3.配气机构

液力挺柱优点
❖ 气门受热膨胀后，挺柱自动缩短，保证关闭 紧密，
❖ 气门冷却收缩时，挺柱自动伸长，保证无间 隙。
桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图
低压油腔
单向阀
高压油腔
气门关闭时
弹簧被压缩
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。
转角称为进气提前角(或早开角)。
进气提前角用α表示，α一般为10°～30°。
(2)目的 进气门早开，使得活塞到 达上止点开始向下运动时，因进气门已有 一定开度，所以可较快地获得较大的进气 通道截面，减少进气阻力。
2.进气迟后角
(1)定义 在进气冲程下止点过后，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(或 晚关角)。
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
气门开现气门间 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。
2
3
4
四缸发动机凸轮投影
点火顺序： 1—3—4—2
B、链条和齿形皮带传动： 用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。
第三章 配气机构
概述 配气机构的种类 配气相位
配气机构的各零部件
§3.1 概 述
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。
（进气充分，排气彻底）
一、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。
叭顶）
而不宜用于排气门。
3、气门密封锥 气门锥角：气门锥面与气门顶面平面的夹角称为气门锥角。
常用的气门锥角为30°和45°
边缘应保持一定的 厚度，1～3mm。 防止受冲击损坏或
高温气体烧坏
气门锥角的作用 ①提高密封性和导热性； ②气门落座有自动定位作用； ③避免使气流拐弯过大而降低流速。 ④有了锥角，气门落座时能挤掉接触面的沉积物， 即有自洁作用。
❖ 4、减少排气系统对气流的阻力 ❖ 采用四气门结构、减少排气道和排气管的阻
力 ❖ 5、合理选择配气定时 ❖ 6、利用进排气管内的动态效应 ❖ 6、采用发动机增压技术
练习+总结
气门间隙： 配气相位、四个相位角： 排气提前角： 气门叠开：
配气相位演示
第四节 气门组的构造与检修
气门组实物图
为何排气门 间隙大于进 气门间隙？
实物图
测量气门间隙
拧松紧定螺母，调整调节 螺钉
2、双排不进法
❖ 1-------3-------4-------2 ❖双 排 不 进
❖ 1-------5-3-------6-------2-4
❖双 排
不进
3、不进双排法
❖ 转动曲轴一圈，调整剩下的气门
应用：凸轮轴下置式配气机构
4、摇臂
功用：
将推杆或凸轮传来的力改变大小和方向，作用到气门 杆端以推开气门。
摇臂是一个不等臂杠杆，其长臂一端驱动气门
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
短臂
长臂
摇臂
摇臂组示意图
螺栓 摇臂轴
摇臂轴紧固螺钉 摇臂
摇臂轴支座
摇臂称套
配气配气机构的工作原理
1、组成
二、气门传动组
2、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。
摇臂轴
摇臂
凸轮轴
凸轮轴正 时齿轮
推杆 挺柱
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。另外， 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。
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
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：普通挺柱和液力挺柱。
结构复杂，质 量大，用于大
型柴油机
预留气门间隙
❖ 作用：防止气门膨胀后关闭不严 ❖ 缺点：造成气门开闭冲击，产生磨损和噪音 ❖ 措施：液力挺柱
的轮廓曲线形状
三、配气机构的布置型式
1、
目前国产的汽车发动机 都采用气门顶置式配气
机构。
结构简单，进气门阻力 较大，发动机的动力性 和高速性均较差，逐渐
被淘汰。
2、
动力传递路线较长，环 节多，因此不适用于高 速发动机。
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。
3、 凸轮轴的传动方式
工作条件： 工作温度较 高，约500K。润滑困 难，易磨损。
材料： 用含石墨较多的 铸铁，能提高自润滑 作用。
气门导管
卡环：防止气门导 管在使用中脱落。
气缸盖
8、气门弹簧
功用：保证气门的回位。 材料：合金钢。
气门弹簧座
锁片
气门弹簧
特点: 1、刚度大 2、弹簧两端平齐，防止歪斜 3、减少共振
提高弹簧刚度（加粗弹簧，减小圈径） 变螺距弹簧 双气门弹簧
传动方式
图示
齿轮传动
链条传动
齿形带传动
应用
凸轮轴下置、中 置式配气机构 简单、噪音小
凸轮轴上置式配 气机构 啮合好
凸轮轴上置式配 气机构 噪音小 质量小 成 本低
4、
多气门式
四、气门间隙
气门间隙：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。
(2)目的 ①利用缸内外压力差继续排气； ②利用惯性继续排气。 由此可见，气门开启持续时间内的 曲轴转角，即排气持续角为
γ+180°+δ。
配气相位演示
气门重叠 气门重叠：当进气门早开和排气门迟关时，出现的
进排气门同时开启的现象。 气门重叠角：气门同时开启的角度（+ ）。
气门重叠角 排气过程
进气过程
调整螺钉
定位弹簧
桑 塔 纳 发 动 机 的 配 气 机 构
第三节 气门组及气门传动组的检修
❖ 1、气门的耗损与检验 ❖ 常见耗损： ❖ 气门杆部磨损、 ❖ 气门工作面烧蚀、 ❖ 气门杆弯曲变形等
2．凸轮轴检修
凸轮轴的主要耗损:
凸轮、轴颈表面磨损、凸轮轴的弯曲变形。
①凸轮磨损的检测
测量凸轮的最大高度H与基圆直径D的差来衡量凸轮
配气相位对发动机工作性能的影响
❖ 气门重叠角（进气提前角+排气迟后角）
❖
+
❖ 过大
❖ 导致废气倒流，新鲜气体随废气排出。
❖ 燃料浪费 动力不足
❖6
❖ 过小
❖ 会导致排气不彻底，进气量少，动力不足
第三节 发动机的换气过程
❖ 换气过程----发动机排气过程与进气过程的 统称。
❖ 换气越好，发动机动力性、经济性和排放性 越好
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
正时齿轮
凸轮轴结构
轴颈
凸轮
斜齿轮：
驱动分电器、 （机油泵）
斜齿轮
偏心轮： 驱动汽油泵
偏心轮
出 油 口
进 油 口
凸轮
轴颈
斜齿轮
偏心轮
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
双
排
不
进
❖ 1-------3-------4-------2
❖不 进 双 排
❖ 1-------5-3-------6-------2-4 不 进 双排
判断题
❖ 1.四冲程发动机曲轴与凸轮轴之间的传动比
为2：1
（）
❖ 2.顶置气门式配气机构中的气门安装在气缸
体一侧
（）
❖
填空题
❖ 1．四冲程发动机凸轮轴的布置形式有 _____,______,_______.
锁片
弹簧座
1、气门
功用：密封气道、由头部和杆身组成 头部——密封气道 杆身——导向作用
工作条件：
1、头部直接与高温气体接触。 2、气门散热困难 3、气门关闭时，承受很大落座
冲击力 4、被气缸中废气的酸性物质腐
蚀。
❖ 材料：
❖ 足够的强度、刚度、耐高温、耐磨 损
❖ 中碳合金钢
❖ 耐热合金钢（头部）
气门实物图
进气门（大）
排气门（小）
4、气门杆身
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
5、气门弹簧座的固定
锁片式结构 锁销式
6、气门座
气门座概念： 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，对气门进行散热。
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。
配气机构的组成及工作原理
气门组
气门传 动组
总结 配气机构的工作原理
❖ 1、曲轴转2周、凸轮轴转到1周 ❖ 2、气门的开启是通过气门传动组来完
成 ❖ 3、气门的关闭是由气门弹簧来完成 ❖ 4、气门的开启时刻与规律取决于凸轮