汽车发动机-配气机构详细设计资料
汽车发动机配气机构6.1配气机构功用：•配气机构是控制内燃机进、排气过程的机构，即呼吸系统。
•按气缸的发火顺序和气缸中的工作过程，适时开启和关闭进气阀及排气阀，进入新鲜空气，排出废气。
工作条件：•转速高，若n=1000，四冲程，500次，以很高而变化的速度工作，惯性力和热负荷大，且润滑不良，零件磨损大。
要求：•定时准确；•有足够大的气体流通面积；•振动，噪音小；•工作可靠，寿命长；•结构简单，维修方便。
6.1配气机构的布置及传动• 配气机构的类型有气阀式，气孔式，气孔-气阀式。
6.1.1气阀式配气机构的布置：按气阀的布置可分为：•顶置式气阀和侧置式气阀按凸轮轴的位置可分为：•上置式凸轮和下置式凸轮。
按曲轴和凸轮轴的传动方式可分为•齿轮传动和链条传动侧置气门式气门机构3、优缺点：曲轴到气门距离近，方便齿轮传动，气门间隙调整方便，但气道拐弯多，流动阻力大，充气效率低，燃烧室扁平，结构不紧凑，容易爆震，压缩比低。
...1、结构特点： 气门布置在气缸体一侧，气门头部朝上，没有摇臂、推杆，下置式凸轮轴，齿轮传动。
...2、工作原理： 正时齿轮副带动凸轮轴转动，转到凸轮桃尖顶起气门挺杆，推动气门克服弹簧预紧力开启。
凸轮基圆与气门挺杆接触时，气门在气门弹簧预紧力的作用下关闭。
...顶置式气阀优点：燃烧室结构紧凑，可减小进，排气系统的阻力。
缺点：传动链的零件多，质量大因而惯性载荷较大。
2．凸轮轴布置形式1）下置式凸轮轴优点：凸轮轴与曲轴距离近，传动方便。
缺点：传动距离远，传动组件多，惯性大，加剧了零件的震动和磨损。
2）上置式凸轮轴优点：凸轮直接作用于摇臂，省去了挺柱和顶杆缺点：曲轴到凸轮轴传动机构复杂。
3）顶置式凸轮轴优点：凸轮轴直接驱动气阀，无惯性载荷的作用。
缺点：气阀杆受侧推力的作用磨损大。
曲轴列凸轮轴传动复杂，，拆装气缸盖也较麻烦。
3．气阀数及布置1）每气缸两个气阀的布置•每缸两阀，总是采用较大的气阀道路面积，且进气阀直径大于排气阀直径。
布置方式：a cb da.合用气道 • 气阀将机体纵向排成一列相邻两个进气阀或排气阀合用一个气道，气道简化，并可得到较大的气 道通道面积；b.交替布置 图 (c) • 每缸单独用一个进、排气道，可使气缸均匀冷却，对热负荷较严重的发动机更适宜；c.分开布置 图 (d) • 进、排气道分置于机体两侧，以免排气加热进气，而汽油 机为了使汽油更好地雾化，多置于机体一 侧。
2）气缸四个气阀的布置 • 两进，两排，增大进，排通道面积。
同名气阀。
a.串联形式 • 可通用一根凸轮轴及驱动杆传动； • 进气阀间的进气效率有差异； • 排气阀的热负荷也不相同。
b.并联形式 • 进气效率与热负荷基本相同； • 需用两根凸轮轴传动。
c.斜角布置 • 可用一根凸轮轴，性能上亦较优越。
6.1.2凸轮轴的传动方式：1.圆柱齿轮式传动 优点：结构及工艺简单，拆装方便，工艺可靠。
缺点：对于上置式凸轮轴采用齿轮传动时，中间齿轮数多，增加了复杂性和重量。
圆柱齿轮传动的各种方案2.锥齿轮传动 • 多用于轻型高速大功率内燃机顶置式凸轮的传动。
特点：• 结构紧凑可靠，但很复杂，拆装不方便。
3.链条式传动 • 上置式凸轮轴气阀机构上，能使气阀机构免受惯性载荷的作用。
特点：• 工作可靠性好，但耐性不及齿轮传动装置。
6.2气阀式配气机构的组成及其零件 • 气阀式配气机构的组成可分为气阀机构和传动机构。
6.2.1气阀机构由气阀、气阀弹簧、气阀导管和气阀 座等零件组成1.气阀 • 基本结构由阀盘、阀杆组成。
反盘上有密封带。
(1)工作条件 a.高温而冷却和润滑困难。
排气：900-1100K，进气：600-700K； b.阀盘与阀座受惯性力和弹簧力的作用气阀机构 ①气阀导管 ②气阀 ③气阀弹簧 ④气阀座 • 撞击作用尤其是气阀间隙的存在，冲击负荷显著增加；c.气阀受热膨胀，可引起阀杆在导管中卡住。
配气机构的零件和组件1、气门组气门、气门座、气门导 管、气门弹簧、弹簧座、 锁片等零件组成。
要求： 保证气缸的密封。
气门组实物图1）气门功用： 燃烧室的组成部分，是气体进、 出燃烧室通道的开关，承受冲击力、杆部高温冲击、高速气流冲击。
工作条件：A、进气门600K~700K，排气门 800K~1100K。
B、头部承受气体压力、气门弹簧力、 传动惯性力等，头部C、冷却和润滑条件差，D、被气缸中燃烧生成物中的物质所 腐蚀。
