发动机配气机构与换气系统课件

汽车拖拉机学2009年8月第3章发动机配气机构与换气系统张黎骅AUTOMOBILEANDTRACTOR汽车拖拉机学2009年8月第3章发动机配气机构与换气系统张1§3.1 配气机构1、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。2、充气效率ηv：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；M0——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§3.1 配气机构1、功用：2、充气效率ηv：2一、配气机构的类型气门组：密封、传热气门驱动组：打开气门一、配气机构的类型气门组：密封、传热31、气门的布置型式2）气门侧置式已很少使用1）气门顶置式1、气门的布置型式2）气门侧置式已很少使用1）气门顶置式4气门装在缸体上气门装在缸盖上气门装在缸体上气门装在缸盖上53）、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。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，62、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？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、凸轮轴的布置型式1）凸轮轴下置不利因素是什么？凸轮轴与72）、凸轮轴中置式传动方式：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。（柴油机应用较多)凸轮轴挺柱活塞摇臂调整螺钉2）、凸轮轴中置式传动方式：凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去83）、凸轮轴上置式应用：高速发动机如：桑塔纳轿车发动机凸轮轴凸轮轴活塞特点：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。双凸轮轴上置式发动机3）、凸轮轴上置式应用：高速发动机凸轮轴凸轮轴活塞特点：9

103、凸轮轴的传动方式传动方式传动路线特点应用齿轮传动曲轴正时齿轮（钢）→凸轮轴正时齿轮（铸铁或胶木）工作可靠，啮合平稳、噪声小凸轮轴下置、中置式配气机构链条传动曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮可靠性、耐久性略差，噪声大，造价高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，但工作性能好凸轮轴上置式配气机构3、凸轮轴的传动方式传动方式传动路线特点应用齿轮传动曲轴正时11传动方式图例

传动方式图例

12齿带传动图例一汽audi轿车的齿形带传动装置曲轴凸轮轴齿带传动图例一汽audi轿车的齿形带传动装置曲轴凸轮轴134、各缸气门数及其排列方式每缸气门数每缸2气门每缸4气门每缸5气门结构特点一进一排，进气门直径大于排气门两进两排，排气门直径可减小一般为3进2排排列方式所有气门排成一列，进、排气门交替布置同名气门排成2列，同名气门排成1列同名气门排成一列驱动方式一根凸轮轴驱动前者：1根凸轮轴和T型杆驱动；后者：两根凸轮轴分别用2根凸轮轴驱动同名气门优缺点气道结构简单，利于缸盖冷却充气效率高，有利于改善排放充气效率更高，排放性能好，降低油耗代表车型货车发动机多数新款轿车宝来1.8T4、各缸气门数及其排列方式每缸气门数每缸2气门每缸4气门每缸14相邻气门共用一个气道进排气门交替排列相邻气门共用一个气道进排气门交替排列15每缸4气门排列方式每缸4气门驱动方式每缸4气门排列方式每缸4气门驱动方式16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）常用气门顶置配气机构的类型气门顶置，下置凸轮轴（OHV）171、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。二、配气机构的构造1、配气机构的零件和组件1）、气门组要求：保证气缸的密封。二18气门组实物图气门组实物图192）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：

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）头部杆部2）气门功用： 燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开203）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（球面顶）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，加工较复杂。凹顶式（喇叭顶）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。

