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【精品课件】汽车构造配气机构

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汽车配气机构-PPT文档资料

汽车配气机构-PPT文档资料
川师成都学院电子工程系
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
24
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

汽车结构 第03章配气机构精品文档PPT课件

汽车结构 第03章配气机构精品文档PPT课件
▪ 按每气缸气门数目，有二气门式、
四气门和五气门等多气门式。
第4页气门的ຫໍສະໝຸດ 置形式▪ 1.气门顶置式配气机构
▪
进气门和排气门都倒
挂在气缸上。现代汽车发
动机均采用气门顶置式配
气机构。
▪ 2.气门侧置式配气机构
▪
气门侧置式配气机构
的进气门和排气门都装置
在气缸体的一侧，目前已
被淘汰。
12.11.2020
第5页
《汽车构造》电子教案
第三章 配气机构
12.11.2020
第三章 配气机构
▪ 概述 ▪ 气门式配气机构的布置及传动 ▪ 配气相位 ▪ 配气机构的零件和组件
配气机构的功用是按照发动机每一气缸所进行的工作循环和发 火次序的要求，定时开启和关闭进、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，废气得以及时从 气缸排出。新鲜空气或可燃混合气被吸进气缸越多，则发动机可能 发出的功率越大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充量 系数来表示。
第2页
12.11.2020
充量系数
•
所谓充量系数就是在进气过程中，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，即
c
M Mo
式中，M 为进气过程中，实际充入气缸的新气的质量；M o 为
进气状态下充满气缸工作容积的新气质量。
▪
充量系数越高，表明进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气越多，
第3页
12.11.2020
第一节 气门式配气结构的布置及传动
气门式配气机构由气门组 和气门传动组零件组成。配气机 构可以从不同角度分类：
▪ 按气门的布置形式，主要有气门

配气机构解析PPT教学课件

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
14
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
19
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
15
杆部 头部
四、配气机构组成
汽车构造与使用
气门实物图
16
四、配气机构组成
汽车构造与使用
气门各部分名称
17
四、配气机构组成
汽车构造与使用
气门头部的结构形式
18
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

汽车构造课件—配气机构

汽车构造课件—配气机构
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。
汽车工程系
3
§2 配气机构的布置及驱动
一、气门布置
现代汽车发动机都 采用气门顶置式配
气机构。
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。
汽车工程系
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。
凸轮轴
气门 进气门 排气门
间隙 0.25～0.30mm 0.30～0.35mm
气 门杆
汽车工程系
8
实物图
测量气门间隙
拧松紧定螺母，调整调节螺钉
汽车工程系
9
§2 配气相位
气门的开启和关闭时刻，以及所经历的曲轴转角，称为
配气相位
➢ 当发动机转速下降到设定值，电脑切断电磁阀电流， 正时活塞一侧油压下降，各摇臂油缸孔内的活塞在回 位弹簧作用下，三个摇臂彼此分离而独立工作。
汽车工程系
29
VTEC工作原理
四个活塞 安装处
汽车工程系
30
发动机控制ECU根据发动机转速、负荷、冷却液温度 和车速信号控制VTEC电磁阀。电磁阀通电后，通过压力开
3、正时标记对准，活塞与气门 相对位置确定，保证了配气相 位和点火顺序。
汽车工程系
22
B、链条和齿形皮带传动：用于中置式或顶置式凸轮
中间轴齿形 带轮
曲轴正时齿 形带轮
汽车工程系
23
汽车工程系
24
其它部件
汽车工程系
25
可变配气机构
气门可变机构 配气相位可变机构 气门定时和气门升成可变机构

