第四章：配气机构
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配气机构的工作原理
配气机构的工作原理
配气机构是内燃机的重要部件，其工作原理主要是通过调节气门的开闭程度，控制气缸进、排气的过程。
配气机构的工作原理可以分为四个阶段：进气阶段、压缩阶段、工作阶段和排气阶段。
在进气阶段，进气阀打开，气缸内的压力低于外界大气压，气缸内会产生负压，进气门在活塞向下行进时打开，新鲜的气体通过进气阀进入气缸。
接下来是压缩阶段，当活塞开始向上运动时，进气阀关闭，压缩燃气混合物顺着运动的活塞被压缩到高压状态。
此时，进气阀关闭，排气阀也处于关闭状态。
工作阶段是发动机燃烧的过程，此时气缸内的燃料和空气混合物被点火，产生高温气体推动活塞向下运动，完成输出功的过程。
最后是排气阶段，当活塞开始向上行驶时，排气门打开，高温废气通过排气阀从气缸排出，同时，进气阀保持关闭状态。
通过不断循环这四个阶段的工作，配气机构不断地控制气门的开闭，保证气缸内气体的进出，从而实现发动机的正常运转。
配气机构ppt课件
伸入深度应适量。锥 度可减少气流阻力。
精选ppt
过盈配25 合
4、气门弹簧
功用：保证气门的回位。 材料：高锰碳钢、铬钒钢
锁片
气门弹簧座 气门弹簧
气门弹簧的装配
气门关闭
保证气门及时 关闭、密封
气门开启
保证气门不脱 离凸轮
26
精选ppt
气门弹簧
随着有效圈数的减 少，自然频率提高。
圆柱等螺距弹簧
不等螺距弹簧安装 时应注意什么问题？
4
精选ppt
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。
5 精选ppt
二、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。
4、摇臂
功用：
将推杆或凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆端以 推开气门。
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
44 精选ppt
摇臂结构示意图
润滑油道
油槽
润滑油道
45 精选ppt
摇臂组示意图
摇臂轴紧固螺钉
螺栓
摇臂
摇臂轴
摇臂轴支座
定位弹簧 摇臂称套 调整螺钉
46 精选ppt
圆柱形螺旋弹簧
不等距弹簧 应用：
CA7560 27
精选ppt
旋向相反的 两个弹簧， 防止断裂的 弹簧卡入另
一弹簧
双弹簧布置
应用车型：
配气机构解析PPT教学课件
9
四、配气机构组成
配气机构
气门组
气门传动组
汽车构造与使用
10
四、配气机构组成
汽车构造与使用
11
四、配气机构组成
汽车构造与使用
12
四、配气机构组成
➢气门组
1—锁片 2、6—弹簧座 3、4—弹簧 5—气门导管与气门油封 7Hale Waihona Puke 气门汽车构造与使用13
四、配气机构组成
➢气门组
汽车构造与使用
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四、配气机构组成
适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清除效果 凸顶式（球面 好，但球形的受势面积大，质量和惯性力大加工较复杂。 顶）
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
凹顶式（喇叭 阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门，而不宜用于排
顶）
气门。
汽车构造与使用
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四、配气机构组成
气门锥角
进气门：铬钢 或铬镍钢； 排 气门：硅铬钢
汽车构造与使用
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杆部 头部
四、配气机构组成
汽车构造与使用
气门实物图
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四、配气机构组成
汽车构造与使用
气门各部分名称
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四、配气机构组成
汽车构造与使用
气门头部的结构形式
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四、配气机构组成
平顶式
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。
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
