第三章配气机构解析
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配气机构分析
锥角作用：
A、获得较大的气门座合压力，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。
边缘应保持 一定的厚度， 1~3mm。
装配前应将 密封锥面研 磨。
配气机构分析
气门杆：
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
气门杆尾部： 环形槽、锁 销孔
易断裂处
配气机构分析
2、气门导管：
作用：
为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导热作用。
工作条件：
倒角
工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨损。
气缸盖
材料：
气门导管
用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。
加工方法：
外表面加工精度较高 内表面精绞 装配：
卡环：防止气门 导管在使用中脱 落。
气门杆与气门间隙0.05～0.12mm。
第三章 配气机构
概述 配气相位 配气机构的主要零部件 可变进气系统
配气机构分析
§3.1 概述
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、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。
伸入深度应适量。锥 度可减少气流阻力。
过盈配合
配气机构分析
3、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。
A、获得较大的气门座合压力，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。
边缘应保持 一定的厚度， 1~3mm。
装配前应将 密封锥面研 磨。
配气机构分析
气门杆：
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
气门杆尾部： 环形槽、锁 销孔
易断裂处
配气机构分析
2、气门导管：
作用：
为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导热作用。
工作条件：
倒角
工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨损。
气缸盖
材料：
气门导管
用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。
加工方法：
外表面加工精度较高 内表面精绞 装配：
卡环：防止气门 导管在使用中脱 落。
气门杆与气门间隙0.05～0.12mm。
第三章 配气机构
概述 配气相位 配气机构的主要零部件 可变进气系统
配气机构分析
§3.1 概述
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、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。
伸入深度应适量。锥 度可减少气流阻力。
过盈配合
配气机构分析
3、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。
第三章配气机构
气门热量从气门座处散失)和避免受热变形。
• 有些发动机为了制造和维修方便，二者都用450。
42
锥面研磨
• 为保证良好密合，装配前应将气门头与气门座二者的 密封锥面互相研磨，研磨好的零件不能互换。
43
③气门直径
• 气门头部直径越大，气门口通道截面就越大，进、排 气阻力就越小。
44
45
(2)气门杆部
1-气门杆；2-气门弹簧； 3-弹簧座；4-锁片；5-卡环
4
一、气门的布置形式:
1.顶置式—位于缸盖顶上
气门行程大,充气好,燃烧室紧 凑，有利于燃烧及散热，有 利于提高压缩比和改善发动 机动力性（结构复杂,零件多）
5
2.侧置式—位于缸体一侧已趋于淘汰
a. 结构简单，高度低 b. 燃烧室结构不紧凑,散热大 c. 拐弯多,阻力大,进气不充分,排气不彻
底
6
二、 凸轮轴的布置位置
（4）优点：正时精度高，传动阻力小，无需张紧机构。
12
（5）正时记号(装配时必须对齐):保证配气正时。
A—B；
1—1为配气正时记号; 2—2为喷油正时记号;
13
2、链条传动（凸轮轴上置或中置用）
（1）特点：噪声小,可靠性、 耐久性不如齿轮传动，传 动性取决于链条的制造质 量。
（2）防止链条抖振，设有导 链板和张紧装置。
37
一、气门
• 作用：
• 燃烧室的组成部分； • 根据工作需要，实现燃烧室的开启与密封。
• 工作条件：
• 承受热负荷：进气门600~700K，排气门800~1100K； • 承受机械载荷：气体压力、气门弹簧力、落座惯性力等； • 作高速往复直线运动；冷却和润滑条件差； • 易被腐蚀（高温燃气中有腐蚀性的气体）。
