3.1 配气机构的构造与维修-概述
配气机构的构造与维修
轿车发动机多采用。
试比较带传动、链传动与齿轮传动的优缺点，汽车上应用 哪种传动方式最为理想？
（4）每缸气门数及其排列方式：
两气门式：一般发动机每 个气缸有2个气门：一个进 气门和一个排气门。
多气门式：现代高性能汽车 发动机普遍采用每缸3、4、 5个气门，以四气门发动机 为最多。
优点：气门通过断面积大， 进排气充分，进气量加，发 动机的转矩和功率提高
凸轮轴上置摇臂驱动配气机构的组成： 气门组：气门、气门座、气门弹簧、气门导管等。 气门传动组：正时带（链）轮、凸轮轴、摇臂、摇臂 轴等。
凸轮轴上置液压挺柱驱动配气机构的组成： 气门组：气门、气门座、气门弹簧、气门 导管等。 气门传动组：正时齿轮、凸轮轴、挺柱等。
二、气门组 包括：气门、气门座、气门导管、气门弹簧、锁片、油封。
凸轮轴上置式配气机构——液压挺柱驱动（直接驱动） 结构特点：凸轮轴布置在气缸盖上，由凸轮轴经液压挺柱 驱动气门，节省了摇臂机构往复运动质量更小，系统刚度 大。 适用于高速强化发动机，一般应用于轿车上。
凸轮轴中置配气机构： 结构特点：凸轮轴布置在气缸体的上部，由凸轮轴经挺柱 直接驱动摇臂，从而由摇臂控制气门的开启与关闭。 一般广泛应用于柴油机。
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2、配气机构的类型 （1）气门布置形式： 气门顶置式：气门安置在气缸盖上，最常用。 气门侧置式：气门安置在气缸体上，不采用。
思考：顶置式气门配气机构的优点是什么？
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顶置式气门配气机构的优点：
进气阻力小，充气系数大，燃烧室结构紧凑，有 利于提高发动机的动力性和经济性。
第三章
配气机构的构造与维修
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
概述 配气机构主要零部件 配气相位及气门间隙 配气机构的检修 配气机构异响诊断排除
配气机构结构与检修
配气机构结构与检修学习目标1．知道配气机构的组成和原理、各主要零部件装配连接关系；2．会进行配气机构的拆卸、检修以及装配和调整。
一、配气机构概述（一）功能按照发动机各缸的作功次序和每一缸工作循环的要求，定时地将各缸进气门与排气门打开、关闭，以保证新鲜可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）及时进入气缸并把燃烧后的废气排出气缸。
（二）基本组成配气机构由气门组和气门传动组组成。
1、气门组主要由气门、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座和气门锁环等组成，其作用是封闭进、排气道。
2、气门传动组主要由凸轮轴正时齿轮、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂总成等组成，其作用是使进、排气门按规定的时刻开闭。
（三）工作过程凸轮轴通过正时齿轮由曲轴驱动。
四冲程发动机完成一个工作循环即曲轴转两圈（720°），每缸进、排气门各开启一次，故凸轮轴只需转一圈即可，因此曲轴转速与凸轮轴转速之比为2：1。
（1）当凸轮轴上的凸轮基圆部分与挺柱接触时，挺柱不升高，气门处于关闭状态。
（2）当凸轮轴上凸起部分与挺柱接触时，将挺柱顶起，挺柱通过推杆使摇臂绕摇臂轴摆动，摇臂的另一端向下推动气门，压缩气门弹簧，将气门头部推离气门座而打开。
（3）当凸轮凸起部分的顶点转过挺柱后，便逐渐减小了对挺柱的推力，气门在其弹簧力的作用下，开度逐渐减小直至关闭，使气缸密封。
从上述工作过程可以看出，气门的开启是通过气门传动组来驱动的，而气门的关闭则是由气门弹簧来完成的。
气门的开闭时刻与规律完全取决于凸轮的轮廓曲线形状。
（四）分类1、按每缸气门数量分配气机构按每缸气门的数量，可分为双气门式和多气门式。
现代高速发动机普遍采用多气门结构。
气门数的增加，使发动机的进、排气通道的横截面积增加，提高了发动机的充气效率，改善了发动机的动力性能。
2、按凸轮轴的布置位置分按凸轮轴的位置，可分为凸轮轴下置式、凸轮轴中置式和凸轮轴上置式。
(1)凸轮轴下置式凸轮轴布置在气缸体上靠近曲轴的一侧，一般只用一对正时齿轮传动，大多数载货汽车和大中型客车发动机采用这种方式。
(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
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气门传动组零件图
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桑塔纳2000型AFE发动机的配气机构立体示意图图
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配气机构的概念视频