性能：强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨进气门570K~670K（铬钢 或铬镍钢） 排气门1050K~1200K（硅铬钢）气门头部的结构形式平顶式结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、 排气门都可采用。
凸顶式适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清 除效果好，但球形的受热面积大，质量和惯性力大，加（球面顶） 工较复杂。
凹顶式凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可以减 少进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门，（喇叭顶） 而不宜用于排气门。
气门与气门座实物图进气门排气门气门锥角气门锥角：气门头部与气门座圈接触的锥面与气门顶部平面 的夹角。
锥角作用： A、获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。
B、气门落座时有较好的对中、定位作用。
C、避免气流拐弯过大而降低流速。
边缘应保持 一定的厚度，1~3mm。
装配前应将 密封锥面研 磨。
气门锥角的大小进气门：一般为30°，原因是在相同气门升程情况下，锥角小 时进气阻力小；但由于头部边缘较薄，刚度差，密封性及导热 性均差。
排气门：一般为45°。
因其热负荷较大气门杆圆柱形，不断做 往复运动。
凹槽较高的加工精度，表面经 过热处理和磨光，保证同 气门导管的配合精度和耐 磨性气门杆尾部：其 形状决定于弹簧 座固定方式易断裂处气门杆弹簧座的固定形式凹槽（环槽）：安装两半锥 形锁片。
锁销孔：用锁销固定。
充钠气门由于发动机工作时,排气门经常处于高温条件下工作,钠约在970℃时为液态,具有良好的热传导能力。
通过液态纳的来回运动,热量能很快从气门头部传到根部.可降低温度约l00℃。
这样有利于降低混合气自燃的危险,从而握高了气门的使用寿命。
在维修发动时,进、排气门不能修整,只充钠允许研磨。
捷达l.6L发动机排气门内部注有钠。
2）气门座气门座： 气缸盖的进、排气道与气门锥面相结 合的部位。
作用： 靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。
接受气门传来的热量。
气门座合金铸铁、 奥氏体钢气门座圈： 以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。
镶嵌式气门座特点： 优点：提高气门座的使用寿命，便于更换。
缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重事故。
汽油机：排气门采用镶嵌式气门座，进气门直接在缸盖镗 柴油机：进排气门均采用镶嵌式气门座铝合金气缸盖 为何气门座都 要镶嵌气门座 圈？倒角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。
气门导管工作条件：工作温度较高，约500K。
润滑困难， 卡环：防止易磨损。
气门导管在材料：使用中脱落。
用含石墨较多的合金铸铁或粉末冶金 材料，能提高自润滑作用。
加工方法：外表面加工精度较高 ，内表面精绞 伸入深度应适量。
装配：锥度可减少气流气门杆与气门导管间隙0.05～0.12mm。
阻力。
气缸盖过盈配合4）气门弹簧功用：保证气门的回位，使气门 与气门座紧密贴合。
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 凸轮气门弹簧随着有效圈数的减少，自然频率 气门弹簧要避免发生 提高。
共振（当工作频率和 自身频率相等或成某 一倍数时），主要措 施有：不等距弹簧、 双弹簧圆柱等螺距弹簧提高弹簧自身刚度， 改变其自振频率圆柱形螺旋弹簧不等距弹簧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， 一根折断后另 一根可继续工 作应用车型： 奥迪100，捷达，桑塔纳, 广州标致5055）气门旋转机构通过发动机运转振动力作用，使气门在气门座上自由的做不规则的旋转的装置，其作用是：减小气门头部受热变形，防止沉积物形成。
弹簧座气门弹簧锥形套筒支承板锁锁片片壳体碟形弹簧强制旋转机构a菌形b筒形c滚轮式d 液压式e滚轮摇臂式各种挺柱顶杆• 顶杆用于顶置式气阀、下置式凸轮轴的配气机构，向摇臂 传递凸轮轴经顶柱传来的推力。
对于顶杆的要求是刚性好， 重量轻。
• 为了减轻重量，顶杆一般用空心管制成，小型内燃机的顶 杆也有用实心钢棒制成的。
