配气机构（农机发动机构造与维修课件）

第一节配气机构的功用与分类一、配气机构的功用

配气机构是控制发动机进气和排气的装置，其作用是按照发动机的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭各缸的进、排气门，以便在进气行程使尽可能多的可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）进入气缸，在排气行程将废气快速排出气缸。

二、气门式配气机构的分类

一般按气门布置型式的不同，可分为:侧置气门式和顶置气门式两大类。

二、气门式配气机构的分类

按照凸轮轴布置型式的不同，又可分为:下置式、中置式和上置式凸轮轴；

二、气门式配气机构的分类按曲轴与凸轮轴间的传动方式有:齿轮传动、链传动和齿形带传动三种方式。图3-1侧置气门式配气机构图

图3-2顶置气门式配气机构

（一）气门的布置型式

1、侧置气门式配气机构

侧置气门式配气机构的结构型式如图3-1所示。

这种结构型式的配气机构出现较早，具有结构简单、造价低、维修方便等优点。但由于其气门侧置造成燃烧室结构不紧凑且进、排气阻力大，导致发动机动力性较差、经济性不高。目前，这种配气机构已经淘汰。2、顶置气门式配气机构

图3-2顶置气门式配气机构顶置气门式配气机构结构型式如图3-2所示。

结构特点气门安装在气缸盖中，处于气缸的顶部进、排气阻力小，采用半球形、楔形或盆形燃烧室，燃烧室结构紧凑，压缩比高，改善了燃烧过程，减少了热量损失，提高了热效率。因而，有利于提高发动机的动力性和经济性。（二）凸轮轴的布置型式

凸轮轴的布置型式是根据凸轮轴在机体中安装位置的不同，划分为下置式、中置式和上置式三种。（三）凸轮轴的传动方式

曲轴与凸轮轴之间的传动方式有:齿轮传动、链传动和齿形带传动三种方式。第一节气门组主要零件

气门组件包括进、排气门及其附属零件。组成如图3-3所示。图3－3气门组件的组成1-弹簧座2-分开式气门锁片

1、气门

气门分进气门和排气门两种。进、排气门结构相似，都由头部和杆部两部分组成,如图3-4所示。图3－4气门a）平顶气门b）凹顶气门1-气门头部2-气门杆部

图3－5气门锥角

2、气门锥角

为了保证气门与气门座贴合紧密，将气门密封面做成锥面，通常把气门密封锥面的锥角称为气门锥角。一般气门锥角为45°如图3-5所示。

气门与气门座密封锥面相接触时形成的环状密封带，也叫接触带，应位于气门密封锥面的中部，其宽度应符合厂家的设计要求。接触带过窄散热效果差，影响气门通过接触面向气门座圈传递热量；过宽则会降低接触面上的比压值，使气门的密封性下降。

3、气门杆部气门在导管中上下运动，靠气门杆部起导向和传热作用。因而，对气门杆部表面加工精度和耐磨性有比较高的要求，使气门与气门导管之间有合理的间隙，以保证精确导向和排气时不沿导管间隙泄漏废气。气门杆尾端的形状取决于气门弹簧座的固定方式。4、气门导管

气门导管的主要是气门运动的导向作用，以保证气门作上下往复运动时不发生径向摆动，准确落座，与气门座正确贴合。同时起导热作用，将气门杆的热量经气门导管传给缸盖及水套。为了防止导管在使用过程中松动脱落，有的发动机在气门导管的中部加装定位卡环，如图3-6所示。

图3－6气门导管1-卡环2-气门导管图3－7气门座圈

5、气门座

气门座有两种:一种是在气缸盖上直接镗削加工而成；

另一种是用合金铸铁或奥氏体钢单独制作成气门座圈，用冷缩法镶人气缸盖中，如图3-7所示。

6、气门弹簧

气门弹簧的作用是关闭气门，靠弹簧张力使气门压在气门座上。气门弹簧一般采用圆柱形螺旋弹簧，如图3-8所示。为了防止弹簧发生共振，可采用变螺距圆柱弹簧。现代高速发动机多采用同心安装的内外气门弹簧，这样既提高了气门弹簧工作的可靠性，又能有效地防止共振的发生。

图3－8气门弹簧

a）等螺距圆柱弹簧b）变螺距圆柱弹簧c）双弹簧

气门传动组主要包括:凸轮轴及其传动机构、挺柱、推杆和摇臂等零部件。

第二节气门传动组主要零部件

1、凸轮轴

凸轮轴是气门传动组中的主要部件，其作用是控制气门的开闭及其升程的变化规律。气门的开闭时刻及其升程变化规律主要取决于控制气门的凸轮外部轮廓曲线。弧BCD工作段所对应的夹角，称做气门开启持续角。凸轮轮廓BCD段的形状，直接决定了气门的升程及其升降过程的运动规律。同名凸轮间的相对角位置