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积碳症状
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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
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检查气门长度图
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测量气门头边缘厚度图
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检查气门杆与导管的配合间隙图
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进气门开启持续时间内曲轴转角：＋180°＋
配气相位图
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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°+
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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
《汽车发动机构造与维修(职业教育版)》第三章气门组的构造与维修
气门座圈
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任务3.1配气机构的构造与维修 ➢ 3.1.1气门组的构造
3 气门导管
气门导管主要用于为气门提供运动导向，并为气门 杆散热。
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任务3.1 气门组的构造与维修
任务3.1配气机构的构造与维修 ➢ 3.1.1气门组的构造
任务引入
一天，邢某在开车下班回家途中遇到了大雨，发动机进水，汽车熄火。汽车熄火后， 邢某再次强行启动车辆，但一直都无法着车。于是，邢某就拨打了求助电话，将汽车送到了 汽修厂。维修人员首先确认了故障现象，然后针对故障现象确定了一套诊断流程，并逐步确 认。最终，维修人员发现是由气门杆弯曲变形导致的，更换新的气门后，故障排除，车辆也 恢复了正常。
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任务3.1配气机构的构造与维修
➢ 3.1.2 配气相位
3 气门重叠角
进气门早开启、排气门晚关闭，势必会出现在同一时间内两个气门同时开启的现 象， 这种现象称为气门叠开。气门叠开过程中，曲轴转过的角度，称为气门重叠角， 即 α+δ。
若气门重叠角范围合理，则可燃混合气和废气不会乱窜，原因是：进、排气流各 自有流动方向和流动惯性，当重叠时间很短时，不至于混乱，即吸入的可燃混合气不 会随同废气排出，废气也不会经进气门倒流入进气道。
气门组
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任务3.1配气机构的构造与维修 ➢ 3.1.1气门组的构造
气门由气门头部和气门杆部组成，如图所示。
气门头部 是一个具有圆锥斜面的圆盘，由气门顶部和 气门锥面组成。其中，气门顶部主要有平顶、凹顶和凸顶 三种结构形式；气门锥面是与气门杆部同心的圆锥面，与 气门座接触，起到密封进、排气道的作用。
第三章 配气机构的构造与维修
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3.2 配气相位及其影响因素
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3.1 概述
(3)凸轮轴上置式。凸轮轴上置式配气机构的凸轮轴直接布 置在缸盖上，如图3一5与图3一6所示。优点:凸轮轴直接通 过摇臂来驱动气门，省却了推杆、挺柱，使往复运动质量大 大减小，因此它适合于高速发动机:缺点:由于凸轮轴离曲轴 中心较远，因而都采用链条传动或同步齿形带传动，使得正 时传动机构较为复杂，而且拆装气缸盖也比较困难。
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3.1 概述
(2)链传动。链条与链轮的传动特别适用于凸轮轴上置的配 气机构。为使在工作时链条有一定的张力而不至脱链，通常 装有导链板、张紧轮装置等。为了使链条调整方便，有的发 动机使用一根链条传动，如图3一8所示。
(3)齿形带传动。近年来，在高速发动机上还广泛采用齿形 带来代替传动链，如图3一9所示。这种齿形带用氯丁橡胶制 成，中间夹有玻璃纤维和尼龙织物，以增加强度。采用齿形 带传动，能减少噪声和减少结构质量，也可以降低成本。
进气门开启持续时间内的曲轴转角，即进气持续角为
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3.2 配气相位及其影响因素
