第 3 章 配气机构

1. 第3章 配气机构 概述 配气机构的构造 气门间隙 配气相位 配气机构的组成和零件

2. §3.1 概述 充气效率一般为何值?（取值范围） 一、功用： 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。 二、充气效率： 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在进气系统进口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。 ηv=M/M0 M ——进气过程中，实际进入气缸的新气的质量； Mo——在理想状态下，充满气缸工作容积的新气质量。 充气效率越高越好，而其大小与配气机构结构有直接的关系。

3. 三、气门式配气机构 气门组 传动组 驱动组

4. §4.2 配气机构的构造 一、气门的布置型式 1、气门顶置式 组成： 2、气门侧置式已很少使用。

6. 3、气门顶置式配气机构工作过程 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。

7. 二、凸轮轴的布置型式 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。 1、凸轮轴下置 有利因素：简化曲轴与凸轮轴之间的传动装置（齿轮传动），有利于发动机的布置。 不利因素是什么？

8. 摇臂 调整螺钉 2、凸轮轴中置式 挺柱 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。 凸轮轴 活塞

9. 凸轮轴 凸轮轴 特点： 凸轮轴与气门距离近，不需要推杆、挺柱，使往复运动的惯量减少。 3、凸轮轴上置式 应用：高速发动机 如：桑塔纳轿车发动机 活塞 双凸轮轴上置式发动机

11. 三、凸轮轴的传动方式

12. 传动方式图例

13. 凸轮轴 齿带传动图例 一汽audi轿车的齿形带传动装置 曲轴

14. 四、各缸气门数及其排列方式

15. 相邻气门共用一个气道 进排气门交替排列

16. 曲轴轴线 每缸4气门排列方式 每缸4气门驱动方式 同名气门两列 同名气门一列

17. 常用气门顶置配气机构的类型 气门顶置，下置凸轮轴（OHV） 气门顶置，上置凸轮轴（OHC） 气门顶置，双摇臂，上置凸轮轴（OHV/OHC） 气门顶置，上置双凸轮轴（OHV/DOHC）

18. 上止点 五、配气相位 1、用曲轴转角表示的进、排气门的实际开闭时刻和开启的持续时间 ，称为配气相位。 下止点

19. 2、配气相位演示

20. 气门叠开的后果？ 3、气门叠开 排气过程 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。 气门叠开角：气门同时开启的角度（+ ）。 进气过程

21. 六、气门间隙 摇臂 气门间隙 为何排气门间隙大于进气门间隙？ 气门杆 1、概念： 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。

22. 气门间隙 气门间隙 气门间隙

23. 七、配气机构的零件和组件 要求： 保证气缸的密封。 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。

24. 气门组实物图

25. 杆部 1）气门 头部 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、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， 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）

26. 气门头部的结构形式

27. 气门与气门座实物图 排气门 进气门

28. 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。

29. 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

30. 气门杆尾部：其形状决定于弹簧座固定方式 气门杆 凹槽 易断裂处 圆柱形，不断做往复运动。 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

31. 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。

32. 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,只允许研磨。捷达l.6L发动机排气门内部注有钠。 充钠

33. 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

34. 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？

35. 倒角 气门导管 气缸盖 3）气门导管 卡环：防止气门导管在使用中脱落。 作用： 为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导热作用。 工作条件： 工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨损。 材料： 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 装配： 气门杆与气门导管间隙0.05～0.12mm。 伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。 过盈配合

36. 4）气门弹簧 锁片 气门弹簧座 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 气门弹簧 气门弹簧的装配

37. 随着有效圈数的减少，自然频率提高。 气门弹簧要避免发生共振（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 气门弹簧 圆柱等螺距弹簧 提高弹簧自身刚度，改变其自振频率 不等距弹簧 圆柱形螺旋弹簧

38. 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 双弹簧布置 应用车型： 奥迪100，捷达，桑塔纳, 广州标致505

39. 弹簧座 5）气门旋转机构 锥形套筒 气门弹簧 支承板 锁片 锁 片 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。 壳体 碟形弹簧 强制旋转机构

40. 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？

41. 2、气门驱动组 摇臂轴 摇臂 凸轮 1、组成：凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂。 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。 推杆 凸轮轴正时齿轮 挺柱

42. 1）凸轮轴 作用： 驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。 工作条件： 承受气门间歇性开启的冲击载荷。 耐磨，抗冲击韧性，刚度。 材料： 优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 结构：凸轮、轴颈、偏心轮、螺旋齿轮；每2气缸一个轴颈；轴颈直径前后依次减小；另有空心凸轮轴，如捷达EA113 凸轮 驱动分电器的螺旋齿轮 凸轮轴轴颈

43. 凸轮 工作条件：承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。 凸轮性能：表面有良好的耐磨性，足够的刚度、韧性。 凸轮与挺柱线接触，接触压力大，磨损快。

44. 同名凸轮的相对角位置 点火顺序： 1—2—4—3 同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位相对应的。 四缸发动机凸轮投影

45. 气门升程最大时刻 凸轮的轮廓 缓冲结束点 气门关闭点 气门开启点 凸轮轮廓应保证气门的运动规律符合配气相位的要求 出现气门间隙阶段 消除气门间隙阶段 气门关闭

46. 凸轮轴的轴向定位： 窜动量 气缸体 凸轮轴颈 止推板 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。 隔圈（调节环） 凸轮轴的轴向间隙 正时齿轮 利用调节环控制轴向窜动

47. 凸轮轴的轴向定位： 止推片 止推轴承：第一轴承 止推片：正时齿轮与第一轴颈之间 止推螺钉：正时齿轮盖上 以上各结构中均应留有一定间隙，并可调整。

48. 凸轮轴的驱动 A、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。

49. 凸轮轴正时齿形带轮 B、链条和齿形皮带传动：链条传动噪声小，用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。 张紧轮 中间轴齿形带轮 曲轴正时齿形带轮

50. 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：