配气机构的作用和组成
配气机构功用和形式
二、配气机构的结构特点
1.配气机构分为： 气门组 气门传动组
配气机构零部件图
2.分类
（1）配气机构按气门的布置位置不同可分为： 顶置式气门 侧置式气门
按气门的布置位置不同分类图
（2）按凸轮轴的位置可分为（视频）： 凸轮轴下置式
凸轮轴中置式
凸轮轴上置式视频
按凸轮轴的位置分类图
2. 链传动 （1）优点： 布置自由度大， 制造成本低， 工作可靠。 （2）缺点： 配气相位易变， 噪声、磨损大， 耐久性较差。 （3）应用： 凸轮轴上置式
3. 齿形带传动
凸轮轴正 时齿形带 轮
（1）优点 配气相位准确， 布置自由度大， 磨损、噪声小。 （2）缺点 可靠性、耐久性 差，摩擦阻力大， 随温度变化大 。
四、配气机构的工作过程
• 曲轴旋转—曲轴前端正时齿轮—链条或者 皮带轮—凸轮轴正时齿轮—凸轮—凸轮凸 缘顶起顶杆—摇臂的后端—摇臂前端气 门—气门开启—凸轮凸缘离开顶杆—气门 关闭
Hale Waihona Puke 张紧 轮 水泵传 动齿形 带轮
齿形 带传 动
中间 轮 曲轴正 时齿形 带轮
配气机构图
三、每缸气门数的选择
• 一般情况下进气是在外界压力和气缸真空度的压差下被吸 入气缸的；排气是在活塞推动下将废气排出气缸的，为了 改善气缸的换气条件，进气门一般要比排气门直径做得大 一些。 • 两气门：一进一排（气缸直径较小、转速不高时） • 四气门：两进两排（缸径较大或缸径小转速高的内燃机） • 五气门：三进两排
内燃机构造与原理
第四章 配气机构 看视频
配气机构图
第一节 配气机构的功用和形式
一、配气机构的作用
按照发动机各缸的作功次序、各缸工作循环和配气相位的要求， 定时地开启和关闭各缸进、排气门，以便发动机进行进气、压缩、 作功和排气等工作行程。 对配气机构要求如下： （1）使内燃机有较高的充气系数 （2）振动和噪声小 （3）具有良好的可靠性和耐久性
第三章配气机构
圆柱形螺旋弹簧
不等距弹簧 应用： CA7560
双弹簧布置
旋向相反的 两个弹簧， 防止断裂的 弹簧卡入另 一弹簧
应用车型：
奥迪100，捷达，桑塔纳, 广州标致505
气门旋转机构
锥形套筒
锁片
作业
1、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？ 2、气门锥角有什么作用？
二、气门驱动组
1、组成 2、功用：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适 当的气门间隙。 摇臂轴 摇臂 凸轮轴 推杆
性能：
进气门570K~670K（铬钢 或铬镍钢） 排气门1050K~1200K（硅 铬钢）
头部
强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨
气门头部的结构形式
平顶式
凸顶式 （球面顶）
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。
适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清 除效果好，但球形的受势面积大，质量和惯性力大加工 较复杂。
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
滚轮式
减小摩擦所造成的对 挺柱的侧向力。多用 于大缸径柴油机。
挺柱端面与凸轮的关系
凸轮为何要成锥 形？
锥形凸轮
液力挺柱
结构： 卡环 球形支座 进油口 柱塞 单向阀 挺柱体 柱塞弹簧 柱塞腔
汽油机：排气门采用镶嵌式气门座 柴油机：进气门采用镶嵌式气门座
