第三章配气机构高职高专汽车构造

第三章配气机构高职高专汽车构造第1页，共49页，2023年，2月20日，星期一第二章小结第2页，共49页，2023年，2月20日，星期一配气机构的功用及组成

一、功用使新鲜可燃混合气(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。按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和点火次序的要求，定时开启和关闭气缸的进、排气门，3.1概述第3页，共49页，2023年，2月20日，星期一ηv=M/M0M——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。术语：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理想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。

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第4页，共49页，2023年，2月20日，星期一配气机构型式气孔式配气机构气门式配气机构第5页，共49页，2023年，2月20日，星期一目前国产的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。

3.1.1配气机构分类第6页，共49页，2023年，2月20日，星期一凸轮轴下置凸轮轴中置凸轮轴上置2.凸轮轴的布置型式第7页，共49页，2023年，2月20日，星期一传动方式图示应用齿轮传动凸轮轴下置、中置式配气机构链条传动凸轮轴上置式配气机构齿形带传动凸轮轴上置式配气机构3、凸轮轴的传动方式第8页，共49页，2023年，2月20日，星期一每缸四气门的布置4.气门数目及排列方式

第9页，共49页，2023年，2月20日，星期一每缸气门数第10页，共49页，2023年，2月20日，星期一气门间隙：为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门与气门传动零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。气门杆凸轮轴气门间隙进气门0.25～0.30mm排气门0.30～0.35mm1、概念：3.1.2气门间隙第11页，共49页，2023年，2月20日，星期一实物图测量气门间隙第12页，共49页，2023年，2月20日，星期一用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻及从开启到关闭所经历的时间，称为配气定时（配气相位）。一、概念3.1.3配气相位第13页，共49页，2023年，2月20日，星期一1.进气门的配气相位进气提前角进气迟后角上止点下止点第14页，共49页，2023年，2月20日，星期一2.排气门的配气相位排气提前角排气迟后角配气相位演示第15页，共49页，2023年，2月20日，星期一3.气门的叠开第16页，共49页，2023年，2月20日，星期一二、气门重叠气门重叠：当进气门早开和排气门迟关时，出现的进排气门同时开启的现象。气门重叠角：气门同时开启的角度（+）。排气过程进气过程气门重叠角第17页，共49页，2023年，2月20日，星期一气门气门座气门导管气门弹簧§3.2

气门组第18页，共49页，2023年，2月20日，星期一A、进气门570K～670K，排气门1050K～1200K；B、头部承受气体压力、气门弹簧力及配气机构运动件的惯性力等；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。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。

头部杆部工作条件：性能：强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨进气门：铬钢或铬镍钢；排气门：硅铬钢3.2.1、气门第19页，共49页，2023年，2月20日，星期一气门头部

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，但球形的受势面积大，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。第20页，共49页，2023年，2月20日，星期一气门杆部较高的加工精度，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、锁销孔凹槽易断裂处第21页，共49页，2023年，2月20日，星期一气门尾端形状第22页，共49页，2023年，2月20日，星期一气门实物图进气门（大）排气门（小）第23页，共49页，2023年，2月20日，星期一3.2.2.气门座与气门座圈气门座概念：

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。气门座第24页，共49页，2023年，2月20日，星期一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：

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。第25页，共49页，2023年，2月20日，星期一汽油机：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

2.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。气门座圈第26页，共49页，2023年，2月20日，星期一3.2.3.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：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。

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。伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。第27页，共49页，2023年，2月20日，星期一3.2.4.气门弹簧功用：保证气门的回位。

材料：高锰碳钢、铬钒钢。气门弹簧气门弹簧座锁夹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第28页，共49页，2023年，2月20日，星期一防止共振：①提高气门弹簧的刚度；②采用不等螺距的圆柱弹簧；③采用双气门弹簧。(a)粗径等螺距弹簧(b)变螺距弹簧(c)双弹簧第29页，共49页，2023年，2月20日，星期一5.气门旋转机构

作用：防止气门局部过热引起的变形和清除气门座积炭。第30页，共49页，2023年，2月20日，星期一组成：

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。凸轮轴挺柱推杆摇臂凸轮轴正时齿轮摇臂轴3.3.2气门传动组第31页，共49页，2023年，2月20日，星期一1.凸轮轴结构作用：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：轴颈斜齿轮凸轮偏心轮正时齿轮斜齿轮：驱动分电器、（机油泵）偏心轮：驱动器汽油泵第32页，共49页，2023年，2月20日，星期一2.凸轮凸轮性能：

承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。

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。工作条件：第33页，共49页，2023年，2月20日，星期一凸轮的轮廓凸轮轮廓与气门的运动规律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第34页，共49页，2023年，2月20日，星期一3.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。四缸发动机凸轮投影点火顺序：1—2—4—3第35页，共49页，2023年，2月20日，星期一第36页，共49页，2023年，2月20日，星期一4.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。正时齿轮及正时标记第37页，共49页，2023年，2月20日，星期一B、链条传动：链条传动噪声小，用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。第38页，共49页，2023年，2月20日，星期一c、齿形带传动：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第39页，共49页，2023年，2月20日，星期一凸轮轴的轴向定位: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。第40页，共49页，2023年，2月20日，星期一3.3.2.挺柱（1）作用：将凸轮的推力传给推杆或气门。（2）挺柱的分类：普通挺柱和液力挺柱。普通挺柱用途图示筒式气门顶置式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。第41页，共49页，2023年，2月20日，星期一液力挺柱结构：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。卡环阀架支承座单向阀柱塞弹簧碟形弹簧挺杆体柱塞推杆第42页，共49页，2023年，2月20日，星期一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第43页，共49页，2023年，2月20日，星期一3.3.3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。第44页，共49页，2023年，2月20日，星期一

短臂

长臂3.3.4摇臂和摇臂轴功用：

摇臂结构示意图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。摇臂分类：普通摇臂和无噪声摇臂。第45页，共49页，2023年，2月20日，星期一3.3.5气门间隙调整第46页，共49页，2023年，2月20日，星期一第47页，共49页，2023年，2月20日，星期一§3.4可变进气系统采用可变配气定时机构可以改善发动机的性能。发动机转速不同，要求不同的配气定时。当发动机在低速运转时，气流惯性小，若此时配气定时保持不变，则部分进气将被活塞推出气缸，使进气量减少，气缸内残余废气将会增多。当发动机在高速运转时，气流惯性大，若此时增大进气迟后角和气门重叠角，则会增加进气量和减少残余废气量，使发动机的换气过程臻于完善。如果气门升程也