配气机构的零件和组件
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论述配气机构的功用、组成以及各组成部分的零部件
论述配气机构的功用、组成以及各组成部分的零部件配气机构是一种控制内燃机进、排气的机构，其主要功用是使内燃机按规定的运行规律吸入混合气和排出废气。
配气机构一般由进气阀、排气阀、凸轮轴、摇臂、气门和气门弹簧等组成。
进气阀：用于控制进气流量和进气时间，进气活门又分为开放式活门和闭式活门两类。
开放式进气活门一般采用蝶阀或旋转式进气活门，闭式进气活门一般采用直杆式或间接式气门。
排气活门：用来控制废气排放，排气活门分为机械活门和液压活门两种。
凸轮轴：凸轮轴是连接发动机主轴与配气机构的重要部分，它由凸轮和主轴组成，凸轮的形状可以在行程过程中控制气门的运动。
摇臂：用来转换凸轮轴上的直线运动为气门的旋转运动，其结构一般由滑块、插座和杠杆等组成。
气门：气门主要分为进气门和排气门两种，用于控制燃气进出活门，其优点在于阀门本身没有阻力，开启与关闭时间控制性好。
气门弹簧：气门弹簧用于回收气门和减轻摩擦，其设计考虑到弹性力、寿命和疲劳等因素。
总结来说，配气机构通过进气阀、排气阀、凸轮轴、摇臂、气门弹簧等组成，实现对内燃机的吸入和排出气体进行控制。
在发动机运行中，保持配气机构的灵敏度和准确性，对于提高发动机功率、节约燃料和降低排放都具有重要作用。
配气机构的主要零部件标准版资料
防止气门弹簧共振的方法 点为880℃，所以在气门
凹槽
注意：安装时，应使弹簧大端朝向气缸盖。
两气门一样大时，排气门有记号。
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。
其表面须较经过高热的处理加和磨工光精，以度保证，与表气门导管的配合精度和耐磨性。 C、冷却面和润经滑条过件热差。处理和磨光，
点为880℃，所以在气门
气门杆尾部：
镶嵌式气门座（用于汽油机排气门、采用铝合金缸盖的发动机的进、排气门和柴油机进气门）。
气门
环形槽、锁销孔
1—杆部；
（4）采用等螺距的单弹簧，在其内圈加一个过盈配合的阻尼摩擦片来消除共振。
其表面须经过热处理和磨光，以保证与气门导管的配合精度和耐磨性。
可以减小摩擦所造成的对挺柱
工作条件：
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。 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 材料：
进气门570K-670K，采用合金钢（铬钢或铬镍钢）
排气门1050K-1200K，采用耐热合金钢（硅铬钢）
易断裂处
保证同气门导管的配
合精度和耐磨性
充钠中空气门杆
定义：在中空的气门杆中填入一 半金属钠。
作用：旨在减轻气门质量和减小 气门运动的惯性力。增 强排气门的散热能力。
原因：钠的熔点的是97.8℃，沸 点为880℃，所以在气门 工作时，钠变成液体。
应用：高度强化的发动机排气门。
a. 弹簧座的固定：气门杆端的形状决定于气门弹簧座的固定方式
三、推杆
1. 作用：将从凸轮轴 经过挺柱传来的推力 传给摇臂。
配气机构的构造和工作原理--配气机构的零件和组件2
进气门一般采用中碳合金钢； 排气门多采用耐热合金钢。
① 气门顶 部的形状
如下图所示：
配气机构的零件和组件
气门顶部形状主要有： 平顶、喇叭形顶和球面顶等。 以平顶最多见； 喇叭形顶适合做进气门，不宜做排气门； 球面顶适合于排气门。
②气门头 气门密封锥面是与杆身同心的圆锥面，它与气门座
密封锥面配合，起到密封气道的作用。
但有一定的轴向力。
配气机构的零件和组件
小知识： 斜齿轮的轴向力：
是由作用于齿轮法向力的一个分力。