3、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。 倒角 工作条件： 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： 卡环：防止气门 外表面加工精度较高 导管在使用中脱 内表面精绞 落。 装配： 气门杆与气门间隙0.05～0.12mm。
发动机配气机构工作原理
发动机配气机构工作原理发动机配气机构是内燃机的一个重要组成部分，它的主要作用是控制气门的开闭，进而调节气门的进气量和排气量，从而实现燃油的燃烧和动力的输出。
本文将从配气机构的工作原理进行详细介绍。
配气机构主要由凸轮轴、气门、气门弹簧、气门导杆、摇臂、连杆等部件组成。
凸轮轴是配气机构的核心部分，它通过凸轮轴上的凸轮和气门之间的接触，驱动气门的开闭。
凸轮轴上的凸轮形状多样，根据发动机的设计需求和工作特性来确定。
凸轮的形状和凸轮轴的转速决定了气门的开启时间、开启程度和关闭时间。
发动机的工作过程中，凸轮轴随着曲轴的旋转而转动，凸轮与气门之间通过摇臂、气门杆、连杆等部件来传递力量。
当凸轮轴上的凸轮与摇臂接触时，摇臂将凸轮的旋转运动转化为线性运动，并传递给气门杆。
气门杆通过气门导杆将力量传递给气门，使气门实现开闭动作。
配气机构的工作原理可以分为进气行程和排气行程两个阶段。
在进气行程中，随着凸轮轴的旋转，凸轮与摇臂接触，通过摇臂和气门杆的作用，使进气门打开。
进气门打开后，气缸内的活塞下行，形成负压，使空气通过进气门进入气缸，与燃油混合后进行燃烧。
在排气行程中，随着凸轮轴的旋转，凸轮与摇臂接触，通过摇臂和气门杆的作用，使排气门打开。
排气门打开后，活塞上行，将燃烧后的废气排出气缸，完成一个工作循环。
配气机构的工作原理涉及到气门的开闭时间和开闭程度的控制。
气门的开闭时间决定了气缸内的进气量和排气量，对发动机的动力输出和燃油经济性有重要影响。
气门的开闭程度决定了进气阻力和排气阻力，进而影响气缸的充气效率和排气效率。
因此，合理调节配气机构的工作参数对发动机的性能和效率有着至关重要的影响。
在现代发动机中，配气机构往往由电子控制单元（ECU）来控制。
ECU根据发动机的工作状态和负荷要求，通过控制凸轮轴的相位调节装置来调节气门的开闭时间和开闭程度。
相位调节装置通过改变凸轮轴与曲轴之间的相对位置，实现气门正时的调节。
通过精确的控制，可以提高发动机的动力输出、燃油经济性和排放性能。
配气机构构造与基本工作原理
2、三气门发动机的气门排列方式
每缸三个气门的发动机，有两个进气门，一 个排气门。进、排气门各排成一列
3、四气门发动机的气门排列方式
①同名气门排列两列，由一个凸轮轴通过T 形杆同时驱动，用一根凸轮轴驱动
②同名气门排成在同一列，一般用两根凸 轮轴驱动
三、凸轮轴的布置形式
1、凸轮轴上置式 ①用途： 轿车上的高速强化发动机 ②传动形式： 同步带传动或链条传动 ③分类： ⅰ、凸轮—摇臂式传动结构，通
3、气门间隙的测量工具以及调节装置
①测量工具： 塞尺
②因为磨损等原因，设有气门间隙调整螺 钉或调整垫块等气门间隙调整装置。
③液力挺柱： 不需要气门间隙及其调整装置，能随时调 整补偿气门的胀、缩量。
二、配气相位
1、定义：
发动机进、排气门实际的开启与关闭时 刻与开启持续的时间
2、理论：
进气门当曲拐处于上止点时开启，下止 点时关闭，排气门上止点时关闭，下止 点时开启。实际为使发动机进气充足， 排气干净，使气门早开迟闭。
• 目前大多数发动机配气相位是不能改变的， 少数电脑控制发动机配气相位可以随发动 机转速、负荷变化而自动调整。
张紧轮绕张紧轮支架上的心轴转动，张紧 轮支架绕固定在机体上的心轴转动，当张 紧器的顶杆弹性顶压在支架心轴一侧时， 支架绕其心轴做正时针转动，使左、右两 个张紧轮始终压靠在同步带的背侧，使其 保持张紧状态。
