配气机构
第三讲发动机配气机构
1.进气提前角α :进气门开到上止点曲轴所转 过的角度.α＝0°～30° 2.进气迟后角β:从进气行程下止点到进气门关 闭曲轴转过的角度.β＝30°～80° 3.排气提前角γ :从排气门开启到下止点曲轴 转过的角度. γ＝40°～80° 4.排气迟后角 δ:从上止点到排气门关闭曲轴 转过的角度. δ＝0°～30° 5.气门重叠角 :重叠期间的曲轴转角.它等于进 气提前角与排气迟后角之和，即 α＋δ。
二、凸轮轴中置式配气机构
特点:缩短了推 杆,减轻了配气 机构的往复运 动质量，增大 了机构的刚度， 更适用于较高 转速的发动机。
三、凸轮轴上置式配气机构(OHC)
优点:运动件少， 传动链短，整 个机构的刚度 大，适合于高 速发动机。
四、气门驱动形式
有摇臂驱动、摆臂驱动和直接驱动三种类型
1.摇臂驱动、单凸轮轴上置式配气机构
作业
1.进、排气门为什么要早开晚关? 2.如何根据凸轮轴判定发动机工作顺序?
二、可变配气定时机构
四冲程发动机的配气定时应该是进气迟后 角和气门重叠角随发动机转速的升高而加 大。 如果气门升程也能随发动机转速的升高而 加大，则将更有利于获得良好的发动机高 速性能。
三、气门间隙
气门间隙:发动机在冷态下，当气门处于关 闭状态时，气门与传动件之间的间隙.
5.凸轮轴的轴向定位
轴向移动量过大，对于由螺旋齿轮传动的凸 轮轴，会影响配气定时。
二、挺柱 1.挺柱的功用、分类 功用: 挺柱是凸轮的从动件，将来自凸轮的运 动和作用力传给推杆或气门. 分类: 机械挺柱和液力挺柱两大类，
2.机械挺柱
结构简单，质量轻， 在中、小型发动机中 应用广泛。
3.液力挺柱 :零气门间隙。消除撞击和噪声这一弊端.
配气机构概述
为180º+α+β
2.排气门的配气相位
排气提前角γ ：一般为40º～80º 排气迟后角δ ：一般为10º～30º 排 气 持 续 角：排气门开启持续时间的曲轴转角。
为180º+γ+δ
3.气门叠开
气门叠开：在某一时间内，进气门、排气门同时开启的现
象。
气门叠开角：气门重叠时的曲轴转角。为α+δ
汽车构造
汽车构造
配气机构是控制发动机进气和排气的装置，其作用是 按照发动机的工作循环和点火次序的要求定时开启和关闭 各缸的进、排气门，以便在进气行程使尽可能多的可燃混 合气（汽油机）或空气（柴油机）进入汽缸，在排气行程 将废气快速排出汽缸。
配气机构的组成
1.1 配气机构的分类
1.按气门的布置形式分
1）侧置气门式配气机构 2）顶置气门式配气机构
2.按凸轮轴的布置形式分 1）凸轮轴下置 式配气机构
2）凸轮轴中置式 配气机构
3）凸轮轴上置式配气机构
3.按曲轴驱动凸轮轴的方式分 1）齿轮传动配气机构 3）齿形带传动配气机构
2）链传动配气机构
4.按每缸气门的数量分 1）双气门式配气机构
2）多气门式配气机构
(a)双气门
(b)三气门
(c)四气门
(d)五气门
1.2 气门间隙
发动机工作时，气门及其 传动件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，则在热态下， 气门及其传动件受热膨胀势必引 起气门关闭不严，造成发动机在 压缩和作功行程中漏气，会使发 动机功率下降。为了消除上述现 象，通常在发动机冷态装配时， 在气门及其传动机构中留有适当 的间隙，以补偿气门受热后的膨 胀量。这一预留间隙称为气门间 隙。
第三章 配气机构