二、排气门的配气相位
1.排气提前角 在做功行程的后期，活塞到达下止点前，排气门便开始开启。 从排气门开始开启到下止点所对应的曲轴转角称为排气提前 角，用γ表示。 γ一般为400--800，如图3一11所示。 在做功行程结束前，气缸内还有0.3-0. 5 MPa的压力，做 功能力已经不大，但此时如提前打开排气门，可利用此压力 使气缸内的废气迅速地自由排出，待活塞到达下止点时，气 缸内只剩下110-120 kPa的压力，使排气行程所消耗的功 率大为减小。此外，高温废气的旱排，还可防止发动机过热。 但若r角过大，则得不偿失。
配气机构的构造与维修
3.2 配气相位及其影响因素
一、进气门的配气相位
在排气行程接近终了，活塞到达上止点之前，进气门便开始 开启。从进气门开始开启到上止点所对应的曲轴转角称为进 气提前角，用α表示。α一般为100--300，如图3一11所 示。
由于进气门早开，使得活塞到达上止点开始向下移动时，进 气门已有一定开度，所以可较快地获得较大进气通道截面， 减少进气阻力。
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3.1 概述
(2)链传动。链条与链轮的传动特别适用于凸轮轴上置的配 气机构。为使在工作时链条有一定的张力而不至脱链，通常 装有导链板、张紧轮装置等。为了使链条调整方便，有的发 动机使用一根链条传动，如图3一8所示。
(3)齿形带传动。近年来，在高速发动机上还广泛采用齿形 带来代替传动链，如图3一9所示。这种齿形带用氯丁橡胶制 成，中间夹有玻璃纤维和尼龙织物，以增加强度。采用齿形 带传动，能减少噪声和减少结构质量，也可以降低成本。
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3.2 配气相位及其影响因素
在进气行程下止点过后，活塞重又上行一段，进气门才关闭 。从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角称为进气迟后角 ，用β表示 ,β般为400 -- 800，如图3一11所示。
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3.2 配气相位及其影响因素
进气门晚关，是因为活塞到达下止点时，由于进气阻力的影 响，气缸内的压力仍低于大气压，且气流还有相当大的惯性 ，仍能继续进气。下止点过后，随着活塞的上行，气缸内压 力逐渐增大，进气气流速度也逐渐减小，直到流速等于零时 ，进气门便关闭的β角最适宜。若β过大，便会将进入气缸的 气体重新又压回进气管。
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3.1 概述
(2)凸轮轴中置式。为减小气门传动组零件的往复运动惯性 力，某些速度较高的发动机将下置式凸轮轴的位置抬高到缸 体的上部，缩短了传动零件的长度，称之为凸轮轴中置式配 气机构，如图3 -3与图3一4所示，由于凸轮轴与曲轴距离 较远，故在一对正时齿轮中间加了一个中间传动齿轮。
配气机构的构造与维修
图3-5 气门锥角
项目三
配气机构的构造与维修
②气门杆。气门杆是圆柱形，在气门导管中不断上、下往 复运动。气门杆尾部结构取决于气门弹簧座的固定方式， 常见的结构形式如图3-6所示。
图3-6 气门弹簧座的固定方式
项目三
配气机构的构造与维修
（2）气门数。在短时间内能够将尽量多的气体吸入和排 出，在很大程度上影响着发动机的整体性能。从气门在有 限制的燃烧室表面积中所占的面积来看，与具有两个气门 的汽缸相比，进排气门越多，则气门面积之和就越大，进、 排气效率越高，而且可以使单个气门的体积减小，质量减 轻。但气门数越多，结构越复杂，成本越高。 ①2气门式（图3-7）。 每个汽缸采用一个进气门 和一个排气门，一般进气 门比排气门大些。桑塔纳 2000GSi轿车AJR发动 机即采用此种形式。
4）气门弹簧 气门弹簧的功用保证气门及时落座并与气门座或气门座圈 紧密贴合，同时也可防止气门在发动机振动时因跳动而破 坏密封。 气门弹簧多为圆柱形螺旋弹簧，如图3-13a）所示，安装 时，气门弹簧的一端支撑在汽缸盖上，而另一端则压靠在 气门杆尾端的弹簧座上，弹簧座用锁片固定在气门杆的末 端；为了防止弹簧发生共振，可采用变螺距的圆柱形弹簧， 如图3-13b）所示；大多数高速发动机是一个气门装有同 心安装的内、外两根气门弹簧，如图3-13c）所示，这样 不但可以防止共振，而且当一根弹簧折断时，另一根仍可 维持工作。此外，还能减小气门弹簧的高度。当装用两根 气门弹簧时，气门弹簧的螺旋方向和螺距应各不相同，这 样可以防止折断的弹簧圈卡入另一个弹簧圈内。
配气机构的构造与维修
图3-1 配气机构
项目三
配气机构的构造与维修