3）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，21气门与气门座实物图进气门排气门气门与气门座实物图进气门排气门22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234）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。装配前应将密封锥面研磨。边缘应保持一定的厚度，1~3mm。4）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24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锥角的大小进气门：一般为30°，原因是在相同气门升程情况255)气门杆圆柱形，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气门杆尾部：其形状决定于弹簧座固定方式凹槽易断裂处5)气门杆圆柱形，不断做往复运动。较高的加工精度，表面经过热26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。气门杆弹簧座的固定形式凹槽（环槽）：安装两半锥形锁片。276）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6）气门座气门座合金铸铁、奥氏体钢28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？气门座圈：铝合金气缸盖为何气门座都要镶嵌气门座圈？297）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。倒角伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。装配：气门杆与气门导管间隙0.05～0.12mm。7）气门导管作用：气门导管气缸盖过盈配合卡环：防止气门导管30气门导管气门导管318）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、铬钒钢气门弹簧的装配气门弹簧气门弹簧座锁片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8）气门弹簧功用：保证气门的回位，使气门与气门座紧密贴合。32气门弹簧圆柱形螺旋弹簧圆柱等螺距弹簧不等距弹簧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、双弹簧提高弹簧自身刚度，改变其自振频率气门弹簧圆柱形螺旋弹簧圆柱等螺距弹簧不等距弹簧随着有效圈数33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505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，一349）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。锥形套筒锁片锁片强制旋转机构弹簧座气门弹簧支承板碟形弹簧壳体9）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352、气门驱动组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。凸轮挺柱推杆摇臂凸轮轴正时齿轮摇臂轴2、气门驱动组1、组成：凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂。凸轮挺柱推361）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凸轮凸轮轴轴颈驱动分电器的螺旋齿轮1）凸轮轴作用：凸轮凸轮轴轴颈驱动分电器的螺旋齿轮37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。凸轮工作条件：承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。凸轮与38同名凸轮的相对角位置同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位相对应的。点火顺序：1—2—4—3异名凸轮的相对角位置同名凸轮的相对角位置同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与39凸轮的轮廓凸轮轮廓应保证气门的运动规律符合配气相位的要求气门开启点消除气门间隙阶段气门升程最大时刻气门关闭点出现气门间隙阶段缓冲结束点凸轮的轮廓凸轮轮廓应保证气门的运动规律符合配气相位的要求气门40凸轮轴的轴向定位：正时齿轮止推板隔圈（调节环）凸轮轴颈凸轮轴的轴向间隙气缸体利用调节环控制轴向窜动窜动量作用：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。凸轮轴的轴向定位：正时齿轮止推板隔圈（调节环）凸轮轴颈凸轮轴41凸轮轴的轴向定位：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。止推片凸轮轴的轴向定位：止推轴承：第一轴承止推片42凸轮轴的驱动与正时记号A、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。凸轮轴的驱动与正时记号A、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。43B、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。曲轴正时齿形带轮中间轴齿形带轮张紧轮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442）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，减轻质量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。2）挺柱（1）作用：将凸轮的推力传给推杆或气门。菌式气门侧45挺柱端面与凸轮的关系锥形凸轮挺住受凸轮侧向推力，产生一定倾斜，长期会造成挺柱与导管间的单面磨损及挺柱与凸轮间的不均匀磨损。因此将凸轮制成锥面，将挺柱底部制成球面，以使磨损均匀。由于存在气门间隙，在高速运动时会产生较大的震动和噪声，不适宜要求行驶平稳和低噪声的发动机凸轮为何要成锥形？挺柱端面与凸轮的关系锥形凸轮挺住受凸轮侧向推力，产生一定倾斜46液力挺柱挺柱体柱塞球形支座卡环柱塞弹簧单向阀单向阀架柱塞腔A挺柱体腔B进油口进油通道结构：性能：消除了配气机构的间隙，减小了各零件的冲击载荷和噪声提高发动机高速时的性能。液力挺柱挺柱体柱塞球形支座卡环柱塞弹簧单向阀单向阀架柱塞腔A47液力挺柱机油经2、3、4、7进入低压油腔（柱塞11上方），并经5进入高压油腔。凸轮作用，挺柱9及柱塞下移，高压油腔油压升高，使5压紧在柱塞座上，两油腔完全分离；由于液体的不可压缩，挺柱与油缸成为一个刚体，气门被打开。气门关闭后，在弹簧力作用下，挺柱上移，高压腔压力下降，凸轮与挺柱之间始终无间隙。在气门受热时，可通过减少补量或泄露来自动改变挺柱的高度，因此，无需气门间隙存在。液力挺柱机油经2、3、4、7进入低压油腔（柱塞11上方），并48桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图气门关闭时气门打开时单向阀弹簧被压缩桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图气门关闭时气门打开时单向阀弹簧493）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。强度要求高，尽量短。材料：