第三章配气机构3.1 概述 (2)3.2 配气相位 (5)3.3 配气机构的零件和组件 (8)3.4 可变进气系统 (21)学习目标：1.掌握配气机构的组成及各零部件的结构特点；2.掌握配气相位、气门间隙；3.掌握凸轮轴的结构特点；4.掌握可变进气系统的结构类型特点。
学习方法：介绍发动机配气机构的结构及组成，通过实物教学和多媒体课件动态演示相结合，并和汽车拆装与调整实践教学相辅相承，使学生掌握各零部件的结构特点和安装要求。
学习内容：§3.1 概述§3.2 配气相位§3.3 配气机构的零件和组件§3.4 用配气相位图分析可调间隙的气门§3.5 可变进气系统学习重点：1.配气相位；2.气门间隙；3.凸轮轴的结构特点；4.可变进气系统的结构类型。
作业习题：1.影响充气效率的因素主要有哪些？2.配气机构的功用是什么？3.如何从一根凸轮轴上找出各缸的进排气凸轮和该发动机的发火顺序？4.气门弹簧起什么作用，为什么在装配气门弹簧时要预先压缩？5.挺柱的类型主要有哪些，液压挺柱有哪些优点？6.可变进气系统主要有哪几种型式？3.1 概述配气机构的功用就是根据每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求，定时打开和关闭各缸的进排气门，使新气及时进入气缸和废气及时排出气缸，使换气过程最佳。
好的配气机构应使发动机在各种工况下工作时获得最佳的进气量，以保证发动机在各种工况下工作时发出最好的性能。
发动机在全负荷下工作时，需获得最大功率和扭矩，这就要求在此工况下，配气机构应保证获得最大进气充量。
吸入的进气越多，发动机发出的功率和扭矩越大。
进气充满气缸的程度，常用充气效率 ( 也称充气系数 ) η v 表示。
即：ηv =M/Mo式中M －进气过程中，实际充入气缸的进气量；Mo －在进气状态下充满气缸工作容积的进气量。
一般情况下发动机充气效率η v 总是小于 l 的。
η v 的大致范围是：四冲程汽油机 0.7 ～ 0.85 ；四冲程非增压柴油机 0.75 ～ 0.90 ；四冲程增压柴油机 0.90 ～ 1.05 。
配气机构基本知识点总结
配气机构基本知识点总结一、配气机构的定义和作用1. 配气机构指的是将压缩机的排气气体按一定比例、一定时间和一定顺序分配给多个气缸，以保证每个气缸在合适的时间和压力下充满气体，并确保气缸之间的气体压力均衡的设备。
2. 配气机构的作用是确保内燃机气缸的正常工作，使每个气缸在正确的顺序、正确的时间和正确的压力下吸入空气、压缩气氛、排放废气，从而保证发动机的正常运转。
二、配气机构的组成和工作原理1. 配气机构主要由凸轮轴、气门、气门弹簧、气门挺杆、气门推杆、气门座垫和气门导管等部件组成。
2. 工作原理：当凸轮轴转动时，凸轮的顶部形状与气门橡胶垫的底部形状相吻合，当凸轮滚子要摇动气门时，气门随之开启或闭合。
凹凸轮的横向间距是一定值，所以使气门同步开启、闭合。
三、配气机构的分类1. 根据气门运动的方式，配气机构可以分为机械式配气机构和液压式配气机构。
其中，机械式配气机构通过凸轮轴来直接驱动气门，而液压式配气机构则是利用液压原理来传动气门。
2. 根据气门控制方式的不同，可以分为正时式配气机构和可变气门正时配气机构。
正时式配气机构是气门的开启和关闭时间由固定的凸轮来控制，而可变气门正时配气机构则是通过改变气门开启和关闭时间来实现更高效的气缸充气和排气。
四、配气机构的主要参数1. 配气时期：指气门在一次循环中从开启至关闭再到下一次开启的时间。