汽车构造课件--发动机配气机构培训

汽车构造课件--发动机配气机构培训

图3-13气门导管和气门座
1一气门导管 2一卡环
3一气缸盖 4一气门座
25
图3-10气门组 1一气门 2一气门弹簧3一气门弹簧座
4一锁片 5一气门导管
图3-11气门头部的结构形式 a)平顶 b)喇叭形顶 -15气门旋转机构
a)低摩擦型自由旋转机构 b)强制旋转机构
21
图3-5 上置双凸轮轴直接驱动气门的配气机构
22
图3-8 四气门机构的布置
a)同名气门排成两列 b)同名气门排成一列
1-T形驱动杆 2一气门尾端的从动盘
23
图3-9 配气相位图
24
图3-12 弹簧座的固定方式 a)北京BJ2023汽车用 b)解放CA1091汽车用
1一气门杆 2一气门弹簧 3一弹簧座 4一锁片5一锁销
14
（二）气门挺柱（3-20） 菌式、筒式、滚轮式、液压挺柱（3-21、22）。
（三）气门推杆（ 3-23 ） 要求刚性较好。
（四）摇臂（3-24、25） 实际为一双臂杠杆。摇臂工作时的强度和刚度必须保证。摇 臂与摇臂轴之间的润滑来自于凸轮轴。
15
图3-1 气门顶置式配气机构
1气缸盖 2一气门导管 3一气门 4一气门主弹簧 5一气门副弹簧 6气门弹簧座 7一锁片 8一气门
耐磨。
12
3）尾部：主要起固定弹簧座的作用。（3-12） （二）气门导管（3-12）
引导气门做往复直线运动，与气门杆身相配。同缸盖是过盈配合。 （三）气门座：同缸盖是过盈配合。铝合金缸盖必须镶气门座。 （3-12） （四）气门弹簧（3-14）
保证气门紧贴气门座，防止气门落座时发生跳动等。常用双弹簧结构。 （五）气门旋转机构：安装在气门尾部，在气门工作时发生一定的转动，以

汽车构造课件第三章配气机构

汽车构造课件第三章配气机构

总结
1
配气机构的基本原理
了解配气机构的基本工作原理和构成。
配气机构对对汽车功率、燃油经济性
和排放性能的影响。
3
配气机构的未来发展方向
展望配气机构在高效能、低排放和智能 化方面的未来发展趋势。
参考文献
• 杨敏. 汽车构造课件[M]. 北京：机械工业出版社，2021. • David C. Vizard. How to Power Tune Rover V8 Engines[M].
2
调节气门升程
配气机构可调节气门的升程，从而控制燃气进出气缸的量。
3
提供动力
配气机构保证内燃机正常运转，为发动机提供动力。
常见的配气机构种类
OHC配气机构
凸轮轴位于汽缸头部，通过摇臂 和气门直接控制进排气。
OHV配气机构
凸轮轴位于汽缸盖内，通过摇杆 和气门间接控制进排气。
DOHC配气机构
两根凸轮轴位于汽缸盖内，分别 控制进气和排气气门。
单凸轮轴与双凸轮轴的区别
1 单凸轮轴
只有一根凸轮轴，用于控制进排气门的开闭。
2 双凸轮轴
有两根凸轮轴，分别控制进气和排气气门。
关注的问题
配气机构的重要性
探讨配气机构在发动机中的重 要作用和影响。
配气机构的维护与保 养
提供维护和保养配气机构的建 议和注意事项。
配气机构的发展趋势
介绍配气机构的未来发展方向 和创新技术。
汽车构造课件第三章配气 机构
本章介绍汽车配气机构的基本原理、作用以及常见种类，同时探讨配气机构 对汽车性能的影响与未来发展方向。
什么是配气机构？
定义
配气机构是指控制气缸进气和排气门开闭时机的机械装置。

汽车构造课件-配气机构

汽车构造课件-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
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。
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
易断裂处
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。
气门密封干涉角： 比气门锥角大0.5~1度的气门座圈锥角。
气门座
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。
凸轮轴
凸轮轴正 时齿轮
推杆 挺柱
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。 材料：
优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 结构：
凸轮
驱动分电器的螺旋齿轮
凸轮轴轴颈
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。
凸轮与挺柱线接 触，接触压力大，
磨损快。
凸轮的轮廓
凸轮轮廓与气门的运动规律
缓冲结束点
气门升程最大时刻

