第三章 配气机构
第三章 配气机构
张紧轮
中间轴齿 形带轮 曲轴正时 齿形带轮
四、每缸气门数及排列方式
1、气门数
一般发动机都采用每缸两个气门，即一个进气门和一个排 气门的结构。为了改善换气，在可能的条件下，应尽量加 大气门的直径，特别是进气门的直径。但是由于燃烧室尺 寸的限制，气门直径最大一般不能超过气缸直径的一半。 当气缸直径较大，活塞平均速度较高时，每缸一进一排的 气门结构就不能保证良好的换气质量。因此，很多新型汽 车发动机上采用每缸四个或五个气门结构。
气门间隙：为保证气门关闭严密，通常发动机在冷 为保证气门关闭严密，
态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、 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。 挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。
摇臂
气门间隙
气门杆
5、气门间隙调整原则
（1）不可调区域： 不可调区域： 将要排气，正在排气，排气刚完的排气门不可调。 将要排气，正在排气，排气刚完的排气门不可调。 将要进气，正在进气，进气刚完的进气门不可调。 将要进气，正在进气，进气刚完的进气门不可调。 调气门间隙的步骤： （ 2）调气门间隙的步骤： 画出配气相位图 排出各缸的位置 当一缸在压缩上止点时， 当一缸在压缩上止点时，判断其它缸位于何行 判断间隙是否可调。 程，并 判断间隙是否可调。
5、气门叠开
气门叠开：当进气门早开和排气门晚关时， 气门叠开：当进气门早开和排气门晚关时， 出现的进排气门同时开启的现象。 出现的进排气门同时开启的现象。 气门叠开角：气门同时开启的角度： 气门叠开角：气门同时开启的角度： （α+ δ）。
配气相位演示
第三节
配气机构的零件和组件
一、气门组 一、气门组
第三章 配气机构
概述 配气相位 配气机构的组成和零件 可变配气相位
§3.1
功用
概
述
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。
配气结构的要求
1、配气机构要保证进气充分，进气量尽可能的多。 2、废气要排除的干净，因为气缸内残留的废气越多，进气量就 会越少。 3、 配气机构应有利于减少进气和排气的阻力，进、排气门的 开启时刻和持续开启时间很恰当，使近期充分和排气彻底。 4、配齐机构的运动件应具有较小的质量和较大的刚度，使其具 有良好的动力性能。
边缘应保持一定 的厚度，1～3mm。 装配前应将密 封锥面研磨。
2） 气门锥角的作用
就向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； 气门落座时有自动定位作用； 避免气流拐弯过大而降低流速； 气门落座时能挤掉接触面的沉积物， 即有自洁作用。
3） 进、排气门锥角的大小 进气门锥角较小，多用300。因锥角越小， 进气通道截面越大，进气量越多。 排气门锥角较大，通常为450。因锥角越 大，气门头部边缘的厚度大，不易变形。 排气门热负荷较大而用较大的锥角，以加 强散热和避免受热变形。且锥角越大，座 合压力越大，自洁作用越大。
特点： A、气门行程大，结构 较复杂，燃烧室紧凑。 B、曲轴与凸轮轴传动 比为2:1。
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。
二、凸轮轴的布置型式
4第三章_配气机构
汽车构造课程
气门侧置式
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。
第 三 章 配 气 机 构
进排气门都布 臵在气缸的一侧， 结构简单、零件数 目少。 气门布臵在同 一侧导致燃烧室结 构不紧凑、压缩比 受到限制、热量损 失大、进气道曲折、 进气阻力大，使发 动机性能下降，已
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汽车构造课程
凸轮 轴下 臵式
第 三 章 配 气 机 构 凸轮 轴中臵
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 为凸轮轴中臵配气机构。
凸轮轴直接驱动气门或直 接通过摇臂来驱动气门，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。
圆柱等螺距弹簧
第 三 章 配 气 机 构
不等距弹簧 旋向相反的两个弹簧， 防止断裂的弹簧卡入 另一弹簧
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汽车构造课程
5.气门旋转机构
功用：为了使气门头部温度均匀，防止局部过热引起 的变形和清除气门座积炭，可设法使气门在工作中 相对气门座缓慢旋转
第 三 章 配 气 机 构
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汽车构造课程
பைடு நூலகம்
材料：优质弹簧钢板 形状：碟状
三 = M M v 0 章 配 M-进气过程中，实际进入气缸的新气的质量； 气 机 Mo-在理想状态下，充满气缸工作容积的新气质量。 构 对充气效率的分析 ηv < 1（一般为0.8~0.9） 提高ηv方法
η
/
减少进气和排气阻力 ， 进排气门的开启时刻和 持续开启时间适当 。
5
汽车构造课程
四、配气机构工作过程
汽车构造课件第三章配气机构
总结
1
配气机构的基本原理
了解配气机构的基本工作原理和构成。
配气机构对对汽车功率、燃油经济性
和排放性能的影响。
3
配气机构的未来发展方向
展望配气机构在高效能、低排放和智能 化方面的未来发展趋势。
参考文献
• 杨敏. 汽车构造课件[M]. 北京：机械工业出版社，2021. • David C. Vizard. How to Power Tune Rover V8 Engines[M].