凸轮轴上各缸同名凸轮相对角位置的排列与凸轮轴的转动方向、各缸的工作顺序和作功间隔角有关。

图3－10凸轮轮廓形状

CA4110型柴油机，凸轮轴逆时针转动，工作顺序为

1-2-4-3，作功间隔角为720°/4＝180°(曲轴转角），则同名凸轮间的夹角为180°/2=90°，同名凸轮位置排列如图3-11所示。

图3－11同名凸轮排列

异名凸轮的相对角位置同一气缸进、排气（异名）凸轮间的相对角位置排列取决于凸轮轴的转动方向和发动机的配气相位。

图3－11同名凸轮排列

2）凸轮轴的轴向定位

为了防止凸轮轴轴向窜动，一般设有轴向定位装置。CA4110型发动机采用止推凸缘实现轴向定位，其结构形式如图3-12所示。图3－12凸轮轴的轴向定位

1、5-正时齿轮2、6-止推凸缘3、8-止推座4、9-凸轮轴7-气缸体

2、挺柱

挺柱的作用是将凸轮轴旋转时产生的推动力传给推杆（下、中置凸轮轴）或气门（上置凸轮轴）。

1）挺柱

常见的挺柱主要有筒形和滚轮式两种，其结构形式如图3-13所示。图3－13普通挺柱a）筒形平面b）筒形球面c）滚轮式

3、推杆

下置凸轮轴配气机构中有细而长的推杆，推杆的作用是将挺柱传来的凸轮推动力传递给摇臂机构。4、摇臂

摇臂的作用是将推杆或凸轮传来的力改变方向后传给气门，使其开启。

摇臂组件主要有:摇臂、摇臂轴、支承座、气门间隙调整螺钉等零件组成。排气制动阀消声器中冷器增压器空滤器进气管排气管一、进、排气系统进排气系统是柴油机第一重要度的系统，因为充足、清洁的空气对柴油机的性能影响很大。功能：向柴油机各工作气缸提供新鲜、清洁、密度足够大的空气。

发动机工作中，气门及其传动件将因温度升高而膨胀。如果气门及其传动件之间，在冷态时无间隙或间隙过小，则在热态下，气门及其传动件受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成发动机在压缩和作功行程中的漏气，会使发动机功率下降。二、气门间隙

为了消除上述现象，通常在发动机冷态装配时，在气门及其传动机构中留有适当的间隙，以补偿气门受热后的膨胀量。这一预留间隙称为气门间隙，如图3-20所示。一般冷态下，进气门间隙为0.25～0.3O㎜，排气门间隙为

0.30～0.35㎜。气门间隙的调整如图3-21所示：二、气门间隙１、拆下气门室罩盖；

２、检查并紧固气缸盖螺栓及摇臂轴支架螺栓；

二、气门间隙３、找一缸压缩上止点。即在摇转曲轴时观察一缸进气门由开到关后，从飞轮检视口观察飞轮上的上止点标记与飞轮壳上的指针对准或观察曲轴减震器上的“0”与指针对准即为一缸压缩上止点。二、气门间隙4、气门间隙调整有两种方法：一是逐缸调整法，此方法较麻烦。二是两次调整法：先找出第一缸压缩行程上止点，根据发动机的机工作顺序，四缸机一般为：１-３-４-２；六缸机一般为：１-５-３-６-２-４；依据“全排空进、全排排空进进”排序进行调整，这样可以不去考虑进、排气门的排序情况。二、气门间隙气门的规定间隙，有发动机冷态时间隙和发动机热态时间隙之分，如:CA4110型柴油机冷态间隙：进气门为0.30mm；排气门为0.35mm。其热态间隙进气门为0.25mm；排气门为0.30mm。

“全、排、空、进”含义是：按发动机的工作顺序如“１-３-４-２”

“全”表示一缸两个气门均可调整；“排”表示三缸排气门可调整；“空”表示四缸的两个气门均不可调整；“进”表示二缸的进气门可调整。5、第一次调整完毕后，摇转曲轴360°，再调整剩下的气门；对于柴油机有减压机构的在调整气门前，必须把减压机构手柄放在工作位置上６、装复气门室盖。三、配气相位理论上讲进、压、功、排各占180°，也就是说进、排气门都是在上、下止点开闭，延续时间都是曲轴转角180°。但实际表明，简单配气相位对实际工作是很不适应的。三、配气相位曲