第3章配气机构的构造与维修

第3章

配气机构的构造与维修

知识目标

1．能简单叙述换气过程、配气相位定义；2．能正确描述配气机构的分类、工作过程；3．能正确描述配气机构的组成、主要零部件的构造和装配

连接关系；4．能正确描述配气机构的装配要求和调整方法。能力目标1．会进行配气机构主要零部件的检修；2．会进行配气机构的装配和调整；3．能对配气机构常见故障进行分析、判断并能排除故障

第一节

配气机构的构造与工作原理

功用

配气机构的功用是按照发动机各缸工作过程的需要，定

时地开启和关闭进、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，废气得以及时排出气缸。

类型

配气机构多采用顶置式气门。根据凸轮轴的位置分为下

置式、中置式和上置式。

凸轮轴下置式配气机构

组成

其组成主要有气门驱动组和气门组两大部分。气门驱动组

气门驱动组是从正时齿轮开始至推动气门动作的所有零

件；主要由正时齿轮、凸轮轴、气门挺柱、推杆、调整螺钉

和锁紧螺母、摇臂、摇臂轴、摇臂轴支架等组成。其功用是

定时驱动气门使其开闭。

气门组

主要由气门锁片、气门弹簧座、气门弹簧、气门、气门

导管、气门座等组成。其功用主要是维持气门的关闭。

结构特点其进、排气门都倒装在气缸盖上。(1)凸轮轴装在曲轴箱内，而摇臂轴装在气缸盖上，两者相距较远，推杆较长。(2)凸轮轴距曲轴较近，两者之间采用正时齿轮传动。工作

(1)气门打开：由曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴旋转，使凸轮轴上的凸轮凸起部分通过挺柱、推杆、调整螺钉，推动摇臂摆转，摇臂的另一端便向下推开气门，同时使弹簧进一步压缩。

(2)气门关闭：当凸轮凸起部分的顶点转过挺柱以后，气门在其弹簧张力的作用下，开度逐渐减小，直至最后关闭，进气或排气过程即告结束。压缩和作功行程中，气门在弹簧张力作用下严密关闭，使气缸密闭。

曲轴与凸轮轴的传动比为2∶1。

中置凸轮轴式配气机构

其结构特点为 1.凸轮轴位于气缸体的上部。

2.推杆较短，运动惯性小。

3.也可省去推杆，而由挺柱直接

驱动摇臂，当发动机转速较时，减

小气门传动机构的往复运动质量。

上置凸轮轴式配气机构

其结构特点为

1.凸轮轴布置在气缸盖上。

2.凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门，没有挺柱和推杆，使

往复运动质量大大减小，因此

它适用于高速发动机

上置凸轮轴式配气机构的驱动方式有

链条驱动和同步齿形带传动。

气门间隙

定义

气门在完全关闭时，气门杆尾端与气门传动组零件之间

的间隙。

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。

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。

气门间隙过大和过小的危害

气门间隙的大小由发动机制造厂根据试验确定。一般在

冷态时，进气门的间隙为0.25～0.35mm，排气门的间隙为0.30～0.35mm。

过小

如果气门间隙过小，发动机在热态下可能因气门关闭不严而发生漏气，导致功率下降，甚至气门烧坏。

过大

如果气门间隙过大，则使传动零件之间以及气门和气门座之间产生撞击响声，并加速磨损。同时，也会使气门开启的持续时间减少，气缸的充气以及排气情况变坏。

•配气相位

定义

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。

配气相位的内容

1.进气提前角

2.进气迟后角

3.排气提前角

4.排气迟后角

进气门的配气相位

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。

2.进气迟后角

(1)定义在进气冲程下止点

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)。进气迟后角用

β表示，β一般为40°～80°。

(2)目的

①利用压力差继续进气。

②利用进气惯性继续进气。

排气门的配气相位

1.排气提前角

(1)定义在作功行程的后期，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)。排气提前角用γ表示，γ一

般为40°～80°。

(2)目的①利用气缸内的废气压力提前自由排气；

②减少排气消耗的功率；

③高温废气的早排，还可以防止

发动机过热。

2.排气迟后角

(1)定义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)。排气迟后角用δ表示，

δ一般为10°～30°。

(2)目的

①利用缸内外压力差继续排气；

②利用惯性继续排气。

由此可见，气门开启持续时间内的曲轴转角，即排气持续角为

γ+180°+δ。

配气机构的零件和组件1.气门组

气门组的主要机件有

气门

气门座

气门导管

气门弹簧

弹簧座

气门锁片

气门油封