正时齿轮的安装： 正时齿轮安装在凸轮轴的前端； 与 凸轮轴用半圆键连接； 正时齿轮装在凸轮轴上后，为防止因轴向力的
作用，在轴端用螺母固定。
配气机构的零件和组件
如右图所示：
在安装凸轮轴总成 时，应将凸轮轴和曲轴正 时齿轮上的正时记号对准， 以保证正确的配气定时。
配气机构的零件和组件
为保证良好密合，装配前应将气门头与气门座的密 封锥面互相研磨，使其接触时不漏气。
研配好的气门不能互换。
③气门杆 气门杆与气门导管配合。
气门杆为圆柱形。
配气机构的零件和组件
气门开、闭过程中，气门杆在气门导管中上、下往复 运动，要求：
气门杆与气门导管有一定的配合精度和耐磨性； 气门杆表面须经过热处理和磨光。
当气门开得最大时，弹簧被压缩得最短，然后随着凸 轮转动，弹簧开始伸长，推动气门及摇臂等传动件上移， 直至气机构的零件和组件
气门弹簧的功用： 关闭气门，使气门压紧在气门座上，防止气门在发动
机振动时发生跳动。
气门弹簧可防止各传动件之间因惯性力而产生间隙, 保证气门按凸轮轮廓曲线的规律关系。
是将凸轮的推力传 给推杆或者气门杆。
如右图所示：
① 气门顶 部的形状
如下图所示：
配气机构的零件和组件
气门顶部形状主要有： 平顶、喇叭形顶和球面顶等。 以平顶最多见； 喇叭形顶适合做进气门，不宜做排气门； 球面顶适合于排气门。
②气门头 气门密封锥面是与杆身同心的圆锥面，它与气门座
密封锥面配合，起到密封气道的作用。
但有一定的轴向力。
配气机构的零件和组件
小知识： 斜齿轮的轴向力：
是由作用于齿轮法向力的一个分力。
正时齿轮的安装： 正时齿轮安装在凸轮轴的前端； 与 凸轮轴用半圆键连接； 正时齿轮装在凸轮轴上后，为防止因轴向力的
作用，在轴端用螺母固定。
配气机构的零件和组件
如右图所示：
在安装凸轮轴总成 时，应将凸轮轴和曲轴正 时齿轮上的正时记号对准， 以保证正确的配气定时。
配气机构的零件和组件
为保证良好密合，装配前应将气门头与气门座的密 封锥面互相研磨，使其接触时不漏气。
研配好的气门不能互换。
③气门杆 气门杆与气门导管配合。
气门杆为圆柱形。
配气机构的零件和组件
气门开、闭过程中，气门杆在气门导管中上、下往复 运动，要求：
气门杆与气门导管有一定的配合精度和耐磨性； 气门杆表面须经过热处理和磨光。
当气门开得最大时，弹簧被压缩得最短，然后随着凸 轮转动，弹簧开始伸长，推动气门及摇臂等传动件上移， 直至气机构的零件和组件
气门弹簧的功用： 关闭气门，使气门压紧在气门座上，防止气门在发动
机振动时发生跳动。
气门弹簧可防止各传动件之间因惯性力而产生间隙, 保证气门按凸轮轮廓曲线的规律关系。
是将凸轮的推力传 给推杆或者气门杆。
如右图所示：
配气机构主要零部件
性能：
强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨。
杆部
头部
进气门：铬 钢或铬镍钢； 排气门：硅 铬钢
（1）气门头顶面形状：平顶、球面顶、喇叭顶。
平顶
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，为大多汽车发动机所采用。
适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清除 凸顶 效果好，但球形的受势面积大，质量和惯性力大加工较复
工作条件： 工作温度较高，润滑条件差，容易磨损。
伸入深度应适 量。锥度可减
材料：
少气流阻力。
灰铸铁，球墨铸铁，铁基粉末冶金。
结构：
➢与气缸盖承孔过盈配合；
➢有的发动机不设气门导管；
气缸盖
➢有的气门导管设有卡环槽，防松落；
➢有的排气气门导管设有排渣槽：清除沉 积物和积炭。
气门导管
卡环：防止 气门导管在 使用中脱落。
记住 了吗？
4、气门摇臂