配气机构介绍.ppt课件

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。

第三章-配气机构概述PPT课件

第三章-配气机构概述PPT课件

2020年9月28日
12
2020年9月28日
13
4．组成 包括气门组和气门传动组
2020年9月28日
14
第二节 配气机构的主要零部件
1．气门组 构成：气门、气门座、
气门导管、气门 弹簧、锁片等。
2020年9月28日
15
气门组实物图
2020年9月28日
16
（1）气门 功用：控制进、排气管的开闭 工作条件： 承受高温、高压、冲击、
2020年9月28日
3
2．充气效率
新鲜空气或可燃混合气被吸入气缸愈多，则发动机可能 发出的功率愈大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度， 用充气效率表示。越高，表明进入气缸的新气越多，可燃混 合气燃烧时可能放出的热量也就越大，发动机的功率越大。
2020年9月28日
4
3. 型式 (1) 气门布置方式
与气门座配对研磨。
2020年9月28日
18
气门头顶部形状有平顶，球面顶和喇叭形顶等。
2020年9月28日
19
➢ 平顶：结构简单、制造方便、吸热面积小，质量小、进、 排气门均可采用。
➢ 球面顶：适用于排气门，强度高，排气阻力小，废气的 清除效果好，但受热面积大，质量和惯性力大，加工较复 杂。
➢ 喇叭形顶：适用于进气门，进气阻力小，但受热面积大。 ➢ 有的发动机进气门头部直径比排气门大，两气门一样大时，
气门顶置式配气机构、气门侧置式配气机构
2020年9月28日
5
气门位于气缸盖上称为气门顶置式配气机构，由凸轮、挺柱、
推杆、摇臂、气门和气门弹簧等组成。其特点，进气阻力小， 燃烧室结构紧凑，气流搅动大，能达到较高的压缩比，目前国 产的汽车发动机都采用气门顶置式配气机构。

《配气机构》课件

《配气机构》课件
《配气机构》PPT课件
了解配气机构的结构和工作原理，以及其在发动机中的作用。探索各种配气 机构的分类、优势和应用范围，以及未来发展趋势。
什么是配气机构？
配气机构是一种用于控制气缸内混合气进入和排出的机械装置。它协调活塞运动和气门开闭，确保发动机的正 常运转。
配气机构的功能是什么？
• 准确控制气门的开启和关闭时间，以优化燃烧效率。 • 确保气门和活塞之间的配合，以防止机械碰撞。 • 调整气门的开启程度，以适应不同工况。
长曲轴配气机构的结构及工作 原理
• 使用较长的曲轴，将活塞和气门通过滑块相连。 • 曲轴上的滑块沿着凸轮轨迹运动，控制气门的开闭。 • 提供稳定的气门控制和较高的发动机效率。
斜盘配气机构的结构及工作原理
• 采用斜盘和滚子，将曲轴的旋转运动转化为气门的线性运动。 • 通过斜盘的倾斜角度来控制气门的开闭。 • 结构紧凑，可实现精确的气门控制。
配气机构的分类及其特点有哪些？
单凸轮轴配气机构
结构简单，控制精度较低，适用于低功率发动 机。
无凸轮轴配气机构
无需凸轮轴，采用电磁和液压控制。
双凸轮轴配气机构
控制精度较高，适用于高功率发动机。
长曲轴配气机构
采用长曲轴和滑块，具有高效稳定的运行。
单凸轮轴配气机构的结构及工 作原理
• 采用单个凸轮轴驱动气门的开闭。 • 凸轮轴上的凸轮控制气门的开闭时机。 • 通过连杆将凸轮轴的旋转运动转化为气门的线性运动。
齿轮式配气机构的结构及工作 原理
• 采用齿轮传动的方式控制气门的开闭。 • 齿轮上的凸轮控制气门的开闭时机。 • 精度高，适用于高功率发动机。
齿链式配气机构的结构及工作原理
• 采用齿链传动的方式控制气门的开闭。 • 齿链上的凸轮控制气门的开闭时机。 • 结构简单可靠，适用于中功率发动机。