结构：
斜齿轮： 驱动分电器、 （机油泵）
偏心轮： 驱动汽油泵
正时齿轮
轴颈
凸轮
汽车构造与使用
配气机构(农机发动机构造与维修课件)
第一节 配气机构的功用与分类
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
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
《配气机构设计》课件
3. 进行安全系数校核，确 保设计满足强度要求。
结构设计优化
优化方法
结构优化目标：降低重量、 减小体积、提高刚度和稳定
性。
01
02
03
1. 运用现代设计理论，如有 限元分析、拓扑优化等。
2. 考虑制造工艺和装配要求 ，确保设计的可实现性。
04
05
3. 进行多方案比较，选择最 优设计方案。
03
配气机构关键部件设计
流体动力学分析
总结词
研究配气机构内部气体流动的规律和特性。
详细描述
流体动力学分析通过数值模拟和实验手段，研究配气机构内部气体流动的规律和特性，包括气体在气 门通道、气门座圈等处的流动特性、流动损失等，为优化配气机构设计提供依据。
05
配气机构优化设计
基于仿真的优化设计
仿真模型建立
建立配气机构的数学模型，通过仿真软件进行模拟， 预测其性能和行为。
气门设计
01
气门类型
根据发动机类型和性能要求，选 择合适的气门类型，如平顶、球 顶等。
气门尺寸
02
03
气门材料
根据发动机排量和性能要求，确 定气门的尺寸，包括直径和高度 。
选择耐高温、耐磨损、抗腐蚀的 气门材料，如合金钢、不锈钢等 。凸轮设计 Nhomakorabea01
02
03
凸轮形状
根据配气机构的工作要求 ，设计合适的凸轮形状， 如圆形、椭圆形等。
配气机构性能分析
动力学分析
总结词
研究配气机构在各种工况下的运动规律和动态响应。
详细描述
通过动力学分析，可以了解配气机构在发动机运转过程中的运动规律，包括气门 开启和关闭时刻、气门升程等参数，以及这些参数对发动机性能的影响。
结构设计优化
优化方法
结构优化目标：降低重量、 减小体积、提高刚度和稳定
性。
01
02
03
1. 运用现代设计理论，如有 限元分析、拓扑优化等。
2. 考虑制造工艺和装配要求 ，确保设计的可实现性。
04
05
3. 进行多方案比较，选择最 优设计方案。
03
配气机构关键部件设计
流体动力学分析
总结词
研究配气机构内部气体流动的规律和特性。
详细描述
流体动力学分析通过数值模拟和实验手段，研究配气机构内部气体流动的规律和特性，包括气体在气 门通道、气门座圈等处的流动特性、流动损失等，为优化配气机构设计提供依据。
05
配气机构优化设计
基于仿真的优化设计
仿真模型建立
建立配气机构的数学模型，通过仿真软件进行模拟， 预测其性能和行为。
气门设计
01
气门类型
根据发动机类型和性能要求，选 择合适的气门类型，如平顶、球 顶等。
气门尺寸
02
03
气门材料
根据发动机排量和性能要求，确 定气门的尺寸，包括直径和高度 。
选择耐高温、耐磨损、抗腐蚀的 气门材料，如合金钢、不锈钢等 。凸轮设计 Nhomakorabea01
02
03
凸轮形状
根据配气机构的工作要求 ，设计合适的凸轮形状， 如圆形、椭圆形等。
配气机构性能分析
动力学分析
总结词
研究配气机构在各种工况下的运动规律和动态响应。
详细描述
通过动力学分析，可以了解配气机构在发动机运转过程中的运动规律，包括气门 开启和关闭时刻、气门升程等参数，以及这些参数对发动机性能的影响。
配气机构基本组成
配气机构基本组成
配气机构是内燃机中的一个重要部件，它负责控制气门的开闭，从而调节进出气量以达到最佳的燃烧效果。
配气机构的基本组成包括以下几个部分：
1.凸轮轴：凸轮轴是配气机构的核心部件，它通过凸轮的不断旋转来带动气门的开闭。
凸轮轴的设计和制造直接影响着发动机的性能和经济性。
2.气门机构：气门机构包括气门、气门弹簧、气门导杆、气门座等。
它们的作用是控制气门的开闭，并保证气门的正常工作。
3.连杆机构：连杆机构是连接凸轮轴和气门机构的重要部件，它通过连杆将凸轮轴的旋转运动转化为气门的线性运动，并实现气门的开闭。
4.调节机构：调节机构包括气门间隙调节器、凸轮轴位置调节器等。
它们的作用是调节气门的间隙和凸轮轴的位置，保证气门的正常运作和发动机的最佳工作状态。
以上是配气机构的基本组成部分，每个部分都具有重要的功能和作用，它们的相互配合和协调，才能使发动机达到最佳的性能和经济性。
- 1 -。
配气机构介绍.ppt课件
第一节 气门式配气机构的布置及传动
1、组成：由气门组和气门传动组组成
2、分类： （一）按气门的布置形式分： 1）顶置气门式 2）侧置气门式...
（二）按凸轮轴的布置位置分：1）下置凸轮轴式 2）顶置凸轮轴式...
（三）按凸轮轴的传动方式分： 1）齿轮传动式 2）链条传动式 3）齿形皮带传动式...