功用： 双臂杠杆作用，一则改变推杆力方向，从而使 气门运动方向不同于推杆运动方向；二则在较 小的凸轮升程下增大了气门升程。
要求：刚度大（机构刚度的一部分），质量轻 （自身质量的1/3作为机构往复惯性质 量），两端工作表面耐磨（镀铬）。
结构：厚度方向呈“工字形”截面，钻有润滑 油道，来自凸轮轴中心控油道、摇臂轴 承孔的机油通过摇臂自身斜钻的油道流 向两端，润滑推杆与气门两端的接触工 作表面。
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 凹顶 进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门，而不
宜用于排气门。
（2）气门锥角
气门锥角概念： 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： ➢获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。 ➢气门落座时有较好的对中、定位作用。 ➢避免气流拐弯过大而降低流速。
强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨。
杆部
头部
进气门：铬 钢或铬镍钢； 排气门：硅 铬钢
（1）气门头顶面形状：平顶、球面顶、喇叭顶。
平顶
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，为大多汽车发动机所采用。
适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清除 凸顶 效果好，但球形的受势面积大，质量和惯性力大加工较复
工作条件： 工作温度较高，润滑条件差，容易磨损。
伸入深度应适 量。锥度可减
材料：
少气流阻力。
灰铸铁，球墨铸铁，铁基粉末冶金。
结构：
➢与气缸盖承孔过盈配合；
➢有的发动机不设气门导管；
气缸盖
➢有的气门导管设有卡环槽，防松落；
➢有的排气气门导管设有排渣槽：清除沉 积物和积炭。
气门导管
卡环：防止 气门导管在 使用中脱落。
记住 了吗？
4、气门摇臂
功用： 双臂杠杆作用，一则改变推杆力方向，从而使 气门运动方向不同于推杆运动方向；二则在较 小的凸轮升程下增大了气门升程。
要求：刚度大（机构刚度的一部分），质量轻 （自身质量的1/3作为机构往复惯性质 量），两端工作表面耐磨（镀铬）。
结构：厚度方向呈“工字形”截面，钻有润滑 油道，来自凸轮轴中心控油道、摇臂轴 承孔的机油通过摇臂自身斜钻的油道流 向两端，润滑推杆与气门两端的接触工 作表面。
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 凹顶 进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门，而不
宜用于排气门。
（2）气门锥角
气门锥角概念： 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： ➢获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。 ➢气门落座时有较好的对中、定位作用。 ➢避免气流拐弯过大而降低流速。
配气机构概述和主要零部件
小结
气门直径要大 气门 头部 锥角要合适
杆部
气 门 组
气门座
密封锥面宽度、 角度要合适
气门导管
气门弹簧
凸轮轴 凸轮、挺杆
推杆、摇臂
气
门 传 动 组
普通挺杆 气门挺杆
推杆
液力挺杆
摇臂及摇臂轴
开启 气门
关闭
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。
气门实物图
进气门（大）
排气门（小）
气门杆部
