配气机构的主要零部件解析

凸轮轴轴颈
凸轮的工作过程如下：
气门开启点
消除气门 间隙阶段
气门升程最大时刻 气门关闭点
出现气门 间隙阶段
2. a) 同名凸轮的相对角位置 凸轮轴上各缸进气(排气)凸轮，即同名凸轮的
相对角位置与凸轮轴的转动方向、各缸的工作顺序 和作功间隔角有关。
根据上述道理，只要知道了凸轮轴的旋转方向和同 名凸轮的相对位置，就可以判断发动机的工作顺序。
分类：液力挺柱可分为平面、滚轮式、吊杯形三种。
应用：液力挺柱结构复杂，加工精度要求高，而且磨损 后无法调整只能更换，所以目前在一般载货车上用得较少， 而在较高级的轿车上则应用很广。
图3-19 奥迪轿车发动机液力挺柱 1-高压油腔；2-缸盖油道；3-油量孔；4-斜油孔；5-球阀；6-低 压油腔；7-键形槽；8-凸轮轴；9-挺柱体；10-柱塞焊缝；11柱塞；12-套筒；13-弹簧；14-缸盖；15-气门杆
点火顺序：1—2—4—3 点火顺序：1—5—3—6—2—
b) 异名凸轮的相对角位置
同一气缸的进、排气凸轮，即异名凸轮 的相对角位置。它是由发动机的配气相位 和凸轮轴的转向所决定的。
3. 凸轮轴的材料：凸轮轴的材料一般用优质 钢模锻而成，也可采用合金铸铁或球墨铸铁铸造。 凸轮各轴颈的工作表面一般经热处理后精磨，以 改善其耐磨性。
A、进气门570K-670K，排气门1050K-1200K。 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：
强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨 材料：
进气门570K-670K，采用合金钢（铬钢或铬镍钢）
排气门1050K-1200K，采用耐热合金钢（硅铬钢）
三、气门座
1. 作用：气门座与气门头部共同对气缸起密封 作用，并接受气门传来的热量。
2. 分类：
a. 镗出式气门座（用于汽油机进气门）； b. 镶嵌式气门座（用于汽油机排气门、采用铝合金缸
盖的发动机的进、排气门和柴油机进气门）。 优点：节省材料，提高使用寿命，更换、维修方便。 缺点：导热性差，加工精度要求高，脱落（过盈配
定义：在中空的气门杆中填入一 半金属钠。
作用：旨在减轻气门质量和减小 气门运动的惯性力。增 强排气门的散热能力。
原因：钠的熔点的是97.8℃，沸 点为880℃，所以在气门 工作时，钠变成液体。
应用：高度强化的发动机排气门。
a. 弹簧座的固定：气门杆端的形状决定于气门弹簧座的固定方式
6
a） 锁片式
b）锁销式
1-气门杆；2-气门弹簧；3-弹簧座；4-锁片；5-卡环； 6-锁销
b. 防松装置：为防止气门 弹簧折断时，气门落入气 缸造成严重事故，可在气 门杆尾部加工一个环形槽， 内装上弹簧卡环。
图3-28 锁片式结构 1-气门杆；2-气门弹簧；3弹簧座；4-锁片；5-卡环Βιβλιοθήκη 2. 气门的工作条件与材料
工作条件：
②气门落座时有自动定位作用。
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。
要求：
锥面要研磨，宽度要合适，一般1－3mm。 一般做成45°锥角。
c. 气门直径：进气门直径一般大于排气门直径。（视频）
进气门
排气门
气 门 实 物 图
两气门一样大时，排气门有记号。
二、气门导管
1.作用：导向作用，保证气门作直线往复运动，使 气门与气门座正确贴合。此外，气门导管还在气门杆 与气缸盖之间起导热作用。
2. 形状：导管内、外圆柱面经加工后压入气 缸盖的气门导管孔中，然后再精铰内孔。
3. 材料：灰铸铁、球墨铸铁或铁基粉末冶金。
4. 防落装置：卡环定位。导管和气门导管孔 是过盈配合。导管和气门杆是间隙配合。
功用：燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开关，
承受冲击力(高温、高速气流冲击)。
a. 气门顶形状：
a)平顶
b)球面顶
c)喇叭顶
平顶式 球面顶 喇叭顶
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。
适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气 的清除效果好，但球形的受热面积大，质量和惯性 力大，加工较复杂。
图3-21 摇臂及摇臂组
1-垫圈；
2、3、4、-摇臂 轴支座；
5-摇臂轴；
6、8、10、-摇臂； 7-弹簧；
9-定位销； 11-锁簧；12-堵头；
A、C、D、E-油 孔；
B-油槽
气门传动组零件图
第二节 配气机构的主要零部件（视频）
一、 气门组 作用：在任何情况下，必须保证燃烧室的密封性。
气门组实物图
一、气 门（视频）