（四）按每缸气门数目分： 1）二气门（传统一进一排） 2）多气门（四气门为主）
多气门缺点：结构复杂，成本高。
四气门
五气门机构
五气门机构 （单顶置凸轮轴、单摇臂驱动气门）
五、气门间隙
为什么发动机在冷态时必须预留适当大小的气门间隙？ 针对不同气门机构的发动机，如何调整气门间隙？ 原因：发动机工作时气门及气门传动件受热膨胀，如果冷态时无 气门间隙或气门间隙过小，则在热态时势必引起气门关闭不严， 造成在压缩和作功行程中漏气，导致发动机功率下降，排气门烧 坏，严重时甚至不能起动。气门间隙过大，则会引起气门及气门 座、气门传动件之间产生撞击，磨损加剧，机械噪声加大，而且 气门开启时刻推迟、关闭时刻提前，换气持续时间缩短，也会导 致发动机功率下降。
1、单顶置凸轮轴（SOHC） （Single Over Head Camshaft） （1）二气门（传统）
A：带单摇臂 适用于半球形燃烧室，进、排气道分置于发动机纵向两侧。 摇臂的镀铬面与凸轮型面接触，摇臂转动时，摇臂的调整螺
钉端（长）压迫气门杆克服弹簧预紧力使气门开启…优点是气 门间隙调整方便，凸轮最大升程可以较小，但气门夹角偏大， 不利于布置直的进气道。
（b）带双摇臂，气门间隙调 整螺钉在短摇臂端、推杆一侧， 顺时针方向转动调整螺钉，摇 臂绕摇臂轴逆时针方向转动 （凸轮、推杆静止不动），气 门间隙减小；逆时针方向转动 调整螺钉，摇臂绕摇臂轴顺时 针方向转动，气门间隙增大。
1、组成：由气门组和气门传动组组成
2、分类： （一）按气门的布置形式分： 1）顶置气门式 2）侧置气门式...
（二）按凸轮轴的布置位置分：1）下置凸轮轴式 2）顶置凸轮轴式...
（三）按凸轮轴的传动方式分： 1）齿轮传动式 2）链条传动式 3）齿形皮带传动式...
（四）按每缸气门数目分： 1）二气门（传统一进一排） 2）多气门（四气门为主）
多气门缺点：结构复杂，成本高。
四气门
五气门机构
五气门机构 （单顶置凸轮轴、单摇臂驱动气门）
五、气门间隙
为什么发动机在冷态时必须预留适当大小的气门间隙？ 针对不同气门机构的发动机，如何调整气门间隙？ 原因：发动机工作时气门及气门传动件受热膨胀，如果冷态时无 气门间隙或气门间隙过小，则在热态时势必引起气门关闭不严， 造成在压缩和作功行程中漏气，导致发动机功率下降，排气门烧 坏，严重时甚至不能起动。气门间隙过大，则会引起气门及气门 座、气门传动件之间产生撞击，磨损加剧，机械噪声加大，而且 气门开启时刻推迟、关闭时刻提前，换气持续时间缩短，也会导 致发动机功率下降。
1、单顶置凸轮轴（SOHC） （Single Over Head Camshaft） （1）二气门（传统）
A：带单摇臂 适用于半球形燃烧室，进、排气道分置于发动机纵向两侧。 摇臂的镀铬面与凸轮型面接触，摇臂转动时，摇臂的调整螺
钉端（长）压迫气门杆克服弹簧预紧力使气门开启…优点是气 门间隙调整方便，凸轮最大升程可以较小，但气门夹角偏大， 不利于布置直的进气道。
（b）带双摇臂，气门间隙调 整螺钉在短摇臂端、推杆一侧， 顺时针方向转动调整螺钉，摇 臂绕摇臂轴逆时针方向转动 （凸轮、推杆静止不动），气 门间隙减小；逆时针方向转动 调整螺钉，摇臂绕摇臂轴顺时 针方向转动，气门间隙增大。
配气机构的工作原理
配气机构的工作原理
配气机构是内燃机中的一个重要部件，它的工作原理直接影响着发动机的性能
和效率。
配气机构的主要作用是控制气缸进气和排气的时机和量度，以确保内燃机正常运转。
下面我们将详细介绍配气机构的工作原理。
首先，我们来看配气机构的结构。
配气机构通常由凸轮轴、气门、气门弹簧、
气门挺杆、摇臂等部件组成。
凸轮轴是配气机构的“心脏”，它通过凸轮的形状和排列来控制气门的开启和关闭。
气门则是控制气缸进气和排气的关键部件，气门弹簧则用来保持气门的闭合状态，气门挺杆和摇臂则起到传递凸轮轴运动的作用。