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： 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。
加工方法： 外表面加工精度
较高 ，内表面精绞
装配： 气门杆与气门间隙 0.05～0.12mm。
柴油超级节油器
桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图
单向阀
气门关闭时
弹簧被压缩
气门打开时
3、气门推杆
作用： 将挺柱传来的推力传 给摇臂。
工作情况： 是气门机构中最容易 弯曲的零件。
材料： 硬铝或钢。
4、摇臂
功用：将推杆或凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆端以推 开气门。
分类：普通摇臂和无噪生摇臂。
短臂
1、正时齿轮；2、垫圈；3、
第三章 配气机构
第三章配气机构3.1 概述 (2)3.2 配气相位 (5)3.3 配气机构的零件和组件 (8)3.4 可变进气系统 (21)学习目标：1.掌握配气机构的组成及各零部件的结构特点；2.掌握配气相位、气门间隙；3.掌握凸轮轴的结构特点；4.掌握可变进气系统的结构类型特点。
学习方法：介绍发动机配气机构的结构及组成，通过实物教学和多媒体课件动态演示相结合，并和汽车拆装与调整实践教学相辅相承，使学生掌握各零部件的结构特点和安装要求。
学习内容：§3.1 概述§3.2 配气相位§3.3 配气机构的零件和组件§3.4 用配气相位图分析可调间隙的气门§3.5 可变进气系统学习重点：1.配气相位；2.气门间隙；3.凸轮轴的结构特点；4.可变进气系统的结构类型。
作业习题：1.影响充气效率的因素主要有哪些？2.配气机构的功用是什么？3.如何从一根凸轮轴上找出各缸的进排气凸轮和该发动机的发火顺序？4.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？5.挺柱的类型主要有哪些，液压挺柱有哪些优点？6.可变进气系统主要有哪几种型式？3.1 概述配气机构的功用就是根据每一气缸内所进行的工作循环和点火顺序的要求，定时打开和关闭各缸的进排气门，使新气及时进入气缸和废气及时排出气缸，使换气过程最佳。
好的配气机构应使发动机在各种工况下工作时获得最佳的进气量，以保证发动机在各种工况下工作时发出最好的性能。
发动机在全负荷下工作时，需获得最大功率和扭矩，这就要求在此工况下，配气机构应保证获得最大进气充量。
吸入的进气越多，发动机发出的功率和扭矩越大。
进气充满气缸的程度，常用充气效率 ( 也称充气系数 ) η v 表示。
即：ηv =M/Mo式中M －进气过程中，实际充入气缸的进气量；Mo －在进气状态下充满气缸工作容积的进气量。
一般情况下发动机充气效率η v 总是小于 l 的。
η v 的大致范围是：四冲程汽油机 0.7 ～ 0.85 ；四冲程非增压柴油机 0.75 ～ 0.90 ；四冲程增压柴油机 0.90 ～ 1.05 。
配气机构
山东信息职业技术学院 王昊 制作 email:hedywanghao@
一、气门的布置形式
2.气门侧置式 特点： 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，已趋于淘汰。
山东信息职业技术学院 王昊 制作 email:hedywanghao@
凸轮轴
活塞
二、凸轮轴的布置形式
3、凸轮轴上置式
例：捷达轿车双凸轮轴上置式发动机
三、凸轮轴的传动方式
齿轮传动：
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 配气正时：安装时 正时记号对齐