• 有些发动机为了制造和维修方便，二者都用450。
42
锥面研磨
• 为保证良好密合，装配前应将气门头与气门座二者的 密封锥面互相研磨，研磨好的零件不能互换。
43
③气门直径
• 气门头部直径越大，气门口通道截面就越大，进、排 气阻力就越小。
44
45
(2)气门杆部
1-气门杆；2-气门弹簧； 3-弹簧座；4-锁片；5-卡环
4
一、气门的布置形式:
1.顶置式—位于缸盖顶上
气门行程大,充气好,燃烧室紧 凑，有利于燃烧及散热，有 利于提高压缩比和改善发动 机动力性（结构复杂,零件多）
5
2.侧置式—位于缸体一侧已趋于淘汰
a. 结构简单，高度低 b. 燃烧室结构不紧凑,散热大 c. 拐弯多,阻力大,进气不充分,排气不彻
底
6
二、 凸轮轴的布置位置
（4）优点：正时精度高，传动阻力小，无需张紧机构。
12
（5）正时记号(装配时必须对齐):保证配气正时。
A—B；
1—1为配气正时记号; 2—2为喷油正时记号;
13
2、链条传动（凸轮轴上置或中置用）
（1）特点：噪声小,可靠性、 耐久性不如齿轮传动，传 动性取决于链条的制造质 量。
（2）防止链条抖振，设有导 链板和张紧装置。
37
一、气门
• 作用：
• 燃烧室的组成部分； • 根据工作需要，实现燃烧室的开启与密封。
• 工作条件：
• 承受热负荷：进气门600~700K，排气门800~1100K； • 承受机械载荷：气体压力、气门弹簧力、落座惯性力等； • 作高速往复直线运动；冷却和润滑条件差； • 易被腐蚀（高温燃气中有腐蚀性的气体）。
03第三章配气机构
易断裂处
2、气门导管：
作用：
为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导热作用。
工作条件：
倒角
工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨损。
气缸盖
材料：
气门导管
用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。
加工方法：
外表面加工精度较高 内表面精绞 装配：
卡环：防止气门 导管在使用中脱 落。
气门杆与气门间隙0.05～0.12mm。
2、气门侧置式
进排气门都布置在气缸 的一侧，结构简单、零件数 目少。
气门布置在同一侧导致 燃烧室结构不紧凑、热量损 失大、进气道曲折、进气阻 力大，使发动机性能下降， 已趋于淘汰。
四、凸轮轴的布置型式：
1、凸轮轴下置：
不利因素：凸轮 轴与气门相距较 远，动力传递路 线较长，环节多， 因此不适用于高 速发动机。
点火顺序： 1—2—4—3
四缸发动机凸轮投影
凸轮轴的轴向定位：
作用：
为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿轮产生 的轴向力。
气缸体
凸轮轴颈
窜动量
止推板
隔圈（调节环） 正时齿轮
凸轮轴的 轴向间隙
利用调节环控制轴向窜动
凸轮轴的驱动：
A、齿轮传动：应用在下置凸轮 轴发动机。采用斜齿齿轮。
B、链条和齿形皮带传动：链条传动噪声小，用于 中置式或顶置式凸轮轴发动机。
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：
菌式
气门侧置式
筒式
气门顶置式
减小摩擦所造成的对 滚轮式 挺柱的侧向力。多用
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。
第三章 配气机构.ppt
三、按凸轮轴的传动方式分： 1）齿轮传动式 2）链传动式 3）带传动式
四、按每缸气门数目分：
1）二气门 2）多气门
一、气门的布置型式
1. 气门顶置式配气机构
结构特点：气门布置在气缸盖上，头 部朝下。
优点：气道平滑，充气效率高，燃烧室 紧凑，压缩比高。
缺点：气门离曲轴远，传动机构复杂。
2. 气门侧置式配气机构
汽车构造（一）
车辆工程教研室 刘云
第三章 配气机构
概述 第一节 气门式配气机构的布置与传动 第二节 配气定时
概述
视频
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。
1. 结构特点： 凸轮轴位于曲轴箱内，有挺柱、 推杆、摇臂。
2.优点： 凸轮轴靠近曲轴，便于齿轮驱
动。
3.缺点： 零件多，传动链长，机构刚性
差，动力特性差，难以适应高速 化。
传动方式： 凸轮轴经过挺柱直 接驱动摇臂，省去 推杆。
3.应用： 适用于发动机转速 较高时，可以减少 气门传动机构的往 复运动质量。
（三）凸轮轴上置式
1.结构特点： 凸轮轴布置在气缸盖上，
与气门距离近，省去刚性较 差的推杆等零件。 2. 优、缺点
机构动力特性好，容易上 高速，但曲轴离凸轮远，驱动 机构复杂，空间布置困难。
3. 应用 高速发动机
4. 单顶置凸轮轴（SOHC）
（Single Over Head Camshaft）
Flash动画
特点：
四冲程发动机 每完成一个工 作循环，曲轴 转两圈，各缸 进排气门各开 启一次，凸轮 轴只转一圈。 故曲轴与凸轮 轴传动比为 2:1。
第三章 斯太尔发动机配气机构
