第三章 配 气 机 构

汽车构造主编第三章配气机构第一节配气机构的布置形式

第二节配气相位

第三节气门传动组和气门组第一节配气机构的布置形式一、配气机构的总布置

二、配气机构的组成和工作情况

三、配气机构的传动方式

四、气门排列及驱动装置

五、气门间隙及调整一、配气机构的总布置四冲程发动机的气门式配气机构形式较多，可按以下不同的布置方式进行分类。〓〓按气门的布置位置分为顶置气门式和侧置气门式；按凸轮轴的布置位置分为上置凸轮轴式、中置凸轮轴式和下置凸轮轴式；按曲轴和凸轮轴的传动方式分为齿轮传动式、链传动式和齿形带传动式；按每个气缸的气门数目分为２气门式、３气门式、４气门式和５气门式。二、配气机构的组成和工作情况(1)下置凸轮轴式配气机构如图3-1所示。

(2)中置凸轮轴式配气机构如图3-2所示。

(3)上置凸轮轴式配气机构如图3-3所示。二、配气机构的组成和工作情况图3-1顶置气门式配气机构

1—气缸盖2—气门导管3—气门4—气门主弹簧5—气门副弹簧

6—气门弹簧座7—锁片8—气门室罩9—摇臂轴10—摇臂

11—锁紧螺母12—调整螺钉13—推杆14—挺杆15—凸轮轴(3)上置凸轮轴式配气机构如图3-3所示。图3-2中置凸轮轴式配气机构

1—凸轮轴2—挺杆3—支架4—调整螺钉5—摇臂

6—摇臂轴7—锁片8—气门弹簧座9—气门弹簧

10—气门导管11—气门(3)上置凸轮轴式配气机构如图3-3所示。图3-3上置凸轮轴式配气机构

1—排气门2—排气摇臂3—凸轮

4—进气摇臂5—进气门

(3)上置凸轮轴式配气机构如图3-3所示。图3-4上置凸轮轴式配气机构气门驱动形式

a)直接驱动式，无挺杆b)直接驱动式，有挺杆c)摇臂驱动式三、配气机构的传动方式1.齿轮传动

2.链传动

3.齿形带传动1.齿轮传动凸轮轴下置和中置的配气机构大多采用圆柱形正时齿轮传动，一般从曲轴到凸轮轴的传动只需一对正时齿轮（图35），必要时可加装惰轮。为了啮合平稳，减少噪声，正时齿轮多采用斜齿。在一些中、小功率发动机上，曲轴正时齿轮用钢制造，凸轮轴正时齿轮则用铸铁或夹布胶木制造。为了保证装配时的配气正时，齿轮上都有正时记号，装配时必须使记号对齐。2.链传动图3-5正时齿轮传动

A—凸轮轴正时齿轮记号B—曲轴正时齿轮记号

2.链传动图3-6链传动装置

1—链张紧导板2—链张紧器3—进气凸轮轴链轮

4—排气凸轮轴链轮5—传动链6—链导板

7—曲轴链轮3.齿形带传动在高速发动机上广泛采用氯丁橡胶齿形带传动来代替链传动，这种传动方式显著减小了噪声，且其质量轻、包角大、啮合量大、工作可靠。其装置结构形式如图37所示。四、气门排列及驱动装置1.两气门的排列及驱动装置

2.四气门的排列及驱动装置1.两气门的排列及驱动装置1)进、排气门排成一列：发动机各缸的气门沿机体纵向排成一列，如图3-8a所示。

2)进、排气门排成两列：发动机各缸的进、排气门分别排列在气缸的两侧，各成一列，如图3-8b所示。1)进、排气门排成一列：发动机各缸的气门沿机体纵向排成一列，如图3-8a所示。图3-7齿形带传动装置

1—曲轴齿形带轮2—张紧轮3—凸轮轴齿形带轮

4—齿形带5—液力挺杆6—凸轮轴7—气门

8—活塞9—曲轴1)进、排气门排成一列：发动机各缸的气门沿机体纵向排成一列，如图3-8a所示。图3-8每缸两气门的排列方式

2.四气门的排列及驱动装置1)同名气门横向排列：发动机的进、排气门沿垂直于发动机轴线的方向排列，如图3-9a所示。

2)同名气门纵向排列：发动机的两个气门并联在一个气道内，如图3-9b所示。1)同名气门横向排列：发动机的进、排气门沿垂直于发动机轴线的方向排列，如图3-9a所示。图3-9每缸四气门的排列方式五、气门间隙及调整图3-10气门间隙的位置

a)侧置气门式发动机1—液力挺杆2—固定螺母3—调整螺钉4—气门

b)顶置气门式发动机1—调整螺母2—固定螺母3—摇臂4—推杆5—气门第二节配气相位一、进气门的配气相位

二、排气门的配气相位第二节配气相位图3-11配气相位图一、进气门的配气相位1.进气门提前开启角

2.进气门迟后关闭角1.进气门提前开启角进气门提前开启的目的是保证新鲜气体或可燃混合气能顺利、充足地充入气缸。从进气门开始开启到活塞运行到上止点所对应的曲轴转角，称为进气门提前开启角，用Ｘα表示，一般为10°～30°。2.进气门迟后关闭角进气门晚关是为了在压缩行程开始时，利用气缸内的压力暂低于大气或环境压力，依靠进气气流的惯性使新鲜气体或可燃混合气仍可继续进入气缸。从活塞位于进气行程下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角，称为进气门迟后关闭角，用β表示，一般为40°～80°。〓〓由此可见，进气门开启持续时间内的曲轴转角大于180°。进气持续角相当于曲轴转角α+180°+β。二、排气门的配气相位1.排气门提前开启角