山东信息职业技术学院 王昊 制作 email:hedywanghao@
齿轮传动特点 多采用圆柱斜 齿轮，减少噪 声、啮合平稳 必要时加装惰 轮 齿轮正时记号 装配时对齐
凸轮轴 正时齿轮
喷油泵 正时齿 轮 曲轴正 时齿轮
机油泵 正时齿 轮
（2）凸轮轴链传动
链传动特点 噪声小 有张紧机构和 链条导板 免维护 工作可靠性和 耐久性取决于 链条质量
张紧轮
凸轮轴 正时链轮
中间 链轮 导链 板 曲轴正 时链轮
充量系数
作用：衡量发动机换气质量的参数。充气效率越 高，发动机的功率越大。 决定因素：进气终了时气缸内的压力和温度 压力：压力越高 ， φc越高 温度：温度越低， φc越高 φc值：0.80-0.90 提高φc的方法：要求配气机构有利于减小进气和 排气的阻力，进、排气门的开启时刻和持续开启 的时间适当，使吸气充分、排气彻底
曲轴正时齿 形带轮
配气机构概述与主要零部件
气缸盖
伸入深度应适量。锥度 可减少气流阻力。
过盈配合
配气机构概述和主要零部件
3、气门座
气门座概念： 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
配气机构概述和主要零部件
配气机构概述和主要零部件
实物图
测量气门间隙
拧松紧定螺母，调整调节螺钉
配气机构概述和主要零部件
§3.3
一、概念
配气相位
用曲轴转角表示气门从开启、关闭时刻和持续时间，
称为配气相位。
理论上
进气门 打开
关闭 持续角度
排气结束上止点 压缩结束下止点 180
排气门 打开
关闭
燃烧结束下止点 排气结束上止点 180
下止点
配气机构概述和主要零部件
上止点
相位角合理取值范围
配气机构概述和主要零部件
三、气门重叠
气门重叠：当排气门迟关和进气门早开时，出现的进排气门 同时开启的现象。
气门重叠角：气门同时开启的曲轴转角角度（+ ）。
气门重叠角
排气过程
配气机构概述和主要零部件
进气过程
ห้องสมุดไป่ตู้
配气相位演示
配气机构概述和主要零部件
四、气门数目及排列方式
三气门式 五气门式
每 缸 四 气 门 的 布 置
配气机构概述和主要零部件
凸轮轴
五、气门间隙
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。
配气机构主要零部件
配气机构主要零部件²一、配气机构的零件和组件²二、可变配气正时及气门升程机构（雅阁VTEC）²二、配气相位²三、气门间隙V ariable V alve Timing System可变气门正时系统，是能改变气门正时或升程，以适应不同转速下扭矩最佳化要求的配气机构。
普通的发动机的气门正时（即配气相位）及气门升程是固定不变的，即进气时进、排气门的重叠角是不变的。
但是，在高转速时，由于进气流速快，燃烧时间短，希望进气门早开，气门重叠角大一些，才能保证进人足够的混合气；而在低速运转时，如果气门重叠角大，混合气又容易从排气门漏出，影响发动机的动力性能和经济性能。
所以，普通发动机难以保证发动机在高速和低速都能得到最佳的性能。
为此，人们开发了可变气门正时系统，大致分为两种方式：①德国宝马公司开发了一种可变凸轮轴转角的控制系统(V ACC)。
用电子控制液压机构使进气凸轮在高转速时可向前转动，从而加大进气门开启的提前角度（不改变气门升程），达到在高转速下进气充足，保持扭矩最大的目的。
②本田公司开发了一种可变气门及升程的电控系统(VTEC)。
每缸有四个气门，每个气门有两个摇臂，每个摇臂有各自的凸轮。
在转速不同的情况下，各气门的动作不同，以保证发动机在高速和低速时的扭矩最佳化，都有良好的动力性和经济性。
低转速时，副进气门几乎不打开，由主进气门进人的混合气在燃烧室中产生强烈的涡流，使混合气分层，其较浓的部分集中到燃烧室的中央，从而保证了稀混合气的燃烧，使低速时也能产生较大的扭矩。