硬铝或钢空心推杆实心推杆硬铝推杆钢支承3）气门推杆作用：空心推杆实心推杆硬铝推杆钢支承504）摇臂摇臂结构示意图气门间隙调节螺钉调节螺母摇臂摇臂轴套易磨损部位堆焊耐磨合金功用：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。4）摇臂摇臂结构示意图气门间隙调节螺钉调节螺母摇臂摇臂轴套易51摇臂结构示意图摇臂比=1.2-1.8润滑油道油槽润滑油道装调整螺钉和紧固螺母处摇臂结构示意图摇臂比=1.2-1.8润滑油道油槽润滑油道装调52摇臂组示意图摇臂轴螺栓摇臂轴支座摇臂轴紧固螺钉摇臂称套调整螺钉摇臂定位弹簧摇臂组示意图摇臂轴螺栓摇臂轴支座摇臂轴紧固螺钉摇臂称套调整螺53桑塔纳发动机的配气机构桑塔纳发动机的配气机构54三、配气相位与气门间隙1）、概念：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。10°~30°40°~80°40°~80°10°~30°上止点下止点1、配气相位三、配气相位与气门间隙1）、概念：10°~30°40°552）、配气相位演示2）、配气相位演示563）、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（+）。排气过程进气过程气门叠开的后果？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572、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。气门杆摇臂气门间隙气门间隙进气门0.25~0.30mm排气门0.30~0.35mm为何排气门间隙大于进气门间隙？2、气门间隙1、概念：气门杆摇臂气门间隙气门间隙进气门0.58气门间隙气门间隙气门间隙气门间隙气门间隙气门间隙59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。气门间隙过大：60气门间隙调整原则调整原则：1、不可调区域：将要排气，正在排气，排气刚完的排气门不可调。将要进气，正在进气，进气刚完的进气门不可调。2、调气门间隙的步骤：1）画出配气相位图2）排出各缸的位置3）当一缸在压缩上止点时，判断其它缸位于何行程，并判断间隙是否可调。气门间隙调整原则调整原则：61利用配气相位调节气门间隙例：α=8ºβ=31ºγ=28ºδ=8º

点火次序：1—5—3—6—2—4一缸在压缩上止点，问那些气门的间隙可调？利用配气相位调节气门间隙例：α=8ºβ=31º621缸5缸3缸6缸2缸4缸αβγδ1缸2缸3缸4缸5缸6缸进气门可调可调不可调可调不可调不可调排气门可调不可调可调不可调可调不可调1缸5缸3缸6缸2缸4缸αβγδ1缸2缸3缸4缸5缸6缸进气63本田雅阁发动机气门间隙的调整只有当缸盖温度降到38度以下后，才能进行气门间隙调整。(1)拆下缸盖罩和正时皮带上罩。(2)设置1号气缸活塞在压缩上死点位置。凸轮轴皮带轮上的“UP”记号应位于顶部，皮带轮上的上死点槽口应与缸盖表面平齐。本田雅阁发动机气门间隙的调整只有当缸盖温度降到38度以下后，64(3)调节1号气缸进、排气门的间隙进气门：0．26mm±0．02mm；排气门：0．30mm±0．02mm。(4)松开锁止螺母，转动调节螺钉，直到厚薄规前后移动时感觉到有一点拖滞为止。(5)拧紧锁止螺母，再检查气门间隙，如有必要，重新进行调整。(3)调节1号气缸进、排气门的间隙65实物图测量气门间隙拧松紧定螺母，调正调节螺钉实物图测量气门间隙拧松紧定螺母，调正调节螺钉66(6)逆时针方向旋转曲轴180度(凸轮轴皮带轮转动90度)，“UP”记号应在排气门侧。调节第3号气缸进、排气门的间隙。

(6)逆时针方向旋转曲轴180度(凸轮轴皮带轮转动90度)，67(7)继续逆时针方向转动曲轴180。使第4号气缸活塞处于压缩上死点位置。调节第4号气缸进、排气门的间隙。(7)继续逆时针方向转动曲轴180。使第4号气缸活塞处于压缩68(8)再逆时针转动曲轴180°。使第2号气缸活塞处于压缩上死点位置，“UP”记号应在进气门侧。调节第2号气缸进、排气门的间隙。(8)再逆时针转动曲轴180°。使第2号气缸活塞处于压缩上死69