汽车构造课件--配气机构

汽车构造课件--配气机构

三、凸轮轴的传动方式及传动比
凸轮轴由曲轴带动旋转，其传动方式有齿轮传动、链传动和齿形带传动。
1. 齿轮传动 齿轮传动多用于凸轮轴下置（或凸轮轴中置）
式配气机构中，如图所示。一般从曲轴到凸轮轴的 传动只需要一对正时齿轮，必要时可加装中间齿轮。 为了啮合平稳，减小噪声，正时齿轮多采用圆柱斜 齿轮，并用不同材料制成。曲轴正时齿轮常用中碳 钢来制造，而凸轮轴正时齿轮则常用铸铁或夹布胶 木制成。东风EQ6100—1型、解放CA6102型发动机 采用这种传动方式。
配气相位
概述
配气机构的主要部件
3. 齿形带传动
齿形带传动多用于凸轮 轴上置式配气机构中，如图 所示。齿形带一般用氯丁橡 胶制成。与链传动相比，齿 形带传动具有传动平稳、噪 声小、质量轻、不需要润滑， 且制造成本低等优点。另外， 齿形带伸长量小，有利于发 动机正时的精确控制。因此， 齿形带传动被越来越多的汽 车发动机，特别是轿车发动 机所采用。如桑塔纳JV型、 奥迪JW型发动机均采用齿 形带传动。
概述
配气机构的主要部件
配气相位
2.凸轮轴中置式配气机构
如图所示，凸轮轴位于气缸体上 部，这种形式将推杆缩短或适当加长 挺柱后去掉推杆，提高了刚度，减轻 了往复运动件的质量，有利于发动机 转速的提高，但由于凸轮轴与曲轴间 的距离增大，已不可能直接采用正时 齿轮来传动，需增加中间齿轮（惰性 轮）或采用链条传动方式。如玉柴 YC6105Qc型、依维柯8210.22型发动 机采用这种结构形式。
概述
配气机构的主要部件
配气相位
四冲程车用发动机大都采用气门式配气机构。其结构形式多种多样： 1、按气门布置形式不同分为：气门顶置式和气门侧置式； 2、按凸轮轴布置形式不同分为：凸轮轴下置式、凸轮轴中置式和凸轮轴上置式； 3、按曲轴和凸轮轴的传动方式不同分为：齿轮传动式、链条传动式和齿形带传动式。

汽车构造-课件-第03章配气机构

汽车构造-课件-第03章配气机构

2019/12/22
8
AUTOMOBILE STRUCTURE
配气机构的布置形式
（1）凸轮轴下置式配气机构
凸轮轴位于曲轴箱内。
优点：凸轮轴离曲轴近，可用齿轮传动；
凸
缺点：传动链长，整个机构刚性差。
轮
轴
其中气门组零件包括气门、气门座圈
下
置
、气门导管、气门弹簧、气门弹簧座和气
式
门锁夹等；
配
气
气门传动组零件则包括凸轮轴、挺柱
机
、推杆、摇臂、摇臂轴、摇臂轴座和气门
构
间隙调整螺钉等。
2019/12/22
9
AUTOMOBILE STRUCTURE
配气机构的布置形式
（2）凸轮轴中置式配气机构
凸轮轴位于曲轴箱中部。 当发动机转速较高时，为了减小气门传动机构的往复运动质量， 可将凸轮轴位置移到气缸体的上部，由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂 ，而省去推杆。 优点：传动机构刚度有所增加；缺点：凸轮轴驱动变复杂。 有些凸轮轴中置式配气机构的组成与凸轮轴下置式配气机构没有 什么区别，只是推杆较短而已。
进气充满气缸的程度，常用充气效率（也称充气系数）表示。
2019/12/22
3
AUTOMOBILE STRUCTURE
充气效率
充气效率就是指在进气过程中，实际进入气缸的新鲜空气或可燃混
合气的质量与在理想状况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。即vFra bibliotekM M0
式中：M—进气过程中实际充入气缸的进气量；
四冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴旋转两周，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 之比即传动比）应为 2∶1。