其次，配气机构的工作原理主要包括进气、压缩、工作、排气四个阶段。
在进
气阶段，凸轮轴的凸轮将气门推开，使得气缸内的燃气与外界空气充分混合。
在压缩阶段，气门关闭，活塞向上运动，将混合气体压缩。
在工作阶段，点火系统点燃混合气体，从而推动活塞向下运动，完成发动机的动力输出。
最后，在排气阶段，凸轮轴的凸轮再次推开气门，将燃烧后的废气排出气缸。
此外，配气机构的工作原理还涉及到气门正时的调整。
气门正时是指气门的开
启和关闭时机与活塞位置的关系。
合理的气门正时可以确保气门在适当的时间打开和关闭，使得燃气能够充分进入和排出气缸，从而提高发动机的效率和性能。
总的来说，配气机构的工作原理是通过凸轮轴的运动来控制气门的开启和关闭，从而实现气缸进气、压缩、工作和排气的顺序和时机。
合理的气门正时和稳定的工作状态对发动机的性能和效率至关重要。
因此，对配气机构的工作原理有深入的了解，对于提高发动机的工作效率和性能具有重要意义。
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四气门发动机多采用篷形燃烧室，火花塞 布置在燃烧室中央，有利于燃烧。
四气门布置形式
汽车构造
气门间隙
气门间隙:冷态时，当气门处于 关闭状态时，气门与传动件之间 的间隙
气门间隙过小：漏气、气门烧坏 气门间隙过大：传动零件之间、
气门和气门座之间撞击严重，加 速磨损
气门间隙的大小一般由发动 机制造厂根据试验确定。在 冷态时，进气门的间隙一般 为0.25~0.3mm，排气门的间 隙为0.3~0.35mm。
汽车构造
பைடு நூலகம்
气门间隙
汽车构造
气门间隙的调整 （1）气门间隙调整螺钉
在摇臂或摆臂上驱动气门的一端，安装有气门间隙调整 螺钉及其锁紧螺母，用扳手松开锁紧螺母，用改锥调整 气门间隙调整螺钉，同时用塞规测试气门间隙符合标准 再用锁紧螺母紧固调整螺钉。 如广州本田雅阁发动机气门间隙：
进气门:0.26±0.02mm；排气门: 0.30±0.02mm
汽车构造
气门驱动方式
摇臂驱动式
汽车构造
摇臂驱动、单凸轮轴上置式配气机构：凸轮轴直接驱动摇臂，摇臂 直接驱动气门或凸轮轴推动挺柱，挺柱推动摇臂，摇臂再驱动气门。
气门驱动方式
汽车构造
气门驱动方式
摆臂驱动式
汽车构造
摆臂驱动、双凸轮轴上置式配气机构：摆臂驱动比摇臂驱动刚度更 好，更有利于高速发动机，在轿车发动机上应用广泛。（DOHC)
第四章 配气机构
气门式配气机构的布置和传动 气门的布置形式 凸轮轴的布置形式 凸轮轴的传动方式 气门驱动方式 气门间隙
配气相位 气门组 气门传动组
汽车构造
配气机构
功用： 定时开闭进、排气门 保证进气充足，排气彻底
组成： 气门组：气门、气门弹簧座、 气门弹簧、气门导管等 气门传动组：凸轮轴、挺柱、 推杆、摇臂组等 气门式配气机构由气门组和气门传 动组两部分组成，每组的零件组成 则与气门的位置、凸轮轴的位置和 气门驱动形式等有关。
气门的布置形式
图3-1 气门顶置式配气机构 1—气缸盖 2—气门导管 3—气 门 4—气门主弹簧 5—气门副弹 簧 6—气门弹簧座 7—锁片 8—气门室罩 9—摇臂轴 10—摇臂 11—锁紧螺母 12—调整螺钉 13—推杆 14—挺柱 15—凸轮轴
汽车构造
汽车构造
气门的布置形式
汽车构造
进、排气门均布置在气缸体的一侧，压缩比受到 限制，进排气阻力较大，目前已被淘汰。
汽车构造
气门组
汽车构造
气门弹簧
功用：保证气门关闭时及时落座并能紧密地与气门 座贴合；克服在气门开启时气门及传动件产生的惯 性力；使传动件始终受凸轮控制而不相互脱离 。
工作条件：承受交变载荷；为保证其可靠的工作， 应具有合适的刚度和足够的抗疲劳强度；避免弹簧 锈蚀；两端面必须磨光并与轴线垂直 。
汽车构造