2
调节气门升程
配气机构可调节气门的升程，从而控制燃气进出气缸的量。
3
提供动力
配气机构保证内燃机正常运转，为发动机提供动力。
常见的配气机构种类
OHC配气机构
凸轮轴位于汽缸头部，通过摇臂 和气门直接控制进排气。
OHV配气机构
凸轮轴位于汽缸盖内，通过摇杆 和气门间接控制进排气。
DOHC配气机构
两根凸轮轴位于汽缸盖内，分别 控制进气和排气气门。
单凸轮轴与双凸轮轴的区别
1 单凸轮轴
只有一根凸轮轴，用于控制进排气门的开闭。
2 双凸轮轴
有两根凸轮轴，分别控制进气和排气气门。
关注的问题
配气机构的重要性
探讨配气机构在发动机中的重 要作用和影响。
配气机构的维护与保 养
提供维护和保养配气机构的建 议和注意事项。
配气机构的发展趋势
介绍配气机构的未来发展方向 和创新技术。
汽车构造课件第三章配气 机构
本章介绍汽车配气机构的基本原理、作用以及常见种类，同时探讨配气机构 对汽车性能的影响与未来发展方向。
什么是配气机构？
定义
配气机构是指控制气缸进气和排气门开闭时机的机械装置。
第三章 配气机构
二、主要零件检修
一、气门间隙的检查与调整
1.前提：气门必须处于完全关闭状态
2.第一种方法：二次调整法
第一步：把一缸活塞转到压缩上止点 第二步：按“双排不进”检查调整一半气门 第三步：转动曲轴一圈，检查调整另一半气门
3.气门间隙调整方法
气门间隙调整
4.逐缸法
定义：指一个气缸一个气缸的气门逐缸调整 第一步：使第一缸处于压缩上止点，检 查调整第一缸的气门间隙 第二步：转动曲轴，使下一缸处于压缩 上止点，进行检查调整
第三步：如此类推，直到调完所有气缸的气门
二、配气机构主要零件的检修
1.气门导管的更换
第一步：判断气门导管是否要更换 第二步：将旧的气门导管从缸盖上取出 第三步：选配新导管
第四步：将新导管压入气缸盖 第五步：检查新导管与气门杆的配合间隙
2.气门的检修
第一:气门常见的耗损
第二:气门的检验
第三:气门工作面的修理
1.按凸轮轴位置可分为：下置式、中置式、上置式。 2.按曲轴和凸轮轴的传动方式不同分为：齿 轮传动、链条传动、齿形带传动.
3.按每一缸的气门数量分为双气门式、多气门式
四、配气机构的工作原理
凸轮轴是通过正时齿轮由曲轴驱动的。四冲程发动机完 成一个工作循环，曲轴旋转两周，各缸进、排气门各开 启一次，凸轮轴只需转一周。 当凸轮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，将挺柱顶起， 挺柱通过推杆，使摇臂顺时针转动，摇臂的长臂端 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，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，气门在其弹簧张力的 作用下，开度逐渐减小，直至最后关闭，使气缸密 封。
第五节、配气机构主要零件的检修
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。
汽车构造-第三章-配气机构
二、气门座和气门座圈
（５） 是否镶座的几种情况 1） 铝合金气缸盖必须镶双座圈，因其耐磨、耐热性差。 2） 有的汽油机的排气门镶座圈，而进气门不镶座圈。因为
排气门座热负荷大，而进气管中真空度大，会从气门导管间 隙吸进少量机油，对进气门座进行润滑。 3)柴油机一般情况是进、排气门都镶座，有的柴油机只镶进气 门座圈，这是由于柴油机的废气往往在排气过程中还有未燃 完的柴油，可对排气门座进行润滑。而柴油机因没有节气门， 进气管中真空度小，难以从进气门导管处吸进机油，对进气 门座进行润滑。
4、顶置气门配气机构的分类 （1）按凸轮轴的位置 （2）按气门驱动形式 （3）按凸轮轴传动的形式 （4）按每缸气门数及其排列方式
第一节 配气机构的功用和组成
4、顶置气门配气机构的分类 （1）按凸轮轴的位置 凸轮轴下置式、凸轮轴中置式、凸轮轴上置式。
凸轮轴下置式
凸轮轴中置式
第二节配气定时及气门间隙
气门间隙过大过小的危害？ 间隙过小: 热态下使气门关闭不严而发生漏气，导致功率下降，
甚至烧坏气门。 间隙过大: (1)将在气门与气门座以及各传动件之间产生撞击和
响声。（2）使气门开启的持续时间减少，气缸充气 和排气情况变坏。
气门间隙
可变配气定时机构
180º+α+β
第二节配气定时及气门间隙
排气提前角：从排气门开启到活塞到达下止点，曲 轴转角；γ一般为：40º-80º
排气迟后角：从排气行程上止点到排气门关闭，曲 轴转角；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。 180º+γ+δ