3、材料
用氯丁橡胶制成，中间夹有高强度的纤维心 线
链条传动
学习目标
1、气门间隙的定义、常见数值大小以及测量 工具
配气机构的构造与基本的工作原理
学习目标
1、配气机构的作用和对其要求 2、配气机构的组成 3、气门组和气门传动组的组成和作用 4、简述配气机构的结构特点 5、配气机构的工作过程 6、配气机构的工作特点
配气机构的构造与维修
进气门配气相位
（2）排气门配气相位
– 排气门提前开启角γ：从排气门开始开启到活 塞运行到下止点，曲轴转过的角度 ，一般为 40°~80°。 – 进气门的迟后关闭角度δ：从排气行程上止点 到排气门完全关闭，曲轴转过的角度，一般为 10°~30°。 – 进气门开启持续角：从排气门开始开启到完全 关闭，曲轴转过的角度，即γ+180°+δ。
（2）气门机油防漏装置
作用：防止机油过多地从气门导管流入燃烧室造成烧机 油和积炭
二、气门传动组
组成：凸轮轴、正时齿轮、挺柱、导管、推杆、摇臂 及摇臂轴。 功用：使进、排气门能按配气相位规定的时刻定时开启和关 闭，且保证有足够的开度。 1、凸轮轴 组成：凸轮、凸轮轴轴颈、偏心轮和螺旋齿轮等组成。 功用：使气门按一定的工作次序和配气相位及时开 闭，并保证气门有足够的升程。 材料：优质钢模锻、合金铸铁、球墨铸铁。 同一气缸的进排气凸轮的相对转角位置是与既定的配气相位相 适应的。
气门间隙过大： 进排气门开启时间缩短，造成进气不充 分，发动机充量系数下降，功率下降，排气 不干净，发动机热负荷增加，缸盖受热变形 增大；配气机构传动件之间以及气门与气门 座之间产生较大撞击及响声，加速它们之间 的磨损。 气门间隙过小： 气门受热膨胀后造成气门关闭不严，产 生漏气，使发动机的动力性下降，热负荷增 加，气门被烧坏等。
驱动：凸轮轴均由曲轴传动。用曲轴通过 一对正时齿轮驱动。在装配曲轴与凸轮轴 时必须将正时记号对正。
定位：轴向定位装置。
作用：防止轴向窜动。几种 常见的有以下几种： 止推凸缘定位：凸轮轴正时 齿轮与气缸体之间。 轴承的翻边定位：用轴承的 翻边代替止推片进行定位。 卡块定位：在凸轮轴的尾端 或前端加工一环形槽，再用 固定于气缸盖后端面或前端 面的半圆形卡块卡入槽中进 行定位。 润滑油自动控制定位：装配 时，凸轮轴的轴向间隙较大， 但发动机工作时，润滑油进 入凸轮轴轴端，能防止窜动。
配气机构的功用与组成
配气机构的功用与组成第一节配气机构的功用与组成一、配气机构的功用配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照发动机的作功次序和每一缸的工作循环的要求，适时地开闭进、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。
二、配气机构的形式按气门布置方式不同可分为气门顶置式和侧置式两种。
汽车发动机大多采用顶置气门式配气机构。
由凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门和气门弹簧等组成。
顶置式配气机构按凸轮轴的布置形式可分为凸轮轴下置式、凸轮轴中置式、凸轮轴上置式；按曲轴和凸轮轴的传动方式可分为齿轮传动式、链条传动式和齿形带式。
根据每只气缸的气门数目可分为两气门式和四气门式。
(如图3.1)(相关视频：第一集)三、配气机构的组成由气门组和气门传动组组成。
(如图3.2)(相关视频：第二集)第二节配气相位定义：配气相位是用曲轴转角表示的进、排气门的开启时刻和开启延续时间，通常用环形图表示，即配气相位图。
为了使进气充足，排气干净，除了从结构上进行改进外(如增大进、排气管道)，还可以从配气相位上想点办法，气门能否早开晚闭，延长进、排气时间呢?①气门早开晚闭活塞到达进气下止点时，由于进气吸力的存在，气缸内气体压力仍然低于大气压，在大气压的作用下仍能进气；另外，此时进气流还有较大的惯性。