1. 气门顶置式配气机构 四冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴转两周，
各缸的进、排气门各开启一次，此时凸轮轴只旋 转一周。因此，曲轴与凸轮轴转速之比（即传动 比）应为2:1。
现代汽车发动机均采用气门顶置，即进、排气门 置于气缸盖内，倒挂在气缸顶上。优点：进气阻 力小，燃烧室结构紧凑，压缩比较高，发动机动 力性好。
气门驱动方式
汽车构造
气门驱动方式
汽车构造
3.直接驱动、凸轮轴上置式配气机构 凸轮通过吊杯形机械挺柱驱动气门；或通过吊杯形液力挺柱驱
动气门。 直接驱动式配气机构的刚度最大，驱动气门的能量损失最小。
因此，在高度强化的轿车发动机上得到广泛的应用。如奥迪、 捷达、桑塔纳、马自达6、欧宝V6、奔弛320E等均为直接驱动 式配气机构。
EQ6100-1、BJ492Q等
摇臂 气门弹 簧座
气门 弹簧
气 门 导 管气
门
曲轴正 时齿轮
汽车构造
调整螺 钉螺母
摇臂轴 摇臂轴 支架
推杆
挺柱
凸轮轴正 时齿轮
汽车构造
凸轮轴的布置形式
工作过程：
驱动
顶起
曲轴正时齿轮———凸轮轴旋转——凸轮的凸起部分—— 挺柱、推杆—
—摇臂摆转——压缩弹簧克服弹力推开气门——凸轮凸起部分顶点转过挺柱—
簧旋向相反
汽车构造
气门传动组
汽车构造
功用：使气门按发动机配气相位规定的时刻 开、闭，并保证有足够的开度。
组成： 凸轮轴下置式:凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂和摇
臂轴等
凸轮轴上置式:凸轮轴、挺柱、摇臂和摇臂轴等
凸轮轴上置直接驱动气门式：凸轮轴、挺柱等
凸轮轴
汽车构造
功用：配置有各缸进、排气凸轮，使气门按一定的工 作次序和配气相位及时开闭。
气门间隙
汽车构造
气门间隙
汽车构造
零气门间隙
气门组
组成：如右图。 密封要求：
1.气门头部与气门座贴合严密 2.气门导管与气门杆导向良好 3.气门弹簧的弹力足够。 4.气门弹簧两端与气门杆的 中心线垂直
汽车构造
气门组
汽车构造
气门 工作条件:气门工作温度很高（进气门300~400℃，排
气门：700~900℃）；承受气缸压力、弹簧力、传动 组零件惯性力；冷却和润滑条件差、易受腐蚀。
气门材料：足够的强度、刚度、耐热、耐磨能力 ；
进气门：合金钢(铬钢或镍铬钢) ； 排气门：耐热合金钢(硅铬钢)。有的排气门头部用耐 热合金钢；杆部用铬钢。
气门组
汽车构造
气门组
汽车构造
气门构造
1.气门顶面：
平顶：结构简单、制造方便、受热面积小、质量小； 目前应用最多。进排气门均可用。
凹顶：头部与杆部有较大的过渡圆弧，可以减小进气 阻力；头部弹性较大，能较好适应气门座圈的变形。 适用于进气门，不宜用于排气门。 （喇叭形）
—减小对挺柱的推力——气门在弹簧力作用下逐渐关闭
凸轮轴的布置形式
凸轮轴中置式配气机构 主要优点：
凸轮轴位于气缸体上部， 与凸轮轴下置式相比：
减少了推杆（或推杆较短） 从而减轻了配气机构的往复 运动质量，增大了机构的刚 度，更适于较高转速发动机。
汽车构造
凸轮轴的布置形式
凸轮轴上置式配气机构
凸轮轴安置在气缸盖上， 主要优点：运动件少，凸轮 轴至气门的传动链短，整个 机构的刚度大，适合于高速 发动机; 主要缺点:凸轮轴与曲轴传动 距离较远，一般用同步齿形 带传动或链传动。
配气机构
汽车构造
配气机构的布置形式
汽车构造
类型
（1）气门布置形式：气门顶置式；气门侧置式
（2）凸轮轴布置位置：上置式、中置式、下置式
（3）凸轮轴传动方式：齿形带、链、齿轮传动 （4）气门驱动方式：摇臂驱动式；摆臂驱动式；直接
驱动式 （5）每缸气门数及其排列方式：两气门式；多气门式
气门的布置形式
凸轮轴的布置形式
汽车构造
凸轮轴的位置有下置式、中置式和上置式3种。
凸轮轴的布置形式
凸轮轴下置式配气机构 凸轮轴位于曲轴箱内