在高转速时，两个摇臂锁在一起，两个进气门同时工作，以保证发动机的高功率。
正时齿带或正时链条Toothed Timing Belt（Timing Chain)正时齿带（或链条）是用于顶置凸轮轴式配气机构的传动机构。
凸轮轴正时齿带轮（或链轮）安装在凸轮轴前端，由曲轴正时齿带轮（或链轮）通过齿带（或链条）驱动。
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。
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配气机构的零件和组件四冲程气门式配气机构一般都由气门组和气门传动组两部分组成。
不同型式的配气机构，气门组结构差异不大，但气门传动组结构差别很大。
3.3.1 气门组气门组包括气门、气门座、气门导管及气门弹簧等零件，如图3-3-1 所示，有的进气门还设有气门旋转机构。
3.3.1.1 气门的工作条件与材料承受热负荷、机械负荷、冲击且冷却润滑困难。
为了保证气门的正常工作，除了在结构上采取措施外，还应当选用耐热、耐蚀、耐磨的材料。
根据进、排气门工作条件的不同，进气门采用一般合金钢 ( 如 40Cr 、 35CrMo 等 ) 即可，而排气门则要求用高铬耐热钢 ( 如 4Crl0Si2Mo 和 4Cr9Si2 等 ) 制造。
3.3.1.2气门气门是保证发动机工作性能良好和可靠性、耐久性的重要零件之一。
对气门的主要要求是在任何情况下都必须保证燃烧室的气密性。
气门由头部和杆部组成，如图3-3-2 所示。
气门头部(1) 气门顶形状（如图3-3-3 所示）球面顶：这种气门顶面具有最大的强度，但吸热面大，质量也大。
球面对排气阻力有利，适于作排气门。
喇叭形顶：这种气门顶与杆部过渡具有一定的流线形，可减少进气阻力。
但受热面大，一般用在高功率和赛车发动机上作进气门。
平顶：这种气门顶吸热量少，制造简单，若用较大一点圆弧连接则流动阻力也小，故是所有发动机中最常用的形式。
改良形内凹顶：它是介于喇叭形顶与平顶之间的一种形式。
它制造比喇叭形顶有改进，故也有应用。
(2) 气门锥角气门与气门座之间的配合面做成锥面，如图3-3-4 所示，以便落座时自行对正中心，接触良好。
气门密封锥面并不是以全宽参加工作，从降低热负荷出发，希望接触带宽些，但接触带过大时，工作面比压下降，杂物和硬粒卡在气门锥面与气门座面之间不能很好碾碎，妨碍密封性。
为了保证密封可靠，气门与气门座相配研磨后，要求得到 l ～ 2mm 宽的密封带。
气门锥角对气门头部与气门座的密封性和导热性，以及气门的刚度都有影响，一般多采用 45°，有的采用 30°，个别情况下也有用 60°或 15°的。
(3) 气门直径进气门直径一般大于排气门直径。
这是由于进气阻力对发动机动力性的影响比排气阻力大得多 ( 尤其对汽油机而言 ) 。
在受限制的燃烧室空间 ( 考虑到燃烧室的紧凑性、发动机的尺寸等 ) 内布置的进、排气门，显然应当适当加大进气门直径，并适当减小排气门直径。
有时为了加工简单，把进、排气门直径做成一样，在这种情况下，往往在排气门头部刻有排气标记，以防装错。
气门头部到气门杆的过渡圆弧一般都比较大，以减少气流阻力，同时也增加强度，改善气门头部的散热。
气门杆部（如图3-3-5 所示）气门杆部用来为气门运动时导向、承受侧压力并传走一部分热量。
气门杆的圆柱形表面需经磨光。
有的发动机排气门杆加粗，以利于传热，降低排气门的温度。
但出于工艺上的考虑，绝大多数发动机的进、排气门杆制成一样粗。
(1) 弹簧座的固定杆部尾端的形状决定于弹簧座的固定方式。
常用的固定方法有两种：一是在气门杆端制有凹槽，其中嵌入制成两半的锥形锁环(锁片)，利用弹簧座的锥形内表面将锁环卡住；二是气门杆端制有圆柱形径向通孔，利用插在孔内的锁销来支承承弹簧座，而弹簧座的边缘又可阻止锁销松脱。