第二节配气定时及气门间隙
（1）进气提前的目的 进气开始时进气门有较大的开度或较大的进气通过
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
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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 。
从不同的角度，气门式配气机构有多种分类方法：3.1.1 按照气门的布置形式分：侧置气门、混合气门和顶置气门式配气机构前两种布置形式在轿车发动机中已被淘汰，现代轿车发动机已全都采用顶置气门布置形式。
货车和客车也大多采用这种型式。
3.1.2 按照凸轮轴的布置位置分：凸轮轴下置式，凸轮轴中置式，和凸轮轴上置式三者都可用于气门顶置式配气机构。
凸轮轴下置和中置的配气机构中的凸轮轴位于曲轴箱中部。
当发动机转速较高时，为了减小气门传动机构的往复运动质量，可将凸轮轴位置移到气缸体的上部，由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，而省去推杆，这种结构称为凸轮轴中置式配气机构。
凸轮轴上置式配气机构中的凸轮轴布置在气缸盖上，这种结构中，凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门，没有挺柱、推杆，使往复运动质量大大减小。
因此它适用于高速发动机。
但由于凸轮轴离曲轴中心线更远，因此正时传动机构更为复杂，而且拆装气缸盖也比较困难。
缸径较小的柴油机的凸轮轴上置时给安装喷油器也带来困难。
上置凸轮轴的另一种型式是凸轮轴直接驱动气门，如图 3-3 所示。
这种配气机构的往复运动质量最小，对凸轮轴和气门弹簧设计的要求也最低，因此特别适用于高速强化发动机。
这在国外的高速汽车发动机上得到广泛的应用。
3.1.3 按曲轴和凸轮轴的传动方式分：齿轮传动式、链条传动式和齿带传动式三种型式（1）齿轮传动：在下置凸轮轴驱动的顶置气门布置中，通常采用曲轴正时齿轮直接或通过中间轮带动凸轮轴转动的形式。
这种驱动方式传动简单可靠、噪声小，广泛用在下置凸轮轴的传动中。
（2）链传动：链传动一般用在顶置凸轮轴布置形式中，为了不致脱链和工作时链条具有适度的张力，一般装有导链板和张紧轮等装置。
链传动的主要缺点是寿命差，噪声较大，结构质量也较大，优点是布置容易。
若传动距离较长时，可用两级链传动。
（3）齿带传动：现代高速轿车用汽油机和柴油机，广泛采用齿型带传动的形式，噪声小、工作可靠、成本低。
3.1.4 按每气缸气门数目分：二气门式、四气门式等一般发动机都采用每缸两个气门，即一个进气门和一个排气门的结构。
为了进一步改善气缸的换气，在可能的条件下，应尽量加大气门的直径，特别是进气门的直径。
但是，由于燃烧室尺寸的限制，气门直径最大一般不能超过气缸直径的一半。
当气缸直径较大，活塞平均速度较高时，每缸一进一排的气门结构就不能保证良好的换气质量。
因此，在很多新型汽车发动机上多采用每缸四气门的结构，即两个进气门和两个排气门。
如 12V150Z 型柴油机就是这种型式。
采用这种型式后，进气门总的通过断面较大，充气效率较高，排气门的直径可适当减小，使其工作温度相应降低，提高了工作可靠性。
组成为气门顶置凸轮轴下置式配气机构。
它由气门组和气门传动组两部分组成。
气门组包括气门 3 、气门导管 2 、气门弹簧 4 和 5 、弹簧座 6 、锁片 7 等零件。
气门传动组包括摇臂轴 9 、摇臂 10 、推杆 13 、挺柱 14 、凸轮轴 15 和正时齿轮等零件。
发动机工作时，曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴旋转。
当凸轮轴转到凸轮的凸起部分顶起挺柱时，通过推杆和调整螺钉 12 使摇臂绕摇臂轴摆动，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挺柱后，气门便在气门弹簧力作用下上升而落座，即气门关闭。
3.2 配气相位在前述四冲程发动机的简单工作循环中，为了方便，曾把进、排气过程都看做是在活塞的一个行程内即曲轴转180°完成的，即气门开关时刻是在活塞的上下止点处。
但实际情况并非如此。
由于发动机转速很高，一个行程的时间极短，例如上海桑塔纳轿车发动机，在最大功率时的转速为 5600r／min ，一个行程历时仅为 60／(5600 × 2) ＝ 0.0054s 。
再加上用凸轮驱动气门开启需要一个过程，气门全开的时间就更短了，这样短的时间难以做到进气充分，排气干净。