主要优点： 凸轮轴离曲轴较近， 由曲轴正时齿轮驱动
主要缺点： 传动件多，凸轮轴至 气门的传动链长， 整个机构的刚度差；
多用于较低转速发动机 如：解放CA6102、东风
汽车构造
气门组
特殊气门 中空气门杆气门：减轻气门
质量，减小气门运动惯性力， 某些高度强化发动机。 充钠排气门：冷却效果明显， 应用某些风冷和轿车发动机。 钠熔点：97.8 ℃，沸点： 880 ℃。
汽车构造
气门组
汽车构造
气门座与气门座圈
气门座的功用：与气门配合对气缸起密封 作用 ；接受气门传来的热量进行散热 。
汽车构造
气门组
气门导管结构
与气缸盖的气门导管孔过盈配合（压入），有的发动机不 设气门导管。
有的气门导管设有卡环槽：防松落 有的排气气门导管设有排渣槽：清除沉积物和积炭
气门组
气门油封 功用：气门杆与气门
导管孔需要润滑，机 油又不能太多，否则 机油消耗量增加；为 了控制和减少机油消 耗量，现代汽车发动 机装有气门油封。
凸顶：头部强度刚度大，排气阻力小；但受热面积大， 质量大，加工较复杂。适用于排气门。（球面）
气门组
汽车构造
2.气门锥面
气门锥角：气门锥面与气门顶面之间的夹角。一般为 45°，少数进气门为30°
较小气门锥角：气门通过断面面积较大，进气阻力较 小，可以增加进气量。但气门头部边缘较薄，刚 度较差，致使密封性变差 。 较大气门锥角：可提高气门头部边缘的厚度刚度，气 门落座时有较好的自动对中作用及较大的接触压
汽车构造
充气效率
汽车构造
（1）充气效率ηv= M / M0 M：进气过程中，实际充入气缸的进气量； M0：进气状态下充满气缸工作容积的理论进气量。
（2）充气效率的意义及分析
充气效率越高，进气量越大，则发动机发出的功 率越大。
ηv<1（汽油机0.7-0.85，柴油机0.8-0.9）
（3）提高ηv方法 改进结构，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
汽车构造
凸轮轴的布置形式
汽车构造
凸轮轴上置式
配气机构的传动方式
同步齿形带传动式
用于上置式凸轮轴的传动 主要优点：噪声小、质量 轻、成本低、工作可靠、 不需要润滑；齿形带伸长 量小，适合有精确定时要 求的传动，轿车发动机多 采用。
汽车构造
配气机构的传动方式
汽车构造
正时 皮带
配气机构的传动方式
汽车构造 奥迪2.0升FSI涡轮增压双顶置凸轮轴(DOHC)发动机
气门驱动方式
汽车构造
气门数目和排列方式
每缸气门数 及其排列方式
汽车构造
气门数及排列方式
汽车构造
四气门布置形式
汽车构造
气门间隙
气门间隙:冷态时，当气门处于 关闭状态时，气门与传动件之间 的间隙
气门间隙过小：漏气、气门烧坏 气门间隙过大：传动零件之间、
气门和气门座之间撞击严重，加 速磨损
气门间隙的大小一般由发动 机制造厂根据试验确定。在 冷态时，进气门的间隙一般 为0.25~0.3mm，排气门的间 隙为0.3~0.35mm。
汽车构造
பைடு நூலகம்
气门间隙
汽车构造
气门间隙的调整 （1）气门间隙调整螺钉
在摇臂或摆臂上驱动气门的一端，安装有气门间隙调整 螺钉及其锁紧螺母，用扳手松开锁紧螺母，用改锥调整 气门间隙调整螺钉，同时用塞规测试气门间隙符合标准 再用锁紧螺母紧固调整螺钉。 如广州本田雅阁发动机气门间隙：
进气门:0.26±0.02mm；排气门: 0.30±0.02mm
汽车构造
气门驱动方式
摇臂驱动式
汽车构造
摇臂驱动、单凸轮轴上置式配气机构：凸轮轴直接驱动摇臂，摇臂 直接驱动气门或凸轮轴推动挺柱，挺柱推动摇臂，摇臂再驱动气门。
气门驱动方式
汽车构造
气门驱动方式
摆臂驱动式
汽车构造
摆臂驱动、双凸轮轴上置式配气机构：摆臂驱动比摇臂驱动刚度更 好，更有利于高速发动机，在轿车发动机上应用广泛。（DOHC)
第四章 配气机构