2.排气门迟后关闭角1.排气门提前开启角恰当的使排气门早开，气缸内还有03～05MPa的压力，做功作用已经不大，但利用此压力可使气缸内的废气迅速地自由排出，当活塞到达下止点时，气缸内只剩较小的压力，减少了排气行程所消耗的功率，同时还可以防止发动机过热。活塞从排气门开始开启到活塞运行到下止点所对应的曲轴转角，称为排气门提前开启角，用γ表示，一般为40°～80°。2.排气门迟后关闭角活塞到达上止点时，气缸内的压力仍高于大气压，废气流动有一定的惯性。排气门适当晚关可使废气排得比较干净。活塞从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角，即为排气门迟后关闭角，用δ表示，一般为10°～30°。第三节气门传动组和气门组一、气门传动组

二、气门组一、气门传动组1.凸轮轴

2.凸轮轴轴承

3.气门挺杆

4.推杆

5.摇臂和摇臂组1.凸轮轴图3-12凸轮轴结构

1—螺栓2—正时齿轮垫圈3—正时齿轮4—止推凸缘5—止推座6—凸轮轴衬套7—凸轮轴

8—偏心轮9—螺旋齿轮10—凸轮轴轴颈11—进、排气凸轮1.凸轮轴图3-13凸轮轴的轴向止推定位装置

1—正时齿轮2—锁紧垫圈3—螺母4—止推凸缘

5—止推凸缘固定螺栓6—隔圈2.凸轮轴轴承凸轮轴轴承一般做成衬套压入整体式的座孔内，最后再经加工，与轴径配合，其材料多与曲轴轴承相同。3.气门挺杆1)如图3-14a所示，将挺杆底面工作面制成球面，将凸轮的母线做成斜率很小的锥体，这样可使挺杆在工作中绕其中心线稍有转动，从而达到磨损均匀的目的。

2)如图3-14b所示，挺杆工作面是平面，凸轮是柱体，但在安装中使挺杆中心线与凸轮中心线不相重合而具有一定的偏心量(ｅ＝1～3ｍｍ)。

3)如图3-14c所示，挺杆外表面做成两端小、中间大的筒形。3.气门挺杆图3-14气门挺杆的形式

a)菌形挺杆b)平面挺杆c)筒形挺杆

1—挺杆2—凸轮3)如图3-14c所示，挺杆外表面做成两端小、中间大的筒形。图3-158V100型发动机

液力挺杆

1—液力挺杆体2—单向阀架

3—柱塞4—卡环5—支承座

6—单向阀碟形弹簧7—单向阀

8—柱塞弹簧4.推杆推杆的作用是将从凸轮轴经挺杆传递的推力传给摇臂。如图316所示，为了减轻质量，推杆制成一根细长空心杆，其上、下端压入或用电阻焊接〖ＢＦ〗（并经淬火和精加工的）凹、凸球头，推杆的上、下两端均经热处理并磨光，以提高其耐磨性。5.摇臂和摇臂组图3-16推杆

1—上端头2—杆身3—下端头5.摇臂和摇臂组图3-17摇臂

A、C—油道B—油槽5.摇臂和摇臂组图3-18摇臂组结构

1—垫圈2、3、4—摇臂轴支座5—摇臂轴

6、8、10—摇臂7—定位弹簧9—定位销

11—锁簧12—堵塞C、D、E—油孔二、气门组1.气门

2.气门座

3.气门导管

4.气门弹簧

1.配气机构的功用是什么？

2.顶置气门式配气机构的组成及特点是什么？

3.比较下置凸轮轴式、中置凸轮轴式、上置凸轮轴式配气机构的优缺点及各自应用的场合。

4.配气机构中凸轮轴的传动方式有哪几种？各有何特点？

5.指出气门排列的几种形式及各自的特点。二、气门组6.配气机构中为什么要留气门间隙？气门间隙过大或过小有何危害？

7.什么是配气相位？画出发动机配气机构的配气相位图。

8.气门头部有哪些形状？各有何特点？

9.什么是液力挺杆？简述其工作原理。

10.气门杆尾部与气门弹簧座联接的方式有哪几种？各有何特点？

11.为防止共振，气门弹簧的设计一般采用哪些措施？二、气门组图3-19气门组

1—气门2—气门弹簧

3—气门弹簧座4—锁片

5—气门导管1.气门1)如图3-22a所示，锁片式固定方法是把气门杆尾部切一凹槽，在凹槽上装有两个半锥形锁片，在气门弹簧的弹力作用下，气门弹簧上座圈内锥面压住两个半锥形锁片，使其紧箍在气门杆尾部。

2)如图3-22b所示，锁销式固定方法是把气门杆尾部制成一圆柱形径向通孔，利用插在孔内的锁销来支承气门弹簧座，而气门弹簧座的边缘又可以阻止锁销松脱。1.气门图3-20气门头的形状

a)凸顶b)凹顶c)平顶1.气门图3-21气门锥角

2)如图3-22b所示，锁销式固定方法是把气门杆尾部制成一圆柱形径向通孔，利用插在孔内的锁销来支承气门弹簧座，而气门弹簧座的边缘又可以阻止锁销松脱。图3-22气门杆的固定方法

a)锁片式b)锁销式

1—气门杆2—气门弹簧3—气门弹簧座4—锁片5—锁销2)如图3-22b所示，锁销式固定方法是把气门杆尾部制成一圆柱形径向通孔，利用插在孔内的锁销来支承气门弹簧座，而气门弹簧座的边缘又可以阻止锁销松脱。图3-23安全防落弹簧卡环