车发动机构造
（2）气门导管 气门导管起导向作用，保证气门做直线往复运动，使气 门与气门座能正确贴合。
模块二 汽车发动机构造
课题三 配气机构
◆了解与配气系统相关的参数及其对发动机的影响。 ◆了解配气机构的组成。 ◆ 熟悉配气机构各部分的作用。 ◆ 了解可变气门机构的组成和作用。
模块二 汽车发动机构造
对于发动机来说,燃烧过程离不开空气的参与,那么空 气在什么时候进入气缸、废气在什么时候排出才是最合 理的呢? 为了完成进气、排气,又靠哪些部件去完成呢?
2）凸轮轴的一般构造。凸轮轴主要由凸轮、轴颈、偏 心轮和螺旋齿轮等组成。
凸轮轴
模块二 汽车发动机构造
3）凸轮的轮廓曲线和凸轮的相对位置。
凸轮轮廓曲线
模块二 汽车发动机构造
（2）挺柱 挺柱的功用是将凸轮的推力传给推杆（或气门杆），并 承受凸轮轴旋转时所施加的侧向力。
各种液压挺柱
模块二 汽车发动机构造