气门式配气机构的布置和传动 气门的布置形式 凸轮轴的布置形式 凸轮轴的传动方式 气门驱动方式 气门间隙
配气相位 气门组 气门传动组
汽车构造
配气机构
功用： 定时开闭进、排气门 保证进气充足，排气彻底
组成： 气门组：气门、气门弹簧座、 气门弹簧、气门导管等 气门传动组：凸轮轴、挺柱、 推杆、摇臂组等 气门式配气机构由气门组和气门传 动组两部分组成，每组的零件组成 则与气门的位置、凸轮轴的位置和 气门驱动形式等有关。
气门的布置形式
图3-1 气门顶置式配气机构 1—气缸盖 2—气门导管 3—气 门 4—气门主弹簧 5—气门副弹 簧 6—气门弹簧座 7—锁片 8—气门室罩 9—摇臂轴 10—摇臂 11—锁紧螺母 12—调整螺钉 13—推杆 14—挺柱 15—凸轮轴
汽车构造
汽车构造
气门的布置形式
汽车构造
进、排气门均布置在气缸体的一侧，压缩比受到 限制，进排气阻力较大，目前已被淘汰。
汽车构造
气门组
汽车构造
气门弹簧
功用：保证气门关闭时及时落座并能紧密地与气门 座贴合；克服在气门开启时气门及传动件产生的惯 性力；使传动件始终受凸轮控制而不相互脱离 。
工作条件：承受交变载荷；为保证其可靠的工作， 应具有合适的刚度和足够的抗疲劳强度；避免弹簧 锈蚀；两端面必须磨光并与轴线垂直 。
汽车构造
1. 气门顶置式配气机构 四冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴转两周，
各缸的进、排气门各开启一次，此时凸轮轴只旋 转一周。因此，曲轴与凸轮轴转速之比（即传动 比）应为2:1。
现代汽车发动机均采用气门顶置，即进、排气门 置于气缸盖内，倒挂在气缸顶上。优点：进气阻 力小，燃烧室结构紧凑，压缩比较高，发动机动 力性好。
气门驱动方式
汽车构造
气门驱动方式
汽车构造
3.直接驱动、凸轮轴上置式配气机构 凸轮通过吊杯形机械挺柱驱动气门；或通过吊杯形液力挺柱驱
动气门。 直接驱动式配气机构的刚度最大，驱动气门的能量损失最小。
因此，在高度强化的轿车发动机上得到广泛的应用。如奥迪、 捷达、桑塔纳、马自达6、欧宝V6、奔弛320E等均为直接驱动 式配气机构。
EQ6100-1、BJ492Q等
摇臂 气门弹 簧座
气门 弹簧
气 门 导 管气
门
曲轴正 时齿轮
汽车构造
调整螺 钉螺母
摇臂轴 摇臂轴 支架
推杆
挺柱
凸轮轴正 时齿轮
汽车构造
凸轮轴的布置形式
工作过程：
驱动
顶起
曲轴正时齿轮———凸轮轴旋转——凸轮的凸起部分—— 挺柱、推杆—
—摇臂摆转——压缩弹簧克服弹力推开气门——凸轮凸起部分顶点转过挺柱—
簧旋向相反
汽车构造
气门传动组
汽车构造
功用：使气门按发动机配气相位规定的时刻 开、闭，并保证有足够的开度。
组成： 凸轮轴下置式:凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂和摇
臂轴等
凸轮轴上置式:凸轮轴、挺柱、摇臂和摇臂轴等
凸轮轴上置直接驱动气门式：凸轮轴、挺柱等
凸轮轴
汽车构造
功用：配置有各缸进、排气凸轮，使气门按一定的工 作次序和配气相位及时开闭。
气门间隙
汽车构造
气门间隙
汽车构造
零气门间隙
气门组
组成：如右图。 密封要求：
1.气门头部与气门座贴合严密 2.气门导管与气门杆导向良好 3.气门弹簧的弹力足够。 4.气门弹簧两端与气门杆的 中心线垂直
汽车构造
气门组
汽车构造
气门 工作条件:气门工作温度很高（进气门300~400℃，排
气门：700~900℃）；承受气缸压力、弹簧力、传动 组零件惯性力；冷却和润滑条件差、易受腐蚀。
气门材料：足够的强度、刚度、耐热、耐磨能力 ；
进气门：合金钢(铬钢或镍铬钢) ； 排气门：耐热合金钢(硅铬钢)。有的排气门头部用耐 热合金钢；杆部用铬钢。
气门组
汽车构造
气门组
汽车构造
气门构造
1.气门顶面：