2. 配气重叠：指气门关闭和下一次气门开启之间的时间重叠。
3. 气门开启时间和气门关闭时间：分别指气门从关闭到开启的时间和从开启到关闭的时间。
4. 气门升程：指气门从关闭到开启的相对位移距离。
五、配气机构的维护和故障排除1. 定期更换气门和气门导管，以防止气门渗漏和气门劣化造成的工作异常。
2. 定期检查和调整气门间隙，保证气门的开启和关闭时间符合规定的要求。
3. 定期更换气门弹簧，以防止气门弹簧劣化导致气门失控或气门磨合不良。
4. 对配气机构进行定期检查，检查凸轮轴、气门轴承、气门盖等部件的磨损情况，及时进行维护和更换。
第三章配气机构
• 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）。
配气机构(农机发动机构造与维修课件)
一、配气机构的功用 配气机构是控制发动机进气和排气的装置，其作用是
按照发动机的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关 闭各缸的进、排气门，以便在进气行程使尽可能多的可燃 混合气（汽油机）或空气（柴油机）进入气缸，在排气行 程将废气快速排出气缸。
二、气门式配气机构的分类 一般按气门布置型式的不同，可分为:侧置气门式和顶置
下往复运动时不发生径向摆动，准确落座，与气门座正确贴 合。同时起导热作用，将气门杆的热量经气门导管传给缸盖 及水套。为了防止导管在使用过程中松动脱落，有的发动机 在气门导管的中部加装定位卡环，如图3-6所示。
图3－6 气门导管 1-卡环 2-气门导管
图 3－7 气门座圈
5、气门座 气门座有两种:一种是在气缸盖上直接镗削加工而成； 另一种是用合金铸铁或奥氏体钢单独制作成气门座圈，
（三）凸轮轴的传动方式 曲轴与凸轮轴之间的传动方式有: 齿轮传动、链传动和
齿形带传动三种方式。
第一节 气门组主要零件
气门组件包括进、排气门及其附属零件。组成如图3-3 所示。
图3－3 气门组件的组成 1-弹簧座 2-分开式气门锁片
1、气门 气门分进气门和排气门两种。进、排气门结构相似，
都由头部和杆部两部分组成,如图3-4所示。
如图3-2所示。
结构特点气门安装在气缸盖中，处于气缸的顶部进、排 气阻力小，采用半球形、楔形或盆形燃烧室，燃烧室结构紧 凑，压缩比高，改善了燃烧过程，减少了热量损失，提高了 热效率。因而，有利于提高发动机的动力性和经济性。
（二）凸轮轴的布置型式 凸轮轴的布置型式是根据凸轮轴在机体中安装位置的
不同，划分为下置式、中置式和上置式三种。
气门式两大类。
二、气门式配气机构的分类
第三章配气机构
*二、挺柱
作用： 将凸轮的推力（运动）传给推杆或气门，并承受凸轮轴旋转时所施加的侧向力，并将其传给 机体或者气缸盖。
1、 工作条件 由于挺柱底面与凸轮接触面积小，同时与凸轮间高速运动，导致接触压力很大，造成磨损严重，
因此要求挺柱必须耐磨。一般用镍铬合金铸铁制造。结构形式上包括机械挺柱和液力挺柱。
2、 机械挺柱 机械挺柱会存在偏磨损。
为提高散热性能： ① 气门头与气门座密封良好； ② 气门头与气门杆过渡部分应圆滑； ③ 气门杆与气门导管间隙尽可能小。
充钠冷却
**5、 每缸气门数
(1) 一般发动机为一进一排两气门，且进气门比 排气门大15%~30%。两气门发动机多采用 半球形燃烧室.
(2) 现代汽车普遍采用每缸三、四、五个气门。 其中四气门的应用最为广泛。四气门发动机 每缸两个进气门和两个排气门.四气门发动机 多采用蓬形燃烧室.