(2) 防落装置为了防止当气门弹簧万一折断时气门落入气缸造成严重事故，可在气门杆尾部加工一个环形槽，在槽内装上弹簧卡环，如图3-3-6 所示。
一般环形槽的位置相应于气门最大升程后可再下降 1 ～ 2mm 。
(3) 机油防漏装置由于进气管中有一定真空度，气缸盖上的机油会通过气门与导管之间的间隙漏到进气门上。
为了减少机油损耗和气门上沉积物的数量，在有些发动机进气门杆上部压有橡胶挡油罩，以避免机油过多地漏入进气门中去。
492Q 型汽油机即采用这种结构，如图 3-3-7 所示。
(4) 气门旋转装置为了改善密封锥面和气门杆的工作，有许多发动机的气门装有使之可能相对于气门座旋转的装置，如图3-3-8 所示。
气门缓慢旋转时在密封锥面上产生轻微的摩擦，有自洁作用，妨碍沉积物的形成，减轻不均匀磨损，同时可使气门头部沿圆周温度均匀，减小气门变形的可能性。
气门旋转时，气门杆的润滑条件也得以改善，气门杆中形成的沉积物也可减少。
实践证明，采用旋转机构后，气门的使用期限可以大大提高。
3.3.1.3 气门座气门座与气门共同执行密封功能，可以直接在气缸盖 ( 气门顶置时 ) 或气缸体 ( 气门侧置时 ) 上镗出，也可以用耐热钢、球墨铸铁或合金铸铁单独制成，然后压入气缸盖或气缸体的相应孔中，后者称为镶嵌式气门座，如图3-3-9 所示。
车用汽油机经常在部分负荷下工作，由于节气门开度不大，进气被节流，进气管道中真空度较大，进气门可以经常得到经由气门导管吸人的机油的润滑，故可以不镶气门座。
而排气门的工作条件就恶劣得多，因此大多镶有气门座。
柴油机有些是进、排气门均镶座，以提高耐磨性。
有些则是进气门镶座、排气门不镶座。
这是因为柴油机的排气门经常受到由于燃烧不完全而夹杂在废气中的柴油和机油等的润滑而不致强烈磨损，而进气门由于通过导管漏入的机油少 ( 柴油机无化油器，进气管内真空度较小，虽然汽车柴油机经常在部分负荷工作，但柴油机的负荷不是用如汽油机那样的节气门来控制，进气管内的真空度不会因负荷减小而增加 ) 。
气门直径又较大，在很高的气体压力作用下挠曲变形较大，致使在密封锥面上发生微量的相对滑动，磨损比较严重。
对于增压柴油机来说，由于完全排除了从气门导管获得机油的可能，进气门座的磨损尤显突出。
因此，进气门就更需要镶座，而且往往采用 30°的气门锥角，以抵消因弯曲而引起的锥面上的相对滑动。
例如 135 系列柴油机采用增压后，把原 45°锥角改为 30°，此外还添加了进气门旋转机构。
3.3.1.3 气门导管气门导管的主要功用是保证气门直线运动，使气门与气门座正确配合，如图3-3-10 所示。
气门导管的材料一般为铸铁或球墨铸铁。
近年来我国广泛应用铁基粉末冶金导管，它在不良润滑条件下工作可靠、磨损很小，同时工艺性好、造价低。
一般导管的外表面也制成圆柱形，没有台肩，以便于在大量生产条件下用无心磨床高效率地生产。
导管加工后压入气缸盖 ( 顶置 ) 或气缸体 ( 侧置 ) 的导管孔中，由于压入后会有变形，故内孔的精铰在压入后进行。
由于导管外表面无台肩，压入时的正确位置用专用工具保证，如图3-3-11 所示。
为了防止气门导管自动下落掉入气缸 ( 气门顶置时 ) ，有时在其露出气缸盖部分嵌有卡环。
一般情况下，只要装配时保证一定的过盈是不会发生上述事故的，故可不另采取措施。
采用铝缸盖的发动机 ( 如 492Q 型汽油机 ) ，为安全起见，在导管上嵌有卡环。
3.3.1.4 气门弹簧气门弹簧的作用是使气门迅速回位，紧密闭合。
气门弹簧一般是用弹簧钢丝制成的圆柱形螺旋弹簧，其一端支承在气缸盖 ( 或气缸体 ) 的相应凹槽内，另一端压在与气门杆端连接的弹簧座上，如图3-3-12 所示。
气门弹簧应当有足够的弹力，而且安装时必须给予一定的预紧力。