平顶：结构简单、制造方便、受热面积小、质量小； 目前应用最多。进排气门均可用。
凹顶：头部与杆部有较大的过渡圆弧，可以减小进气 阻力；头部弹性较大，能较好适应气门座圈的变形。 适用于进气门，不宜用于排气门。 （喇叭形）
—减小对挺柱的推力——气门在弹簧力作用下逐渐关闭
凸轮轴的布置形式
凸轮轴中置式配气机构 主要优点：
凸轮轴位于气缸体上部， 与凸轮轴下置式相比：
减少了推杆（或推杆较短） 从而减轻了配气机构的往复 运动质量，增大了机构的刚 度，更适于较高转速发动机。
汽车构造
凸轮轴的布置形式
凸轮轴上置式配气机构
凸轮轴安置在气缸盖上， 主要优点：运动件少，凸轮 轴至气门的传动链短，整个 机构的刚度大，适合于高速 发动机; 主要缺点:凸轮轴与曲轴传动 距离较远，一般用同步齿形 带传动或链传动。
配气机构
汽车构造
配气机构的布置形式
汽车构造
类型
（1）气门布置形式：气门顶置式；气门侧置式
（2）凸轮轴布置位置：上置式、中置式、下置式
（3）凸轮轴传动方式：齿形带、链、齿轮传动 （4）气门驱动方式：摇臂驱动式；摆臂驱动式；直接
驱动式 （5）每缸气门数及其排列方式：两气门式；多气门式
气门的布置形式
凸轮轴的布置形式
汽车构造
凸轮轴的位置有下置式、中置式和上置式3种。
凸轮轴的布置形式
凸轮轴下置式配气机构 凸轮轴位于曲轴箱内
主要优点： 凸轮轴离曲轴较近， 由曲轴正时齿轮驱动
主要缺点： 传动件多，凸轮轴至 气门的传动链长， 整个机构的刚度差；
多用于较低转速发动机 如：解放CA6102、东风
汽车构造
气门组
特殊气门 中空气门杆气门：减轻气门
质量，减小气门运动惯性力， 某些高度强化发动机。 充钠排气门：冷却效果明显， 应用某些风冷和轿车发动机。 钠熔点：97.8 ℃，沸点： 880 ℃。
汽车构造
气门组
汽车构造
气门座与气门座圈
气门座的功用：与气门配合对气缸起密封 作用 ；接受气门传来的热量进行散热 。
汽车构造
气门组
气门导管结构
与气缸盖的气门导管孔过盈配合（压入），有的发动机不 设气门导管。
有的气门导管设有卡环槽：防松落 有的排气气门导管设有排渣槽：清除沉积物和积炭
气门组
气门油封 功用：气门杆与气门
导管孔需要润滑，机 油又不能太多，否则 机油消耗量增加；为 了控制和减少机油消 耗量，现代汽车发动 机装有气门油封。
凸顶：头部强度刚度大，排气阻力小；但受热面积大， 质量大，加工较复杂。适用于排气门。（球面）
气门组
汽车构造
2.气门锥面
气门锥角：气门锥面与气门顶面之间的夹角。一般为 45°，少数进气门为30°
较小气门锥角：气门通过断面面积较大，进气阻力较 小，可以增加进气量。但气门头部边缘较薄，刚 度较差，致使密封性变差 。 较大气门锥角：可提高气门头部边缘的厚度刚度，气 门落座时有较好的自动对中作用及较大的接触压
汽车构造
充气效率
汽车构造
（1）充气效率ηv= M / M0 M：进气过程中，实际充入气缸的进气量； M0：进气状态下充满气缸工作容积的理论进气量。
（2）充气效率的意义及分析
充气效率越高，进气量越大，则发动机发出的功 率越大。
ηv<1（汽油机0.7-0.85，柴油机0.8-0.9）
（3）提高ηv方法 改进结构，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
汽车构造
凸轮轴的布置形式
汽车构造
凸轮轴上置式
配气机构的传动方式
同步齿形带传动式
用于上置式凸轮轴的传动 主要优点：噪声小、质量 轻、成本低、工作可靠、 不需要润滑；齿形带伸长 量小，适合有精确定时要 求的传动，轿车发动机多 采用。
汽车构造
配气机构的传动方式
汽车构造
正时 皮带
配气机构的传动方式
汽车构造 奥迪2.0升FSI涡轮增压双顶置凸轮轴(DOHC)发动机
气门驱动方式
汽车构造
气门数目和排列方式
每缸气门数 及其排列方式
汽车构造
气门数及排列方式
汽车构造