气门间隙一般由发动机制造厂根据试验确定。
第三节 气门组
气门组包括气门、气门导管、气门座及气门弹簧等。 气门组应保证气门能够实现气缸的密封。
**一、气门 *1、 工作条件、要求、材料及组成
（1）工作条件 热负荷大：气门直接与高温燃气接触，受热严重，散热难(接触面积小)，因此，气门的温度很高。 排气门由于废气的加热作用温度高，为600~800°；进气门由于受到新气的冷却作用，温度稍低， 约为300~400°。 受力情况：气门承受气缸内气体压力和气门弹簧力的作用，以及由于配气机构运动件的惯性力使 气门落座时受到冲击。 腐蚀情况：与腐蚀性气体接触而受到腐蚀。
整个机构刚性差。
2 、凸轮轴中置式（通常位于机体的上部） 优点：传动机构刚度有所增加； 缺点：凸轮轴驱动变复杂。
** 3 、凸轮轴上置式 优点：运动件少，气门传动链短，机构刚度最好； 缺点：凸轮轴驱动复杂。
配气机构
第三章 配气机构一、概述1．功用：配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时排出废气。
另外，当进、排气门关闭时，保证气缸密封。
进饱排净，四行程发动机都采用气门式配气机构。
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v η表示。
o v m m =η气质量充满气缸工作容积的新进气系统进口状态下量实际充入气缸的新气质进气过程中,,→→ v η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。
3．型式① ⎩⎨⎧气门侧置式配气机构气门顶置式配气机构分根据气门安装位置不同, （图3-1） 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。
气门位于气缸体侧面称为气门侧置式配气机构，由凸轮、挺柱、气门和气门弹簧等组成。
省去了推杆、摇臂等另件，简化了结构。
因为它的进、排气门在气缸的一侧，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。
② ⎪⎩⎪⎨⎧凸轮轴上置式凸轮轴中置式凸轮轴下置式按凸轮轴布置位置 （图3-2）凸轮轴下置式，主要缺点是气门和凸轮轴相距较远，因而气门传动另件较多，结构较复杂，发动机高度也有所增加。
凸轮轴中置,凸轮轴位于气缸体的中部由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去推杆，这种结构称为凸轮轴中置配气机构。
凸轮轴上置,凸轮轴布置在气缸盖上。
凸轮轴上置有两种结构，一是凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门，这样既无挺柱，又无推杆，往复运动质量大大减小，此结构适于高速发动机。
另一种是凸轮轴直接驱动气门或带液力挺柱的气门，此种配气机构的往复运动质量更小，特别适应于高速发动机，③ ⎪⎩⎪⎨⎧齿带传动链条传动齿轮传动方式分按曲轴和凸轮轴的传动 （图3-3）（图3-4）凸轮轴下置，中置的配气机构大多采用圆柱形正时齿轮传动，一般从曲轴到凸轮轴只需一对正时齿轮传动，若齿轮直径过大，可增加一个中间齿轮。
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B.做功行程 C.进气行程 D.进气行程 将要结束时 开始前 开始后
A
A. α+δ
B. β+γ C. α+γ D. β+δ
B
A．气门早开
B．气门迟 开
C．不影响 气门开启时 刻
A
A．排气门热负荷 大
B．排气门 头部直径小
C．配气相 位的
A
A、凸轮轮廓
B、凸轮转 C、配气相
速
位
A
A螺距小的
B、螺距大 的
1
简单
单选
13.任何时候发动机的同一缸 进排气门不可能同时开启
1
单选 单选 单选 单选 单选 单选 单选 单选 单选
1.配气机构的功用是关闭进、排 气门，防止气缸漏气。（ ）
1
2.按气门的安装位置配气机构分
为下置式、中置式和顶置式三种 1
类型。（ ）
3.气门头部的作用是与气门座配 合，对气缸进行密封。（ ）
1
4.气门弹簧的功用是关闭或开启 气门。（ ）
