排气过程
进气过程
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作业
1、作出配气相位图，并分析气门早开与迟闭 的原因。
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§4.3
配气机构的组件和工作情况
一、气门组
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1、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：
杆部
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。
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3） 进、排气门锥角的大小 进气门锥角较小，多用300。因锥角越小， 进气通道截面越大，进气量越多。 排气门锥角较大，通常为450。因锥角越 大，气门头部边缘的厚度大，不易变形。 排气门热负荷较大而用较大的锥角，以加 强散热和避免受热变形。且锥角越大，座 合压力越大，自洁作用越大。
1、气门顶置式 组成：
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工作过程
特点： 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。
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2、气门侧置式
进排气门都布置在气缸 的一侧，结构简单、零件数 目少。
气门布置在同一侧导致 燃烧室结构不紧凑、热量损 失大、进气道曲折、进气阻 力大，使发动机性能下降， 已趋于淘汰。
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桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图
单向阀
弹簧被压缩
气门关闭时
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气门打开时
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
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4、摇臂
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。 气门间隙 调节螺钉 摇臂
易断裂处
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气门座： 气缸盖的进、排气道与气门锥面相结 合的部位。 作用： 1.靠其内锥面与气门锥面的紧密 贴合密封气缸。 2.接受气门传来的热量。
2、气门座
气门座
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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。
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二、凸轮轴的布置型式 1、凸轮轴下置
缺点： 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。 优点： 简化曲轴与凸轮 轴之间才传动装置， 有利于发动机的布 置。
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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。
凸顶式 （球面顶）
凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可以减 凹顶式 少进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门， （喇叭顶）而不宜用于排气门。
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（2） 气门锥角 1） 定义：气门锥面与顶平面的夹角称气 门锥角。
α
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2） 气门锥角的作用
• 就向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； • 气门落座时有自动定位作用； • 避免气流拐弯过大而降低流速； • 气门落座时能挤掉接触面的沉积物， 即有自洁作用。
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二、气门驱动组
1、组成 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。
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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。 材料： 优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 结构：
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3） 气门头部直径 气门头部直径越大，气门口通道截面就越 大，进、排气阻力就越小。通常进气门头 部直径大于排气门。另外，排气门稍小些， 还不易变形。 h1<h2
h1
h2
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气门杆
凹槽
气门杆尾部： 环形槽、锁 销孔
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
配气机构
主讲：
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第3章
配气机构
概述 配气相位 配气机构的组成和零件 可变配气相位
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§3.1
一、功用：
概述
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。
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圆柱形螺旋弹簧
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
应用车型：
奥迪100，捷达，桑塔纳, 广州标致505
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作业
1、气门弹簧起什么作用？为什么在装配气 门弹簧时要预先压缩？ 2、气门锥角有什么作用？ 3.分析气门早开与迟闭的原因。 4.配气相位
气门杆
间隙 0.25~0.30mm 0.30~0.35mm
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五、配气相位
1、气门从开启到关闭所经历的曲轴 转角，称为配气相位。
上止点

10°~30 ° 40°~80 ° 40°~80 ° 10°~30
下止点

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3、气门叠开
气门叠开：当进气门早开和排气门晚关时，出现 的进排气门同时开启的现象。 气门叠开角：气门同时开启的角度（+ ）。
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
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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。
隔圈（调节环）
凸轮轴的 轴向间隙
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正时齿轮
利用调节环控制轴向窜动
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：
菌式
气门侧置式
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。
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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。
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二、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 混合气的质量与理论上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； Mo——在理想状态下，充满气缸工作容积的新气质
量。
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§3.2
配气机构的布置和工作情况
一、气门的布置型式
1、齿轮传动
正时标记
凸轮轴正时齿轮
曲轴正时齿轮
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2、链条传动
张紧机构
导链板
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3、齿带传动
凸轮轴正时齿轮
齿形带
张紧机构
曲轴正时齿轮
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传动方式
传动路线 曲轴正时齿轮→凸轮轴正时齿 轮
应用 凸轮轴下置、 中置式配气 机构 凸轮轴上置 式配气机构
齿轮传动
链条传动
曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮
齿形带传动
曲轴→齿形皮带→凸轮轴正时 齿轮
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凸轮轴上置 式配气机构
四、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。
摇臂 气门间隙
为何排气 门间隙大 于进气门 间隙？ 气门 进气门 排气门
调整螺钉
摇臂
挺柱
凸轮轴
活塞
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3、凸轮轴上置式
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
应用：高速发动机 桑塔纳轿车发动机
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捷达轿车气缸盖实物图
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上置凸轮轴实物图
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三、凸轮轴的传动方式
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。 如何通过同名 凸轮的相对角位置 判定发动机的工作 顺序？
点火顺序：
1—2—4—3 四缸发动机凸轮投影广州工程技术职业学院
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。 窜动量 气缸体 凸轮轴颈 止推板
实物图
测量气门间隙
拧松紧定螺母，调正调节螺钉 广州工程技术职业学院
可变配气相位
★气门定时和升程可变的进气系统 ★可变谐振增压系统
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控制原理
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VTEC高速时
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气缸数目可变机构
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可变进气谐振增压系统
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VG30DE可变谐振增压系统
凸轮
驱动分电器的螺旋齿轮 广州工程技术职业学院
凸轮轴轴颈
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：