换气系统的功用是按照内燃机的工作循环，及时地供给新鲜、充量空气或可燃混合气，并尽可能彻底排出废气。

§3.2换气系统换气系统的主要组成如右图：换气系统的功用是按照内燃机的工作循环，及时地供给新鲜、充70一、空气滤清器

1.空气滤清器的型式和工作原理（1）复合湿式滤清器4125A柴油机空气滤清器，包括干式惯性、湿式惯性、和湿式过滤三级。一、空气滤清器1.空气滤清器的型式和工71（2）干式纸质滤清器（2）干式纸质滤清器72纸质空气滤清器具有重量轻，高度小，成本低，效率高，性能稳定的特点，缺点是使用寿命较短。其滤芯是用树脂处理的微孔滤纸制成的。纸质空气滤清器具有重量轻，高度小，成本低，效率高，性73空气滤清器

空气滤清器74进气系统

二、进气管与排气管进气系统二、进气管与排气管75系统作用：消声、灭火、净化废气。系统组成：消声器、灭火器、废气净化器、排气管道。

排气系统

系统作用：消声、灭火、净化废气。排气系统76排气管安装

排气管安装77三、消声器三、消声器78消音器

Muffler消音器

Muffler79四、内燃机废气进化一、污染物的来源：曲轴箱窜气燃油蒸气发动机燃烧废气二、污染物的分类及危害：CO、NO、NO2、HC

三、排气净化措施：防止油气蒸发——曲轴箱、燃油箱机外净化方法——空气喷射、热反应器、催化剂优化循环控制——进气温度自动调节装置电控汽油喷射废气再循环改进燃烧室结构四、内燃机废气进化一、污染物的来源：曲轴箱窜气80催化转化器

CatalyticConverters催化转化器

CatalyticConverters81小结1、掌握发动机配气机构的功用及类型。2、掌握气门锥角和气门干涉角的含义及作用。3.掌握配气相位的内容。4.理解发动机的配气机构中留有气门间隙的原因及气门间隙对发动机性能的影响？5.学会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。小结1、掌握发动机配气机构的功用及类型。82汽车拖拉机学2009年8月第3章发动机配气机构与换气系统张黎骅AUTOMOBILEANDTRACTOR汽车拖拉机学2009年8月第3章发动机配气机构与换气系统张83§3.1 配气机构1、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。2、充气效率ηv：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；M0——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§3.1 配气机构1、功用：2、充气效率ηv：84一、配气机构的类型气门组：密封、传热气门驱动组：打开气门一、配气机构的类型气门组：密封、传热851、气门的布置型式2）气门侧置式已很少使用1）气门顶置式1、气门的布置型式2）气门侧置式已很少使用1）气门顶置式86气门装在缸体上气门装在缸盖上气门装在缸体上气门装在缸盖上873）、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。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，882、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？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、凸轮轴的布置型式1）凸轮轴下置不利因素是什么？凸轮轴与892）、凸轮轴中置式传动方式：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。（柴油机应用较多)凸轮轴挺柱活塞摇臂调整螺钉2）、凸轮轴中置式传动方式：凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去903）、凸轮轴上置式应用：高速发动机如：桑塔纳轿车发动机凸轮轴凸轮轴活塞特点：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。双凸轮轴上置式发动机3）、凸轮轴上置式应用：高速发动机凸轮轴凸轮轴活塞特点：91

923、凸轮轴的传动方式传动方式传动路线特点应用齿轮传动曲轴正时齿轮（钢）→凸轮轴正时齿轮（铸铁或胶木）工作可靠，啮合平稳、噪声小凸轮轴下置、中置式配气机构链条传动曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮可靠性、耐久性略差，噪声大，造价高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，但工作性能好凸轮轴上置式配气机构3、凸轮轴的传动方式传动方式传动路线特点应用齿轮传动曲轴正时93传动方式图例