1
5.凸轮轴的功用利用凸轮使各缸 进、排气门关闭。（ ）
1
6.装用液压挺住的配气机构必须 有气门间隙。（ ）
1
7.发动机配气机构均必须用摇臂 总成改变传动方向。（ ）
1
8.配气相位指发动机进、排气门 实际开启或关闭的时刻和开启持 1 续时间，通常用曲轴转角来表示
11.气门座圈的磨损将使气门间 隙( )
1
简单
解析
正确答案
选项A
选项B
选项C
选项D
选项E
选项F
B
对
错
B
对
错
A
对
错
B
对
错
A
对
错
B
对
错
B
对
错
A
对
错
A
对
错
B
对
错
B
对
错
A
对
错
A
对
错
B
对
错
B
对
错
B
对
错
B
对
错
A
对
错
A
对
错
B
对
错
C
A.1:2
B.1:1
C.2:1
D.1:4
B
A.气门杆
B.气门锥面 C.气门侧面 D.气门导管
一
单选
α，进气迟关角为β，排气提前 角为γ，排气迟关角δ，则该发
1
简单
动机的进、排气门重叠角为（
一
单选
1.气门间隙过大，发动机工作时 （ ）。
1
简单
一
单选
2.发动机一般排气门的锥角较
大，是因为（
）。
1
简单
一
单选
3.气门升程取决于()
1
简单
4.安装不等距气门弹簧时，向着
一
单选
气缸体或气缸盖的一端应该是( 1
1
简单
单选
7.正时齿轮装配时，必须使 正时标记对齐。
1
简单
8.摇臂是一个双臂杠杆，为
单选
了加工方便，一般摇臂的两 1
简单
臂是等长的。
9.气门的最大升程和在升降
单选
过程中的运动规律是由凸轮 1
简单
转速决定的。
单选
10.液力挺住的发动机其气门 间隙等于零
1
简单
单选
12.一般进气门的气门间隙比 排气门的间隙略小
选项K
选项L
选项M
选项N
选项O
C
A、120°
B、90° C、60°
B
A、等臂的
B、靠气门 C、靠推杆 端较长 端较长
B
A．凸轮轴下置式
B．凸轮轴 上置式
C．凸轮轴 中置式
A
A,气门弹簧
B,挺柱 C,摇臂轴
C
A.进气门开，排气 门关
B.排气门 开，进气门 关
C.进、排气 门叠开
B
A.增大
B.减小 C.不变
选项G
选项H
选项I
选项J
9．气门间隙的功用是补偿气门 受热后的膨胀量。（ ）
1
简单
简单 简单 简单 简单 简单 简单 简单 简单 简单
10.只要转动曲轴对点火正时标
一
单选
记，即说明一缸处于压缩上止点 1
简单
位置。（ ）
一
单选
1.
四冲程发动机的曲
轴与凸轮轴的转速比为（ ）
1
简单
一
单选
2.气门的（ ）部位与程六缸发动机，各同名凸
一
单选
轮之间的相对位置夹角应当是( 1
简单
A)
一
单选
7.摇臂的两端臂长是( )。
1
简单
8. 下面哪种凸轮轴布置型式最
一
单选
适合于高速发动机（
）1
简单
。
一
单选
9. 下述各零件不属于气门传动 组的是( )
1
简单
一
单选
10.进、排气门在排气上止点时( )
1
简单
一
单选
A
A.气门导管
B.气门头部 C.气门座 D.气门弹簧
A
A.可使更多的燃油 B.可得到更 C.提高弹簧 D.防止弹簧 和空气进入发动机 好的润滑 的使用寿命 折断
B
A.提高弹簧的疲劳 强度
B.防止气门 弹簧产生共 振
C.提高弹簧 的使用寿命
D.防止弹簧 折断
B
A.不变
B.变小 C.变大
B
A.做功行程之前
3.当机油泄漏到汽缸中时，说明
一
单选
气门的以下哪个部分磨损了？（ 1
简单
）
一
单选
4.使用4气门发动机的原因是（ ）
1
简单
一
单选
5.采用双气门弹簧或变螺距弹簧 的主要作用是（ ）
1
简单
一
单选
6.若气门间隙过大时，则气门开 启量（ ）
1
简单
一
单选
8.排气门在活塞位于（ ）开启 。
1
简单
10.设某发动机的进气提前角为
所属章 一 一 一 一 一 一 一
一
一
一
一 一 一 一 一 一 一 一 一
类型
题干
分值
难度
关联知识点
单选
2.气门间隙是指气门与气门 座之间的间隙。
1
简单
单选
3.排气门的材料一股要比进 气门的材料好些。
1
简单
4.进气门头部直径通常要比
单选
排气门的头部大，而气门锥 1
简单
角有时比排气门的小。
单选
5.凸轮轴的转速比曲轴的转 速快一倍。