为了改善换气过程，提高发动机性能，实际发动机的气门开启和关闭并不恰好在活塞的上下止点，而是适当地提前和滞后，以延长进、排气的时间。
也就是说，气门开启过程中曲轴转角都大于 180°。
用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间，称为配气相位。
配气相位的各个角度可用配气相位图来表示，如图3-2-1 。
3.2.1 进气门的配气相位（1）进气提前角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 ( 或早开角 ) ，用α表示，一般为 10°-30°。
进气门提前开启的目的，是为了保证进气行程开始时进气门已开大，新鲜气体能顺利地充入气缸。
（2）进气迟后角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 ( 或晚关角 ) ，用β表示，β一般为 40°-80°。
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，至流速等于零时，进气门便关闭的β角最适宜。
若β过大就会将进入气缸的气体重新又压回进气管。
由上可见，进气门开启持续时间内的曲轴转角，即进气持续角为α +180°+ β。
在前述四冲程发动机的简单工作循环中，为了方便，曾把进、排气过程都看做是在活塞的一个行程内即曲轴转 180°完成的，即气门开关时刻是在活塞的上下止点处。
但实际情况并非如此。
由于发动机转速很高，一个行程的时间极短，再加上用凸轮驱动气门开启需要一个过程，气门全开的时间就更短了，这样短的时间难以做到进气充分，排气干净。
为了改善换气过程，提高发动机性能，实际发动机的气门开启和关闭并不恰好在活塞的上下止点，而是适当地提前和滞后，以延长进、排气的时间。
也就是说，气门开启过程中曲轴转角都大于180°。
用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间，称为配气相位。
配气相位的各个角度可用配气相位图来表示，如图 3-2-1 。
3.2.2 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(或早开角)，用γ表示，γ一般为40°- 80°。
排气门恰当的早开，气缸内还有0.3-0.5MPa的压力，做功作用已经不大，但利用此压力可使气缸内的废气迅速地自由排出，待活塞到达下止点时，气缸内只剩约0.11-0.12MPa的压力，使排气行程所消耗的功率大为减小。
此外，高温废气的早排，还可防止发动机过热。
但γ角若过大，则将得不偿失。
（2）排气迟后角在活塞越过上止点后，排气门才关闭。
从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角称为排气迟后角(或晚关角)，用δ表示。
δ一般为10°-30°。
由于活塞到达上止点时，气缸内的压力仍高于大气压，且废气气流有一定的惯性，所以排气门适当晚关可使废气排得较干净。
由上可见，排气门开启持续时间内的曲轴转角，即排气持续角为γ+180°+δ。
3.2.3 气门的叠开由于进气门早开和排气门晚关，就出现了一段进、排气门同时开启的现象，称为气门叠开。
同时开启的角度，即进气门早开角与排气门晚关角的和(α+δ)，称为气门叠开角。
由于叠开时气门的开度很小，且新鲜气体和废气流的惯性要保持原来的流动方向，所以只要叠开角适当，就不会产生废气倒排回进气管和新鲜气体随废气排出的问题。
相反，由于废气气流周围有一定的真空度，对排气速度有一定影响，从进气门进入的少量新鲜气体可对此真空度加以填补，还有助于废气的排出。
发动机的结构不同、转速不同，配气相位也就不同。
3.3 配气机构的零件和组件四冲程气门式配气机构一般都由气门组和气门传动组两部分组成。
不同型式的配气机构，气门组结构差异不大，但气门传动组结构差别很大。
3.3.1 气门组气门组包括气门、气门座、气门导管及气门弹簧等零件，如图3-3-1 所示，有的进气门还设有气门旋转机构。
3.3.1.1 气门的工作条件与材料承受热负荷、机械负荷、冲击且冷却润滑困难。
为了保证气门的正常工作，除了在结构上采取措施外，还应当选用耐热、耐蚀、耐磨的材料。
根据进、排气门工作条件的不同，进气门采用一般合金钢 ( 如 40Cr 、 35CrMo 等 ) 即可，而排气门则要求用高铬耐热钢 ( 如 4Crl0Si2Mo 和 4Cr9Si2 等 ) 制造。
3.3.1.2气门气门是保证发动机工作性能良好和可靠性、耐久性的重要零件之一。