发动机工作时，曲轴通过曲轴正时带轮、正时齿带、凸轮 轴正时带轮驱动凸轮轴旋转，当凸轮轴转到凸轮的凸起部 分顶到液压挺柱时，通过液压挺柱，压缩气门弹簧，使气 门离座，即气门开启。当凸轮凸起部分离开液压挺柱时， 气门便在气门弹簧力的作用下上升而落座，气门关闭。 由于四冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴旋转2周， 而各缸进、排气门各开启1次，完成一次进气和排气，此
第3章 配气机构构造与维修
第3章配气机构构造与维修教学重点1.了解配气机构作用；2.熟悉配气机构结构；3.掌握配气机构的检修方法；4.掌握配气机构拆装方法。
教学难点1.配气相位图；2.发动机密封性检测。
3.1.1 配气机构作用按照发动机各缸的作功次序和每一气缸工作循环的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，配合发动机各缸实现进气、压缩、作功和排气的工作过程。
3.1.2 配气机构的组成（图3-1）1.气门组：密封气缸进排气道2.气门传动组：使进排气门按配气相位规定的时刻开闭，并保证有足够的开度。
图3-13.1.3 配气机构的工作过程：凸轮轴转动时，凸轮圆柱面（基圆）部分与挺柱接触时，挺柱不升高，气门关闭。
当凸轮凸起部分与挺柱接触时，将使挺柱顶起，气门被打开。
当凸轮最大凸起处与挺柱接触时，气门达到最大开度。
随后，凸轮与挺柱接触表面凸起开始逐渐变小，气门在气门弹簧作用下开始上升关闭。
配气机构的工作过程.swf3.1.4 配气机构布置形式及驱动方式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。
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。
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。
3.2 配气相位3.2.1定义：发动机进排气门实际开启与关闭时刻和开启持续时间。
通常用气门开启与关闭时相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角来表示配气相位。
3.2.2 进气门配气相位1.进气提前角α：在排气行程接近终了时，活塞到达上止点之前，即曲拐转到离上止点位置还差一个角度α时，进气门便开始开启。
2.进气迟后角β：在进气行程曲拐转到活塞到达下止点位置时，进气门并未关闭，而是曲拐转过下止点后一个角度β，活塞上行进入压缩行程时，进气门才关闭。
3.2.3 排气门配气相位1.排气提前角δ：作功行程接近终了，活塞到达下止点之前，即曲拐转到距下止点位置还差一个角度δ时，排气门便开始开启。
2.排气迟后角γ：排气行程曲拐转到活塞到达上止点位置时，排气门并未关闭，而是在曲拐转过上止点后一个角度γ，活塞下行进入进气行程时，排气门关闭。
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（六）配气相位
• 发动机每个气缸的进、排气门开始开启和关闭的 时刻，通常用相对于上、下止点时的曲轴转角来 表示，称为配气相位（配气正时）
（六）配气相位
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.顶置式气门配气机构的工作过程
• 四冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴转两周 ，凸轮轴转一周（传动比为2:1），各气缸的进、 排气门各开启、关闭一次。
（二）凸轮轴上置、中置和下置式配气机构
（三）凸轮轴的传动方式
（五）气门间隙
• 在发动机冷态时，气门和气门传动件留有适当的 间隙以补偿气门受热后的膨胀量。 • 进气门间隙：0.20～0.30mm，排气间隙0.40～ 0.50mm。 间隙太小，不密封。 间隙太大，造成冲击伴有强烈的噪声（气门脚响 ）、进气量不足。
第三章 配气机构的构造与维修
第一节 概 述
一、配气机构的作用
• 配气机构的作用是按照发动机各缸的工作循环和 作功次序，定时地将各气缸的进、排气门开启和 关闭，以便使新鲜的可燃混合气（汽油机）或空 气（柴油机）及时进入气缸，废弃及时排出气缸 。
配气机构图
二、气门式配气机构
• 气门式配气机构由于工作可靠，被现代汽车发动 机广泛采用。
二、气门式配气机构
按气门的位置不同
顶置气门式
侧置气门式
凸轮轴上置式 凸轮轴下置式
凸轮轴中置式
二、气门式配气机构
二、气门式配气机构
二、气门式配气机构
按曲轴与凸 轮轴的传动 方式不同
齿轮传动 式
链传动式
同步带传 动式
二、气门式配气机构
二、气门式配气机构
按每个汽缸 配置的进排 气门数不同
二气门式
四气门式
五气门式
（一）顶置式气门配气机构
• 特点：气门安装在气缸盖 上，气门头部朝下，开启 时向下运动。
• 优点：进气阻力小，充气 系数大，燃烧室结构紧凑 ，有利于提高发动机的动 力性和经济性等。
1.顶置式气门配气机构的组成
• 1.气门组（密封进排气道） 气门、气门座、气门导管、气门弹簧、气门内弹 簧、气门弹簧座、锁片 • 2.气门传动组（控制气门打开及开启关闭规律） 正时齿轮、凸轮轴、挺柱、推 杆、摇臂轴、摇臂