如果使用质量不高、刚性不足的弹簧，将不同程度地导致发动机噪音增加，磨损加剧，密封不可靠，动力性和经济性下降。
气门弹簧在工作中可能会发生共振，这是应当避免的。
可以采用变螺距弹簧来预防共振，弹簧在工作时，螺距较小的一端逐渐迭合，有效因数不断变化 ( 减少 ) ，因而固有振动频率也就不断变化 ( 增加 ) ，共振便成为不可能。
变螺距弹簧安装时应将较小螺距的一端压向气门座，否则，由于工作时参加振动的当量质量增加，反而容易折断，如图3-3-13 所示。
也可以采用双弹簧结构，如图3-3-14 所示，两个弹簧的刚度不同，固有频率不同，若一个弹簧进入了共振工况，另一个弹簧可起减振作用。
采用双弹簧不仅可以防止共振，而且还可起安全作用，因为如果其中一个弹簧折断，另一个弹簧尚能继续工作，不致立即发生气门落入气缸的事故。
采用双弹簧时，内外弹簧的螺旋方向应相反，以免互相干扰，当一个弹簧断裂时，不致嵌入另一弹簧圈内，使另一弹簧卡住造成配气机构零件的损坏。
在高速发动机中，还可在弹簧内圈加阻尼摩擦片来消除共振。
3.3.2 气门传动组3.3.2.1 功用和组成气门传动组的作用是使进、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。
气门传动组主要包括凸轮轴、正时齿轮、挺柱及其导管，有的还有推杆、摇臂和摇臂轴等，如图3-3-15 所示。
3.3.2.2 凸轮轴凸轮轴上主要有各缸进、排气凸轮，用以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。
汽油机的凸轮轴布置在气缸的侧面下方时，一般将驱动汽油泵的偏心轮和驱动分电器的螺旋齿轮也设置在凸轮轴上，如图 3-3-16a ）所示。
凸轮受到气门间歇性开启的周期性冲击载荷，因此凸轮表面要求耐磨，凸轮轴要求有足够的韧性和刚度。
发动机工作时，凸轮轴的变形会影响配气相位，因此有的发动机凸轮轴采用全支承以减小其变形，如图 3-3-16a ）所示的 BJ2023 型汽车的 492QA 发动机的凸轮轴有五个轴颈。
但是，支承数多，加工工艺较复杂。
所以一般发动机的凸轮轴是每隔两个气缸设置一个轴颈，为了安装方便，凸轮轴各轴颈直径是做成从前向后依次减小的。
凸轮轴材料一般用优质钢模锻而成，也可采用合金铸铁或球墨铸铁铸造。
凸轮和轴颈的工作表面一般经热处理后精磨，以改善其耐磨性。
由图 3-3-16 可以看出，同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与既定的配气相位相适应的。
发动机各个气缸的进气 ( 或排气 ) 凸轮的相对角位置应符合发动机各气缸的发火次序和发火间隙时间的要求。
因此，根据凸轮轴的旋转方向以及各进气 ( 或排气 ) 凸轮的工作次序，就可以判定发动机的发火次序。
凸轮的轮廓（图3-3-17）应保证气门开启和关闭的持续时间符合配气相位的要求，且使气门有合适的升程 ( 它决定了气门通道面积 ) 及其升降过程的运动规律。
凸轮轮廓形状如图 3-3-17 所示。
Ｏ点为凸轮旋转中心。
EA 为以Ｏ为中心的圆弧。
当凸轮按图中箭头方向转过弧 EA 时，挺柱不动，气门关闭。
凸轮转过 A 点后，挺柱 ( 液压挺柱除外 ) 开始上移。
至 B 点，气门间隙消除，气门开始开启。
凸轮转到 C 点，气门开度达最大。
至 D 点，气门闭合终了。
φ对应着气门开启持续角，ρ1 和ρ2 则分别对应着消除和恢复气门间隙所需的转角。
凸轮轮廓 BCD 段的形状，决定了气门的升程及其升降过程的运动规律。
在一根凸轮轴上，各缸的同名凸轮彼此间的夹角称为同名凸轮配角，它应符合发动机的工作顺序；同一缸的异名凸轮彼此间的夹角称为异名凸轮配角，它应保证一个工作循环中对进、排气门开闭时间的要求。