传动方式图例

94齿带传动图例一汽audi轿车的齿形带传动装置曲轴凸轮轴齿带传动图例一汽audi轿车的齿形带传动装置曲轴凸轮轴954、各缸气门数及其排列方式每缸气门数每缸2气门每缸4气门每缸5气门结构特点一进一排，进气门直径大于排气门两进两排，排气门直径可减小一般为3进2排排列方式所有气门排成一列，进、排气门交替布置同名气门排成2列，同名气门排成1列同名气门排成一列驱动方式一根凸轮轴驱动前者：1根凸轮轴和T型杆驱动；后者：两根凸轮轴分别用2根凸轮轴驱动同名气门优缺点气道结构简单，利于缸盖冷却充气效率高，有利于改善排放充气效率更高，排放性能好，降低油耗代表车型货车发动机多数新款轿车宝来1.8T4、各缸气门数及其排列方式每缸气门数每缸2气门每缸4气门每缸96相邻气门共用一个气道进排气门交替排列相邻气门共用一个气道进排气门交替排列97每缸4气门排列方式每缸4气门驱动方式每缸4气门排列方式每缸4气门驱动方式98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）常用气门顶置配气机构的类型气门顶置，下置凸轮轴（OHV）991、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。二、配气机构的构造1、配气机构的零件和组件1）、气门组要求：保证气缸的密封。二100气门组实物图气门组实物图1012）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：

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）头部杆部2）气门功用： 燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开1023）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（球面顶）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，加工较复杂。凹顶式（喇叭顶）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。

3）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，103气门与气门座实物图进气门排气门气门与气门座实物图进气门排气门104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1054）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。装配前应将密封锥面研磨。边缘应保持一定的厚度，1~3mm。4）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106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锥角的大小进气门：一般为30°，原因是在相同气门升程情况1075)气门杆圆柱形，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气门杆尾部：其形状决定于弹簧座固定方式凹槽易断裂处5)气门杆圆柱形，不断做往复运动。较高的加工精度，表面经过热108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。气门杆弹簧座的固定形式凹槽（环槽）：安装两半锥形锁片。1096）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6）气门座气门座合金铸铁、奥氏体钢110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？气门座圈：铝合金气缸盖为何气门座都要镶嵌气门座圈？1117）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。倒角伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。装配：气门杆与气门导管间隙0.05～0.12mm。7）气门导管作用：气门导管气缸盖过盈配合卡环：防止气门导管112气门导管气门导管1138）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、铬钒钢气门弹簧的装配气门弹簧气门弹簧座锁片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8）气门弹簧功用：保证气门的回位，使气门与气门座紧密贴合。114气门弹簧圆柱形螺旋弹簧圆柱等螺距弹簧不等距弹簧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、双弹簧提高弹簧自身刚度，改变其自振频率气门弹簧圆柱形螺旋弹簧圆柱等螺距弹簧不等距弹簧随着有效圈数115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505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，一1169）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。锥形套筒锁片锁片强制旋转机构弹簧座气门弹簧支承板碟形弹簧壳体9）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1172、气门驱动组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。凸轮挺柱推杆摇臂凸轮轴正时齿轮摇臂轴2、气门驱动组1、组成：凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂。凸轮挺柱推1181）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凸轮凸轮轴轴颈驱动分电器的螺旋齿轮1）凸轮轴作用：凸轮凸轮轴轴颈驱动分电器的螺旋齿轮119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。凸轮工作条件：承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。凸轮与120同名凸轮的相对角位置同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位相对应的。点火顺序：1—2—4—3异名凸轮的相对角位置同名凸轮的相对角位置同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与121凸轮的轮廓凸轮轮廓应保证气门的运动规律符合配气相位的要求气门开启点消除气门间隙阶段气门升程最大时刻气门关闭点出现气门间隙阶段缓冲结束点凸轮的轮廓凸轮轮廓应保证气门的运动规律符合配气相位的要求气门122凸轮轴的轴向定位：正时齿轮止推板隔圈（调节环）凸轮轴颈凸轮轴的轴向间隙气缸体利用调节环控制轴向窜动窜动量作用：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。凸轮轴的轴向定位：正时齿轮止推板隔圈（调节环）凸轮轴颈凸轮轴123凸轮轴的轴向定位：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。止推片凸轮轴的轴向定位：止推轴承：第一轴承止推片124凸轮轴的驱动与正时记号A、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。凸轮轴的驱动与正时记号A、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。125B、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。曲轴正时齿形带轮中间轴齿形带轮张紧轮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1262）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，减轻质量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。2）挺柱（1）作用：将凸轮的推力传给推杆或气门。菌式气门侧127挺柱端面与凸轮的关系锥形凸轮挺住受凸轮侧向推力，产生一定倾斜，长期会造成挺柱与导管间的单面磨损及挺柱与凸轮间的不均匀磨损。因此将凸轮制成锥面，将挺柱底部制成球面，以使磨损均匀。由于存在气门间隙，在高速运动时会产生较大的震动和噪声，不适宜要求行驶平稳和低噪声的发动机凸轮为何要成锥形？挺柱端面与凸轮的关系锥形凸轮挺住受凸轮侧向推力，产生一定倾斜128液力挺柱挺柱体柱塞球形支座卡环柱塞弹簧单向阀单向阀架柱塞腔A挺柱体腔B进油口进油通道结构：性能：消除了配气机构的间隙，减小了各零件的冲击载荷和噪声提高发动机高速时的性能。液力挺柱挺柱体柱塞球形支座卡环柱塞弹簧单向阀单向阀架柱塞腔A129液力挺柱机油经2、3、4、7进入低压油腔（柱塞11上方），并经5进入高压油腔。凸轮作用，挺柱9及柱塞下移，高压油腔油压升高，使5压紧在柱塞座上，两油腔完全分离；由于液体的不可压缩，挺柱与油缸成为一个刚体，气门被打开。气门关闭后，在弹簧力作用下，挺柱上移，高压腔压力下降，凸轮与挺柱之间始终无间隙。在气门受热时，可通过减少补量或泄露来自动改变挺柱的高度，因此，无需气门间隙存在。液力挺柱机油经2、3、4、7进入低压油腔（柱塞11上方），并130桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图气门关闭时气门打开时单向阀弹簧被压缩桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图气门关闭时气门打开时单向阀弹簧1313）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。强度要求高，尽量短。材料：