由此可见，进气门晚关可以增加进气量。
进气门早开，可使进气一开始就有一个较大的通道面积，可增加进气量。
在作功行程快要结束时，排气门打开，可以利用作功的余压使废气高速冲出气缸，排气量约占50%。
排气门早开，势必造成功率损失，但因气压低，损失并不大，而早开可以减少排气所消耗的功，又有利于废气的排出，所以总功率仍是提高的。
由此可见，气门具有早开晚关的可能，那么气门早开晚关对发动机实际工作又有什么好处呢?进气门早开：增大了进气行程开始时气门的开启高度，减小进气阻力，增加进气量。
进气门晚关：延长了进气时间，在大气压和气体惯性力的作用下，增加进气量。
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
技能点1 能正确描述配气机构的功用、组成、类型及工作原理
一段时间内排气门与进气门同时
开启的现象，这种现象称为气门
重叠。重叠的曲轴转角α+δ称
气门重叠角
为气门重叠角。
汽车发动机维修
2．充气效率
充气效率就是在进气行程中，
实际进入气缸内的新鲜空气或可燃
混合气的质量与理想状态下充满气
缸工作容积的新鲜空气或可燃混合
气的质量之比。
=
M 为进气过程中实际充入气缸的新鲜空气的质量；
汽车发动机维修
影响充气效率的因素：
进气终了压力对充气效率的
进气终了温度对充气效率的
影响。
影响。
残余废气压力和温度对充气
效率的影响。
压缩比对充气效率的影响：
谢谢观看！
Thank You！
止点后，排气门才关闭，排气门关
闭的延迟角δ为排气迟闭角，排气
持续角180°+γ+δ。排气提前角γ
一般为40°～80°。排气迟闭角δ一
般为10°～30°
排气门配气相位图
汽车发动机维修
气门重叠角
在实际的发动机中，在排气
行程的上止点前后，由于进气门
在上止点前即开启，而排气门在
上止点后才关闭，这就出现了在
的气门安置在气
缸盖上，进气阻
力小，燃烧室结
构紧凑，热效率
的气门安置在气
缸体上，散热面
积大，目前已不
采用。
汽车发动机维修
1．按凸轮轴的位置分类
凸轮轴上置式
一种形式是凸轮轴直接通过摇臂
来驱动气门。
优点：省去了推杆、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
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配气机构的作用和组成
配气机构是内燃机中的一个重要部件，其作用是控制气门的开闭时间和程度，从而实现进气、排气的正常工作。
配气机构通常由凸轮轴、凸轮、摇臂、气门弹簧等组成。
凸轮轴是配气机构中最重要的部件之一，它通过曲柄连杆机构与发动机主轴相连，随着发动机转速的变化而旋转。
在凸轮轴上有多个不同形状的凸轮，每个凸轮对应一个气门。
当凸轮旋转到某一位置时，该位置对应的凸轮就会推动相应的摇臂使其摆动，从而控制相应的气门开启或关闭。
摇臂是连接凸轮和气门之间的部件。
当凸轮推动摇臂时，摇臂就会向上或向下运动，并通过连杆将运动传递给相应的气门。
由于每个摇臂与其所对应的气门都有不同长度和角度，因此可以通过调整它们之间的连接方式来控制每个气门开启和关闭时间以及程度。
除了以上两个部件外，配气机构还包括气门弹簧、气门导管、气门座等部件。
气门弹簧的作用是使气门回到关闭位置，以保证正常的气门开闭周期。
气门导管则负责将进出气道引导到相应的气门处。
而气门座则是固定在发动机缸体上，用于支撑和定位相应的气门。
总之，配气机构是内燃机中不可或缺的部件，它通过控制进出气道的开启和关闭时间以及程度，实现了正常的进排气工作。