4 汽车构造-第三章 配气机构

4 汽车构造-第三章 配气机构

2020/11/17
21
第三节 配 气 相 位
一、进气门配气相位
2.进气迟后角β
在进气行程活塞到达下止点过后，活塞又上行一段时间，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β。
进气门迟后关闭的目的，是由 于活塞到达下止点时，气缸内 压力仍低于大气压力，气流还 有相当大的惯性，仍可以利用 气流惯性和压力差继续进气。
排气过程持续t：180+ γ + δ
24
动画演示
动画演示
2020/11/17
25
第三节 配 气 相 位
三、气门重叠 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 一段时间内进、排气门同时开启的现象，这种现象称为气门重叠，同时开启 的曲轴转角(α＋δ)称为气门重叠角。
在这一重叠时间内，由于进气歧管内的新鲜 气流和排气歧管内的废气流的流动惯性都比 较大，致使气缸内的气体在短时间内是不会 改变流向的。所以只要气门重叠角选择适当， 就不会有废气倒流入进气歧管和新鲜气体随 同废气排出的可能性。相反，由于废气气流 周围有一定的真空度，对排气速度有一定影 响，从进气门进人的少量新鲜气体可对此真 空度加以填补，还有助于废气的排出。
凸轮轴上置式 配气机构
齿形带传 动
曲轴→齿形 皮带→凸轮 轴正时齿轮
成本低，但 凸轮轴上置式 工作性能好 配气机构
2020/11/17
15
第二节 配气机构的布置形式
四、气门数目及排列方式 一般发动机都采用每缸两气门，即一个进气 门和一个排气门的结构。随着发动机转速的 提高，需要进一步改善气缸的换气性能。因 此，目前高性能发动机普遍每缸采用多气门 结构（三、四、五个气门）。如日本丰田、 德国大众VR6等汽车发动机采用每缸三气门 结构；广州本田雅阁、奥迪V8、欧保V6、奔 驰320E型等发动机采用每缸四气门结构（图 3-9）；
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传动路线
应用
曲轴正时齿轮（钢）→凸轮轴正时齿 轮（铸铁或胶木）
凸轮轴下置、 中置式配气机 构
链条传动 曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮
凸轮轴上置式 配气机构
齿形带传动 曲轴→齿形皮带→凸轮轴正时齿轮
凸轮轴上置式 配气机构
传动方式图例 凸轮轴
齿形带传动装置
曲轴
片式链条张紧器
允许对链条施加较低的张紧力，实现低摩擦。 比带式更节省空间。
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
活塞
3、凸轮轴上置式
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。
凸轮轴
双凸轮轴上置式发动机
应用：高速发动机 桑塔纳轿车发动机
活塞
凸轮轴
a)凸轮摇臂驱动式 b)凸轮直接驱动式
GL1
三、气门间隙
一、气门的布置型式
1、气门顶置式 组成：
工作过程
特点： 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。
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，
边缘应保持 一定的厚度， 1~3mm。
装配前应将 密封锥面研 磨。
气门杆
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： 环形槽、锁 销孔
易断裂处
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。
Ⅲ、重点和难点：
重点：配气机构的布置形式和结构特点； 难点：几种型式配气机构的比较，气门组和气门传动组的主要 机件和工作过程，配气相位。
Chap3 配气机构
概述 气门间隙 配气相位 配气机构的组成和零件
3.1 概述
一、配气机构功用： 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。
片式链条张紧器
3.3 配气机构的组件和工作情况
包括气门组和气门传动组
一、气门组
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、高温冲击、高速气流冲击。
工作条件：
杆部
A、进气门570K~670K，排气门1050K~1200K。
B、头部承受气体压力、气门弹簧力等，
上止点
10°~30 ° 40°~80 ° 40°~80 ° 10°~30 °
下止点
配气相位演示
3、气门叠开
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（+ ）。
排气过程
进气过程
五、凸轮轴的传动方式
五、凸轮轴的传动方式
传动方式 齿轮传动
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。
气门间隙
摇臂
为何排气
门间隙大 于进气门
气门杆
间隙？
气门
间隙
进气门 0.25~0.30mm
排气门 0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ30~0.35mm
四、配气相位
1、气门从开启到关闭所经历的曲
轴转角，称为配气相位。
已趋于淘汰。
二、凸轮轴的布置型式
二、凸轮轴的布置型式
1、凸轮轴下置
有利因素：简化曲轴与 凸轮轴之间才传动装置， 有利于发动机的布置。
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。
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。
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
头部
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
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。
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
凹顶式（喇 气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门，而不宜用
叭顶）
于排气门。
气门实物图
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。
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。
工作条件：
倒角
工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨损。
材料：
用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。气门导管 加工方法：
外表面加工精度较高
内表面精绞 装配：
卡环：防止气门导 管在使用中脱落。
气门杆与气门间隙0.05～0.12mm。
Chap3 配气机构
Ⅰ、教学目的及教学要求：
了解配气机构的功用，掌握配气机构的布置形式，了解凸 轮轴传动方式，掌握气门间隙的作用和大小；了解配气机构的 零件和零件组组成、结构特点、材料；了解配气相位的概念。
Ⅱ、教学内容：
配气机构的功用，配气机构的布置型式与工作机理，几种 型式配气机构的比较；凸轮轴的传动方式，气门间隙；气门组、 气门传动组的主要机件和工作机理；配气相位、配气相位图、
气门密封干涉角： 比气门锥角大0.5~1度的气门座圈锥角。
气门座
2、气门座
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 柴油机：进气门采用镶嵌式气门座
铝合金气缸盖 为何气门座都 要镶嵌气门座 圈？
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。
3.2 配气机构的布置和工作情况
一、气门的布置型式