顶杆上端焊有钢质的凹球形接 头与摇臂调节螺钉的球头相配合；下端焊有球形接头，支 撑在挺柱的凹球承座内。
摇臂• 改变顶杆传递的运动方向以推开气阀。
由钢模制造或球墨 铸铁制造，摇臂的断面一般为T字形或工字形，以减轻重 量并有足够的刚性，摇臂长短臂比值为1.6左右。
6.3配气相位与气阀间隙6.3.1配气相位α：10°～30°β：40°～70° γ：40°～60°δ：10°～30°6.3.2气阀间隙l 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。
保证气阀及传动件受热后有伸长的余地。
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。
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。
几种内燃机的配气相位内燃机型号开启上止点前进气阀关闭上止点后 开启持续角度开启下止点前排气阀关闭上止点后 开启持续角度上柴135系列 20º 48º248º 48º20º248º解放CA-10B 20º69º269º 67º22º269º轻12V180 50º56º286º 56º50º286º12V180CL 63º42º285º 60º43º283º16V140ZL 40º40º260º 40º40º260º630ZL69º37º286º 42º33º255º几种内燃机的气阀冷态间隙内燃机型号 冷阀冷态间隙mm进气阀排气阀上柴135系列0.300.35解放CA-10B0.250.25轻12-1800.98(+0.1；-0.08) 0.98(+0.1；-0.08)12V-180ZL0.400.4516V-240ZL0.400.50新6300ZC0.500.70。
汽车配气机构-PPT文档资料
2
2019/3/24
汽车构造
组成：由气门组和气门传动组组成。
2019/3/24
川师成都学院电子工程系
3
汽车构造
配气机构的布置形式
分类： 按气门布置的形式：气门顶置、气门侧置
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。
2019/3/24
为何排气 门间隙大 于进气门 间隙？
2019/3/24
川师成都学院电子工程系
14
汽车构造
气门间隙过大与过小的危害
间隙过大：进、排气门开启迟后，缩短了进排气时间， 降低了气门的开启高度，改变了正常的配气相位，使发动 机因进气不足，排气不净而功率下降；此外，还使配气机 构零件的撞击增加，磨损加快。 无间隙或间隙过小：发动机工作后，零件受热膨胀，将 气门推开，使气门关闭不严，造成漏气，功率下降，并使 气门的密封表面严重积碳或烧坏，甚至气门撞击活塞。
边缘应保持一定 的厚度，1～ 3mm。 装配前应将密 封锥面研磨。
2019/3/24
川师成都学院电子工程系
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汽车构造
气门杆部
凹槽
气门杆尾部：
环形槽、锁销孔
较高的加工精度，表 面经过热处理和磨光， 保证同气门导管的配 合精度和耐磨性
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
气门重叠：在某一时间内，进气门、排气门同时开启 的现象。 气门重叠角：气门重叠时的曲轴转角。为α+δ
川师成都学院电子工程系
汽车概论发动机之配气机构
轿车发动机多采用
伸长量小 适合精确定时传动
▪齿形带 传动机构
优点 噪声小、质量轻、成本低、 工作可靠、不需要润滑 齿形带 氯丁橡胶
齿形带齿 钢或铁基粉末冶金
不能与水和机油接触 容易跳齿
保持一定张紧力 张紧轮和张紧器
2024年7月30日星期二
29
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凸轮轴 正 时齿轮
曲轴正时 齿轮
齿轮 传动
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24024年7月30日星期二
气门驱动 形式
摇臂驱动式 摆臂驱动式 直接驱动式
每缸气门 数及其排 列方式
两气门式 多气门式
3气门 4气门
5气门
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25024年7月30日星期二
摇臂
气门顶置
摇臂
推杆
挺柱
挺柱
凸轮轴 下置
