配气机构的主要零部件

配气机构的主要零部件气门组实物图第2页,共42页，2024年2月25日，星期天气门是保证发动机工作性能良好和可靠的重要零件之一。

1.气门的构造由头部和杆部两部分组成。气门头部的散热：通过气门座、气门杆。一、气门（视频）气门

1—杆部；2—头部

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（1）气门头部功用：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、高速气流冲击)。

a.气门顶形状：a)平顶b)球面顶c)喇叭顶第4页,共42页，2024年2月25日，星期天平顶式结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、排气门都可采用。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。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5页,共42页，2024年2月25日，星期天b.气门锥角：定义：气门与气门座之间的配合面做成锥面，称为气门密封锥面；其锥角，称为气门锥角。第6页,共42页，2024年2月25日，星期天作用：①就象锥形塞子可以塞紧瓶口一样，能获得较大的气门座合压力，以提高密封性和导热性。②气门落座时有自动定位作用。③避免使气流拐弯过大而降低流速。④有了锥角，气门落座时能挤掉接触面的沉积物，即有自洁作用。

要求：锥面要研磨，宽度要合适，一般1－3mm。一般做成45°锥角。第7页,共42页，2024年2月25日，星期天气

门

实

物

图进气门排气门两气门一样大时，排气门有记号。c.气门直径：进气门直径一般大于排气门直径。（视频）

第8页,共42页，2024年2月25日，星期天（2）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。气门杆呈圆柱形，在气门导管中不断进行往复运动。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。

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9页,共42页，2024年2月25日，星期天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。第10页,共42页，2024年2月25日，星期天a）

锁片式b）锁销式

1-气门杆；2-气门弹簧；3-弹簧座；4-锁片；5-卡环；

6-锁销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6第11页,共42页，2024年2月25日，星期天b.防松装置：为防止气门弹簧折断时，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，内装上弹簧卡环。图3-28锁片式结构

1-气门杆；2-气门弹簧；3-弹簧座；4-锁片；5-卡环

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2.气门的工作条件与材料工作条件：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）第13页,共42页，2024年2月25日，星期天1.作用：导向作用，保证气门作直线往复运动，使气门与气门座正确贴合。此外，气门导管还在气门杆与气缸盖之间起导热作用。二、气门导管第14页,共42页，2024年2月25日，星期天

2.形状：导管内、外圆柱面经加工后压入气缸盖的气门导管孔中，然后再精铰内孔。

3.材料：灰铸铁、球墨铸铁或铁基粉末冶金。

4.防落装置：卡环定位。导管和气门导管孔是过盈配合。导管和气门杆是间隙配合。第15页,共42页，2024年2月25日，星期天1.作用：气门座与气门头部共同对气缸起密封作用，并接受气门传来的热量。

2.分类：

a.镗出式气门座（用于汽油机进气门）；

b.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）。优点：节省材料，提高使用寿命，更换、维修方便。缺点：导热性差，加工精度要求高，脱落（过盈配合）。三、气门座第16页,共42页，2024年2月25日，星期天1.作用：（1）保证气门自动回位关闭而密封。（2）保证气门与气门座的座合压力。（3）吸收气门在开启和关闭过程中传动零件所产生的惯性力，以防止各种传动件彼此分离而破坏配气机构正常工作。2.材料和固定：材料为高锰钢、铬钒钢，热处理；固定方法为一端靠在气缸盖上，一端靠在弹簧座上。3.具有足够的刚度和安装预紧力的原因：气门弹簧必须承受气门关闭过程中气门及传动件产生的惯性力，也必须克服配气机构因高速运转时产生的振动而引起的附加负荷。预紧力保证气门处于关闭状态时，关闭严实。四、气门弹簧第17页,共42页，2024年2月25日，星期天4.防止气门弹簧共振的方法（1）提高气门弹簧的自然振动频率（2）采用双气门弹簧（3）采用不等螺距弹簧（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。（5）采用锥形气门弹簧注意：安装时，应使弹簧大端朝向气缸盖。第18页,共42页，2024年2月25日，星期天图3-35气门弹簧a)等螺距弹簧；b)不等螺距弹簧；c)双螺旋弹簧第19页,共42页，2024年2月25日，星期天5、气门油封视频第20页,共42页，2024年2月25日，星期天凸轮轴挺柱推杆摇臂凸轮轴正时齿轮摇臂轴作用：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。二、气门传动组第21页,共42页，2024年2月25日，星期天第22页,共42页，2024年2月25日，星期天1.结构