第三节
配气机构常见故障
一、气门烧蚀 （一）现象 1.当某缸气门烧蚀后，可明显地发现该缸 的压力降低，发动机功率下降。 2.发动机工作时可听到进气歧管发出“喔 喔”声音，在消声器外可以听到“突突”声。 （二）原因 1.气门接触面部分积碳，引起散热不良。 2.气门间隙过小或没有间隙，导致气门关 闭不严，在高温高压作用下烧蚀。 3.气门材料质量差。
摇 臂 轴
4.气门推杆
作用: 是 将凸轮轴经过 挺杆传来的推 力传给摇臂。
（三）配气机构齿轮系 EQ6BT型柴油机正时齿轮系
WD615型柴油机正时齿轮系
SOFIM发动机配气机构正时传动
（四）配气相位
从气门开始开 启到关闭终了时的 曲轴转角称为配气 相位。 来表示，此图称为 配气相位图。
4.气门弹簧
作用：使气门自动回位，保证气门与气 门座的密封，并尽量减少气门落座时的冲击 力。 为避免共振,WD615.67型、SOFIM8142型柴 油机，BJ498Q汽油机采用两个刚度不同的弹簧 一起工作，互相干扰达到避免共振的目的，同 时为避免折断弹簧卡入完好的弹簧，两根弹簧 的螺旋方向相反。 EQ6BT型柴油机采用钢丝直径较粗的弹簧， 提高弹簧的固有频率。
第三章
配气机构
作用：按 照内燃机各气 缸的工作过程， 适时开启和关 闭进、排气门， 完成换气过程。
SOFIM8142型柴油机配气机构
第一节
一、按气门 安装位置的 不同分：
气门顶置式 配气机构和 气门侧置式 配气机构
配气机构的形式
二、按凸轮轴的布置位置的不同分：
凸轮轴下置式
凸轮轴中置式
凸轮轴上置式
由于存在进气门提前开启角α和迟闭角β， 实际开启时间对应的曲轴转角为α+180°+β， 约为230°～ 290°。
汽车维修初级课件：第三章 配气机构
2021/3/10
汽车发动机构造
3.2 配气定时及气门间隙
三、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。
气门间隙
摇臂
气门杆
2021/3/10
汽车发动机构造
3.2 配气定时及气门间隙
2、必要性：发动机工作时，气门将因温度升高而膨胀，如果
气门及其传动件之间，在冷态时无间隙或间隙过小，则在热态 时，气门及其传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成 发动机在压缩和作功行程中漏气，而使功率下降，严重时甚至 不易起动。为了消除这种现象，通常在发动机冷态装配时，留 有气门间隙，以补偿气门受热后的膨胀量。有的发动机采用液 力挺柱，挺柱的长度能自动变化，随时补偿气门的热膨胀量， 故不需要预留气门间隙。
1.进气提前角 (1)定义：在排气冲程接近终了，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(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。
其中气门组零件包括气门、气门 座圈、气门导管、气门弹簧、气门弹 簧座和气门锁夹等；气门传动组零件 则包括凸轮轴、挺柱、 推杆、摇臂、 摇臂轴、摇臂轴座和气门间隙调整螺 钉等。下置凸轮轴由曲轴定时齿轮驱 动。发动机工作时，曲轴通过定时齿 轮驱动凸轮轴旋转。当凸轮的上升段 顶挺柱时，经推杆和气门间隙调整螺 钉推动摇臂绕摇臂轴摆动，压缩气门 弹簧使气门开启。当凸轮的下降段与 挺柱接触时，气门在气门弹簧力的作 用下逐渐关闭。
汽车发动机构造
第三章-配气机构概述PPT课件
2020年9月28日
12
2020年9月28日
13
4．组成 包括气门组和气门传动组
2020年9月28日
14
第二节 配气机构的主要零部件
1．气门组 构成：气门、气门座、
气门导管、气门 弹簧、锁片等。
2020年9月28日
15
气门组实物图
2020年9月28日
16
（1）气门 功用：控制进、排气管的开闭 工作条件： 承受高温、高压、冲击、
2020年9月28日
3
2．充气效率
新鲜空气或可燃混合气被吸入气缸愈多，则发动机可能 发出的功率愈大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度， 用充气效率表示。越高，表明进入气缸的新气越多，可燃混 合气燃烧时可能放出的热量也就越大，发动机的功率越大。
2020年9月28日
4
3. 型式 (1) 气门布置方式
与气门座配对研磨。
2020年9月28日
18
气门头顶部形状有平顶，球面顶和喇叭形顶等。
2020年9月28日
19
➢ 平顶：结构简单、制造方便、吸热面积小，质量小、进、 排气门均可采用。
➢ 球面顶：适用于排气门，强度高，排气阻力小，废气的 清除效果好，但受热面积大，质量和惯性力大，加工较复 杂。
➢ 喇叭形顶：适用于进气门，进气阻力小，但受热面积大。 ➢ 有的发动机进气门头部直径比排气门大，两气门一样大时，
气门顶置式配气机构、气门侧置式配气机构
2020年9月28日
5
气门位于气缸盖上称为气门顶置式配气机构，由凸轮、挺柱、
推杆、摇臂、气门和气门弹簧等组成。其特点，进气阻力小， 燃烧室结构紧凑，气流搅动大，能达到较高的压缩比，目前国 产的汽车发动机都采用气门顶置式配气机构。