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凸轮轴 中置
26024年7月30日星期二
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20324年7月30日星期二
4和5气门
• 现代高性能 汽车发动机普 遍采用每缸三、 四、五个气门。 • 其中尤以四 气门发动机为 数最多
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4气门
5气门
进排气充分,发动机
转矩和功率提高;
能明显增加进气量,
优 点
气门质量减轻,运动 惯性力减小,有利提高 转速;
➢要求： • 气门头部与气门座贴合严密 • 气门导管与气门杆导向良好 • 气门弹簧两端与气门杆的中心垂直 • 气门弹簧的弹力足够
2024年7月30日星期二
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气门
气门 锥面
气 门 顶 面
气门 锁 夹槽
2024年7月30日星期二
发动机配气机构
2021/2/6
2
2、配气机构构造
四冲程内燃机采用气门式配气机构是由气门 组、传动组和驱动组三部分组成,
（1）气门组包括:气门、气门座、气门导管、 气门弹簧、气门弹簧座及锁紧装置等零件;
（2）传动组包括：挺柱、推杆、摇臂、摇 臂轴等零件；
（3）驱动组包括：凸轮轴，凸轮轴轴承和 止推装置等。
2021/2/6
25
进、排气门的实际开闭时刻和延续时间
实际进气时刻和延续时间:在排气行程接近 终了时,活塞到达上止点前，即曲轴转到离 上止点还差一个角度α，进气门便开始开启， 进气行程直到活塞越过下止点后β时，进气 门才关闭。整个进气过程延续时间相当于曲 轴转角
2021/2/6
26
进气角度分析
2、功用：是使进、 排气门能按配气相位 规定的时刻开闭,且保 证有足够的开度。
2021/2/6
12
挺柱
挺柱的功用是将凸 轮的推力传给推杆 （或气门杆）,并承 受凸轮轴旋转时所 施加的侧向力，近 年来，液压挺柱被 广泛地采用。
2021/2/6
13
推杆
推杆的作用是将从凸 轮轴传来的推力传给 摇臂,它是配气机构中 最容易弯曲的零件。 要求有很高的刚度， 在动载荷大的发动机 中，推杆应尽量地做 得短些。
2021/2/6
14
摇臂
摇臂实际上是一个双臂杠杆,将推杆传来的力 改变方向，作用到气门杆端打开气门。
2021/2/6
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配气相位
1）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-配 气相位图。
2）理论上的配气相位分析 理论上讲进、压、功、排各占180°，也就是说进、
缸盖传出去。
汽车发动机气门配气机构(最全)
正时齿轮
挺柱
液力挺柱
推杆
摇臂
气门间隙调整
生产实践中，普遍地采用两遍法调整气 门间隙．即第一缸压缩终了上止点时， 调整所有气门半数，再摇转曲铀一周(指 四冲程发动机)便可调整其余半数气门。
配气机构
气门式配气机构的布置及传动
一、配气机构的功用
按照发动机的每一气缸所进行的工作循环和发火次序 要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气，使新鲜充量 得以进入气缸，废气得以及时从气缸排出。 （另：介绍充气效率概念）
二、分类
1、按气门的布置型式：气门顶置式、气门侧置式 2、按凸轮轴的布置位置：凸轮轴上置式、中置式、下置式 3、按曲轴与凸轮轴的传动方式：齿轮传动式、链条传动式及齿
气门导管与气门座
气门弹簧
气门传动组
气门传动组主要包括：凸轮轴、挺柱、推杆、摇 臂、正时齿轮等零件
气门传动组的作用：使进、排气门能按配气相位 规定的时刻开闭。
凸轮轴
凸 轮 轴 的 轴 向 定 位
凸轮形状
凸轮的轮 廓应保证 气门开启 和关闭的 持续时间 符合配气 相位的要 求，尽可 能大的时 面值。
气门杆
呈圆柱形， 表面经热处 理和抛光。
气门导管与气门座
气门弹簧
气门传动组
气门传动组主要包括：凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、 正时齿轮等零件
气门传动组的作用：使进、排气门能按配气相位规 定的时刻开闭。
凸轮轴
凸 轮 轴 的 轴 向 定 位
凸轮形状
凸轮的 轮廓应 保证气 门开启 和关闭 的持续 时间符 合配气 相位的 要求。
形带传动式