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。

凸轮轴轴颈：用来支承凸轮轴，一般凸轮轴每隔两个气缸设置一个轴颈，也有全支撑的。一、凸轮轴（视频）凸轮凸轮轴轴颈驱动分电器的螺旋齿轮螺栓垫片正时齿轮止推凸缘止推座凸轮轴衬套驱动汽油泵的偏心轮第23页,共42页，2024年2月25日，星期天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凸轮的工作过程如下：第24页,共42页，2024年2月25日，星期天点火顺序：1—2—4—3

根据上述道理，只要知道了凸轮轴的旋转方向和同名凸轮的相对位置，就可以判断发动机的工作顺序。

2.a)同名凸轮的相对角位置

凸轮轴上各缸进气(排气)凸轮，即同名凸轮的相对角位置与凸轮轴的转动方向、各缸的工作顺序和作功间隔角有关。点火顺序：1—5—3—6—2—4第25页,共42页，2024年2月25日，星期天b)异名凸轮的相对角位置

同一气缸的进、排气凸轮，即异名凸轮的相对角位置。它是由发动机的配气相位和凸轮轴的转向所决定的。第26页,共42页，2024年2月25日，星期天

3.凸轮轴的材料：凸轮轴的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。凸轮各轴颈的工作表面一般经热处理后精磨，以改善其耐磨性。

4.凸轮轴的驱动

第27页,共42页，2024年2月25日，星期天第28页,共42页，2024年2月25日，星期天第29页,共42页，2024年2月25日，星期天第30页,共42页，2024年2月25日，星期天4.凸轮轴轴向定位：止推轴承、止推片、止推螺钉、止推凸缘定位。第31页,共42页，2024年2月25日，星期天

1.作用：挺柱是凸轮的从动件。作用是将凸轮的推力传给推杆（或气门杆），并承受凸轮轴旋转时所施加的侧向力。

2.分类：分为机械挺柱（又分为平面挺柱和滚轮式挺柱）、液力挺柱。

（1）平面挺柱平面挺柱由于结构简单、质量轻，被广泛用于车用发动机上。为减轻平面挺柱工作面的磨损，可采取下列结构措施：二、挺柱第32页,共42页，2024年2月25日，星期天

a.挺柱轴线偏离凸轮的对称轴线。一般e取1～3mm。发动机工作时凸轮与挺柱底面的摩擦力可使挺柱围绕自身的轴线旋转，以达到挺柱底面磨损均匀的目的。

b.将挺柱底面做成球面，将凸轮工作面制成锥角很小的锥面。这样使凸轮与挺柱的接触点偏离挺柱轴线，使挺柱自转。

c.在挺柱底面镶嵌耐磨金属块。

d.将挺柱侧表面制成桶形，由于它的自位作用，使磨损均匀。

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（2）滚轮式挺柱滚轮式挺柱，其优点是可以减小摩擦所造成的对挺柱的侧向力。这种挺柱结构复杂，重量较大，多用于大缸径柴油机上。第35页,共42页，2024年2月25日，星期天（3）液力挺柱

目的：解决了因有气门间隙而产生的冲击及噪音问题。消除了配气机构中的间隙，减小了各零件的冲击载荷和噪声，同时凸轮轮廓可设计得比较陡一些，气门开启和关闭更快，以减小进排气阻力，改善发动机的换气，提高发动机的性能，特别是高速性能。分类：液力挺柱可分为平面、滚轮式、吊杯形三种。应用：液力挺柱结构复杂，加工精度要求高，而且磨损后无法调整只能更换，所以目前在一般载货车上用得较少，而在较高级的轿车上则应用很广。第36页,共42页，2024年2月25日，星期天第37页,共42页，2024年2月25日，星期天

图3-19奥迪轿车发动机液力挺柱

1-高压油腔；2-缸盖油道；3-油量孔；4-斜油孔；5-球阀；6-低压油腔；7-键形槽；8-凸轮轴；9-挺柱体；10-柱塞焊缝；11-柱塞；12-套筒；13-弹簧；14-缸盖；15-气门杆

第38页,共42页，2024年2月25日，星期天1.作用：将从凸轮轴经过挺柱传来的推力传给摇臂。

2.结构：它是气门机构中最易弯曲的，要求有很高的刚度，尽量做得短些。推杆可以是实心或空心的。

三、推杆第39页,共42页，2024年2月25日，星期天第40页,共42页，20