气门是保证发动机工作性能良 好和可靠的重要零件之一。
1. 气门的构造 由头部和杆部两部分组成。 气门头部的散热：通过气门座、 气门杆。
气门 1—杆部；2—头部
（1）气门头部
（2）气门杆部：用来为气门运动时导向、承受侧压力 并传走一部分热量。气门杆呈圆柱形，在气门导管中 不断进行往复运动。其表面须经过热处理和磨光，以 保证与气门导管的配合精度和耐磨性。
气门杆尾部： 环形槽、锁销孔
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
充钠中空气门杆
4. 凸轮轴的驱动
4. 凸轮轴轴向定位： 止推轴承、 止推片、 止推螺钉、 止推凸缘定位。
二、挺柱
1. 作用：挺柱是凸轮的从动件。作用是将凸轮的 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。
2. 分类：分为机械挺柱（又分为平面挺柱和滚轮 式挺柱）、液力挺柱。
（1）平面挺柱 平面挺柱由于结构简单、质量轻，被广泛用于车 用发动机上。 为减轻平面挺柱工作面的磨损，可采取下列结构 措施：
摇臂轴
摇臂
凸轮轴
凸轮轴正 时齿轮
推杆 挺柱
一、凸轮轴（视频）
1. 结构
进、排气凸轮：用以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：用来支承凸轮轴，一般凸轮轴每隔两个气 缸设置一个轴颈，也有全支撑的。
凸轮轴
驱动汽 油泵的
凸轮
正时齿轮 衬套
偏心轮
螺栓
止推座
垫片
止推凸缘 驱动分电器的螺旋齿轮
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，而不宜用于排气门。
b. 气门锥角：
定义：气门与气门座之间的配合面做成锥面， 称为气门密封锥面；其锥角，称为气门锥角。
作用：
①就象锥形塞子可以塞紧瓶口一样，能获得较 大的气门座合压力，以提高密封性和导热性。
3. 具有足够的刚度和安装预紧力的原因：气门弹簧必 须承受气门关闭过程中气门及传动件产生的惯性力，也 必须克服配气机构因高速运转时产生的振动而引起的附 加负荷。预紧力保证气门处于关闭状态时，关闭严实。
4. 防止气门弹簧共振的方法
（1）提高气门弹簧的自然振动频率 （2）采用双气门弹簧 （3）采用不等螺距弹簧
（2）滚轮式挺柱 滚轮式挺柱，其优点是
可以减小摩擦所造成的对挺 柱
的侧向力。这种挺柱结构复 杂
，重量较大，多用于大缸径 柴
油机上。
（3）液力挺柱 目的：解决了因有气门间隙而产生的冲击及噪音问题。
消除了配气机构中的间隙，减小了各零件的冲击载荷和 噪声，同时凸轮轮廓可设计得比较陡一些，气门开启和关闭 更快，以减小进排气阻力，改善发动机的换气，提高发动机 的性能，特别是高速性能。
两臂长比：1.2-1.8(气门端长，所以在一定的气门升程
下，可减小推杆、挺柱的运动距离和加速度，从而减小了
工作气中门的间惯隙性力
)
。
调节螺母
摇臂
调节螺钉
易磨损部位 堆焊耐磨合金
短臂
长臂
圆弧面 摇臂轴套
摇臂组示意图
螺栓 摇臂轴
摇臂轴紧固螺钉
摇臂
锁紧螺母
碗形塞 摇臂轴支座
定位弹簧 摇臂称套 调整螺钉
合）。
四、气门弹簧
1. 作用：
（1）保证气门自动回位关闭而密封。
（2）保证气门与气门座的座合压力。
（3）吸收气门在开启和关闭过程中传动零件所产 生的惯性力，以防止各种传动件彼此分离而破坏配气机 构正常工作。
2. 材料和固定：材料为高锰钢、铬钒钢，热处理；固 定方法为一端靠在气缸盖上，一端靠在弹簧座上。
三、推杆
1. 作用：将从凸轮轴 经过挺柱传来的推力 传给摇臂。
2. 结构：它是气门机 构中最易弯曲的，要 求有很高的刚度，尽 量做得短些。推杆可 以是实心或空心的。
四、摇臂
功用：
将推杆或凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆端压缩 气门弹簧以推开气门。
1)普通摇臂结构:
T字形(提高刚度强度减轻质量)
a. 挺柱轴线偏离凸轮的对称轴线。一般 e取1～3mm。
发动机工作时凸轮与挺柱底面的摩擦力 可使挺柱围绕自身的轴线旋转，以达到挺柱 底面磨损均匀的目的。
b. 将挺柱底面做成球面，将凸轮工作 面制成锥角很小的锥面。这样使凸轮与挺柱 的接触点偏离挺柱轴线，使挺柱自转。
c. 在挺柱底面镶嵌耐磨金属块。
d. 将挺柱侧表面制成桶形，由于它的 自位作用，使磨损均匀。
（4）采用等螺距的单弹簧，在其内圈加一个 过盈配合的阻尼摩擦片来消除共振。
（5）采用锥形气门弹簧
注意：安装时，应使弹簧大端朝向气缸盖。
图3-35 气门弹簧 a)等螺距弹簧；b)不等螺距弹簧；c)双螺旋弹簧
5、气门油封视频
二、 气门传动组
作用：使进、排气门能按配气相位规定的时刻开闭， 且保证有足够的开度。