4、按每缸气门数目：二气门式、四气门式等
气门布置型式
上置凸轮轴
齿形带传动
汽车发动机配气机构分析设计研究.(DOC)
汽车发动机配气机构分析设计研究学院：机械工程学院专业、班级：学生姓名：指导教师（职称）：完成日期：汽车发动机配气机构分析设计研究总计：毕业论文：页表格：表插图：幅指导教师：评阅人：完成时间：摘要汽车发动机配气机构是发动机的重要组成部分，它根据气缸的工作次序，定时开关进、排气门，保证气缸吸入新鲜空气和排除废气。
本研究主要针对小型汽车上使用的汽油机进行配气机构设计，并对配气机构中的凸轮进行运动分析，以保证发动机获得充分的空气供给。
本文首先结合顶置式配气机构的特点，分析配气机构所要达到的性能和工作性能的要求，同时分析转速、扭矩和功率的关系是否合理。
其次，整个配气机构是由凸轮驱动的，配气机构的性能在很大程度上取决于配气凸轮的形状。
本文在深入研究内燃机配气机构凸轮型线设计理论的基础上，提出并构造配气凸轮型线，同时计算它的工作阻力。
该型线可以提高配气机构的丰满度，并且光滑连续，并通过仿真，模拟出配气机构中凸轮以及凸轮与挺杆之间的相关参数情况，进行直观表达。
在论文的最后，通过分析所设计的配气机构，找出设计配气机构存在的问题，并提出改进意见。
本研究通过对设计的发动机配气机构进行总结分析，对其发展方向进行展望，从而为配气机构的相关性能研究提供判断依据，为内燃机配气机构的优化设计提供参考。
关键词：配气机构；凸轮设计；matlab仿真；阻力计算；弹簧校核ABSTRACTCar Engine Valve is an important part of the engine , which according to the work order of the cylinder, the timer switch intake and exhaust valves , cylinders breathe fresh air and to ensure that exclude emissions. This study focused on the use of small cars gasoline engine valve train design, and the cam valve train motion analysis to ensure that the engine with sufficient air supply .Firstly, the characteristics overhead valve bodies , valve bodies analyze the performance and work to achieve performance requirements , while analyzing the relationship between speed, torque and power is reasonable. Secondly , the entire gas distribution mechanism is driven by the cam , valve train performance depends largely on the shape of the gas distribution cam . Based on in-depth study of Engine Valve cam profile design theory, proposed and constructed gas distribution cam profile , and calculate its working resistance . This type of line can improve the gas distribution sector fullness and smooth and continuous , and through simulation, simulation of the relevant parameters in the case of Valve tappet cams and cam and between the intuitive expression . In the end, through the analysis of the design of the paper Valve , Valve designed to identify problems and suggest improvements .In this study, the