硬铝或钢空心推杆实心推杆硬铝推杆钢支承3）气门推杆作用：空心推杆实心推杆硬铝推杆钢支承1324）摇臂摇臂结构示意图气门间隙调节螺钉调节螺母摇臂摇臂轴套易磨损部位堆焊耐磨合金功用：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。4）摇臂摇臂结构示意图气门间隙调节螺钉调节螺母摇臂摇臂轴套易133摇臂结构示意图摇臂比=1.2-1.8润滑油道油槽润滑油道装调整螺钉和紧固螺母处摇臂结构示意图摇臂比=1.2-1.8润滑油道油槽润滑油道装调134摇臂组示意图摇臂轴螺栓摇臂轴支座摇臂轴紧固螺钉摇臂称套调整螺钉摇臂定位弹簧摇臂组示意图摇臂轴螺栓摇臂轴支座摇臂轴紧固螺钉摇臂称套调整螺135桑塔纳发动机的配气机构桑塔纳发动机的配气机构136三、配气相位与气门间隙1）、概念：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。10°~30°40°~80°40°~80°10°~30°上止点下止点1、配气相位三、配气相位与气门间隙1）、概念：10°~30°40°1372）、配气相位演示2）、配气相位演示1383）、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（+）。排气过程进气过程气门叠开的后果？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1392、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。气门杆摇臂气门间隙气门间隙进气门0.25~0.30mm排气门0.30~0.35mm为何排气门间隙大于进气门间隙？2、气门间隙1、概念：气门杆摇臂气门间隙气门间隙进气门0.140气门间隙气门间隙气门间隙气门间隙气门间隙气门间隙141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。气门间隙过大：142气门间隙调整原则调整原则：1、不可调区域：将要排气，正在排气，排气刚完的排气门不可调。将要进气，正在进气，进气刚完的进气门不可调。2、调气门间隙的步骤：1）画出配气相位图2）排出各缸的位置3）当一缸在压缩上止点时，判断其它缸位于何行程，并判断间隙是否可调。气门间隙调整原则调整原则：143利用配气相位调节气门间隙例：α=8ºβ=31ºγ=28ºδ=8º

点火次序：1—5—3—6—2—4一缸在压缩上止点，问那些气门的间隙可调？利用配气相位调节气门间隙例：α=8ºβ=31º1441缸5缸3缸6缸2缸4缸αβγδ1缸2缸3缸4缸5缸6缸进气门可调可调不可调可调不可调不可调排气门