engine valve train design were analyzed , prospected for its development, so as to provide a basis for judging the performance of research related to gas distribution agencies , to provide a reference for the optimal design of the internal combustion engine by Valve .Keywords : Valve ; cam design ; matlab simulation ; resistance calculation ; spring check目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1. 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 课题研究的主要内容和意义 (3)1.2.1 课题研究的主要内容 (3)1.2.2 课题研究的意义 (4)2. 配气机构的结构设计 (4)2.1 配气机构的简介 (6)2.1.1 配气机构的种类 (5)2.1.2 配气机构的组成 (7)2.2 配气机构的总体选型与设计 (10)2.2.1 功率扭矩与配气机构的选择 (10)2.2.2 确定配气结构的总体结构型式 (10)2.3 本章小结 (11)3. 配气机构的凸轮设计 (12)3.1 拟定部分参数及要求 (12)3.1.1 凸轮型线类型的选择 (12)3.2 计算凸轮的外形尺寸 (12)3.3 运动规律的分析 (15)3.3.1 matlab仿真 (17)3.4 凸轮过渡段的设计 (21)3.5 本章小结 (23)4. 弹簧阻力计算 (24)4.1 弹簧力计算 (24)4.1.1 拟定部分发动机气门弹簧的主要参数 (24)4.1.2 弹簧力 (24)4.1.3 弹簧应力 (28)4.2 减少功率损耗的措施 (29)4.2.1 滚动摩擦代替滑动摩擦 (29)4.2.2 改变机构尺寸 (29)4.3 本章小结 (29)总结 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录1：外文翻译附录2：外文原文1. 绪论1.1 研究背景配气机构在发动机组成上起着重要作用，发动机的经济性、动力性是否良好，工作是否可靠，噪音和振动能否得到有效的控制，这些都与配气机构的设计有密切关系。
《汽车配气机构》PPT课件
05.12.2020
气门导管
气缸盖 过盈配合
卡环：防止气门 导管在使用中脱 落。
伸入深度应适量。锥度可减少
气流阻力。
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28
气门弹簧
功用：克服在气门关闭过程中 气门及传动件的惯性力，保证 气门及时落座并紧紧贴合。
形状：圆柱形螺旋弹簧。
材料：高碳锰钢、硌钒钢。
防止共振：①提高气门弹簧的 刚度；②采用不等螺距的圆柱 弹簧；③采用双气门弹簧。
凸轮轴
凸轮轴正 时齿轮
05.12.2020
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推杆 挺柱
31
凸轮轴
组成：各缸的进、排气门凸轮及驱 动汽油泵的偏心轮、驱动分电器的 齿轮。
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。
同一正时气齿缸轮的进排气凸轮的相对转
角位置是与既定的配气相位轴相颈适应
挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。
为何排气
门间隙大
进气门间隙：0.25～0.30mm 排气门间隙：0.30～0.35mm
于进气门 间隙？
05.12.2020
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14
汽车构造
气门间隙过大与过小的危害
间隙过大：进、排气门开启迟后，缩短了进排气时间， 降低了气门的开启高度，改变了正常的配气相位，使发动 机因进气不足，排气不净而功率下降；此外，还使配气机 构零件的撞击增加，磨损加快。
➢气门弹簧的两端面与气门杆的
中心线相垂直；
气门弹簧
➢气门弹簧的弹力足以克服气门
气门导管 气门
及其传动件的运动惯性。
气门座
05.12.2020
.
20
气门组实物图
汽车发动机配气机构
正时齿轮 螺栓
驱动汽 油泵的 偏心轮
凸轮
止推座
垫片
止推凸缘
驱动分电器的螺旋齿轮
凸轮轴轴颈
2、凸轮
1)作用：气门开启和关闭的时刻、持续时间、 开闭速度，这是由凸轮的轮廓来保证的。
凸轮的轮廓决定气门的最大升程和升降行程 的运动规律。 2)工作条件： 承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。 3)凸轮性能： 表面有良好的耐磨性，足够的刚度。
链条传动
曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮
曲轴→齿形皮带→凸轮轴正时 齿形带传动 齿轮
凸轮轴上臵 式配气机构
齿轮传动
曲轴正时齿轮（钢）→凸轮轴 正时齿轮（铸铁或胶木）
凸轮轴下臵、 中臵式配气 机构
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。为了啮合平稳， 减小噪声，正时齿轮多用斜齿 材料： 曲轴正时齿轮：钢制 凸轮轴正时齿轮：铸铁，夹布胶木 配气正时：安装时正时记号对齐
消除气门 间隙阶段
出现气门 间隙阶段
凸轮轴的轴向定位：
作用：为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿 轮产生的轴向力。
利用调节环控制轴向间隙
3、凸轮轴轴承 结构：衬套压入座孔 材料：低碳钢背内浇减磨合金或铜套
4、挺柱
(1)作用：将凸轮的推力传给推杆或气门，并承受凸轮旋转时施加 的侧向力。 (2)常用材料：有中碳钢、合金钢、合金铸铁等 (3)普通挺柱挺柱的分类：
菌式
筒式
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。
4)挺柱的旋转 (1)旋转的目的：使挺柱磨损均匀。 在挺柱工作时，由于受凸轮侧向推力的作用会引起挺柱与导管之 间单面磨损，又因挺柱底面与凸轮固定不变地在一处接触，也会造 成磨损不均匀。 (2)旋转的措施：
汽车配气机构
B、头部承受气体压力、气门弹簧力等，
C、冷却和润滑条件差，
D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。
性能：
•头部
强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨
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•进气门570K~670K（铬 钢或铬镍钢）
•排气门1050K~1200K （硅铬钢）
汽车配气机构
气门头部的结构形式
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。
•低压油腔 •环形油槽
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•单向阀 •键形油槽 •高压油腔 •缸盖油道
汽车配气机构
桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图
•当凸轮的升程段与挺柱 顶面接触时，挺柱受凸 轮推动力和气门弹簧力 的作用，挺柱下移，高 压腔内的机油被压缩， 单向球阀在压力差和单 向阀弹簧的作用下关闭， 高、低压油腔被分隔开。 由于液体的不可压缩性， 油缸与柱塞成为一刚性 整体推动气门打开。
曲轴转角(°) 第一缸 第二缸 第三缸 第四缸 第五缸 第六缸
0～180° 180°～360° 360°～540° 540°～720°
60° 120° 180° 240° 300°
360° 420° 480° 540° 600° 660°
有利因素：简化曲轴 与凸轮轴之间传动装 置，有利于发动机的 布置。
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汽车配气机构
2、凸轮轴中置式 •调整螺钉 •摇臂
传动方式：凸轮
轴经过挺柱直接 驱动摇臂，省去 了推杆。
应用：适用于发 动机转速较高时， 可以减少气门传 动机构的往复运 动质量。
•挺柱
•凸轮 轴
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汽车配气机构
•凸轮轴正时 齿形带轮
•张紧轮
发动机配气机构PPT课件
凸轮间的相对角位置，夹角位90度
气门组件
3.3.2 挺柱
普通挺柱：筒形挺柱适用于汽油机，滚轮式挺柱适用于柴油机
液压挺柱
气门组件
液压挺柱
气门组件
作用
优点
结构特点
综合优点
弥补气门间 隙给发动机 带来的撞击 噪音
1.取消了气门间隙 零件结构简单； 2.不需要调整气门 间隙，简化了装配 后的调整过程 3.消除了气门间隙 引起的冲击噪音
3.1.1 配气机构的分类
1.按照气门布置形式分
概述
侧置气门式配气机构（已经淘汰）
顶置气门式配气机构（普遍采用）
概述
3.1.1 配气机构的分类
2.凸轮轴的布置形式分 下置式
中置式
上置式
概述
3.1.1 配气机构的分类
3.按曲轴驱动凸轮轴的方式分
齿轮传动配气机构
概述
3.1.1 配气机构的分类
1.按曲轴驱动凸轮轴的方式分
1.采用倒置挺柱，直 接推动气门的开启； 2.挺住体是由上盖和 圆筒，精加工后在用 激光焊接程一体的薄 壁零件 3.单向阀采用钢球、 弹簧式结构。
使起门开启和 关闭更快，以 减少进排气阻 力，改善发动 机换气提高性 能特别是高速 性能
3.3.3 推杆
气门组件
与摇臂相连
气门组件
3.3.4 摇臂及其组件
齿轮传动配气机构 齿形带传动配气机构
概述
3.1.1 配气机构的分类
4.按每缸气门数分 1.双气门式配气机构
一般发动机配气机构较多采用一个进气门和 一个排气门
2.多气门式配气机构
新型发动机采用每缸三气门、四气门、五气 门
概述
3.1.2 气门间隙