第三章 配气机构

第三章

配气机构

第一节 配气机构的功用及组成一、功用： 配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照气 缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排 气门、向气缸供给可燃混合气(汽油机)或新鲜空气 (柴油机)并及时排出废气。另外，当进、排气门关 闭时，保证气缸密封。 二、充量系数： 新鲜空气或可燃混合气被吸入气缸愈多，则发动机可 能发出的功率愈大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸 的程度，用充量系数hv表示。hv越高，表明进入气缸 的新气越多，可燃混合气燃烧时可能放出的热量也就 越大，发动机的功率越大。

三 、类型：1、按气门的布臵： 气门顶臵式；气门侧臵式 2、按凸轮轴的布臵位臵： 下臵式；中臵式；上臵式

3、按曲轴与凸轮轴的传动方式：齿轮传动；链条传动；齿带传动 4、按每气缸气门数目： 二气门式；四气门式等 5、气门驱动形式：摇臂驱动、摆臂驱动、直接驱动

四、配气机构的组成

气门传动组：气门传 动组是从正时齿轮开始 至推动气门动作的所有 零件。主要由正时齿轮、 凸轮轴、气门挺柱、推 杆、调整螺钉和锁紧螺 母、摇臂、摇臂轴、摇 臂轴支架等组成。其功 用是定时驱动气门使其 开闭。 气门组：主要由气门 锁片、气门弹簧座、气 门弹簧、气门、气门导 管、气门座等组成。其 功用主要是维持气门的 关闭。

1、气门布置 1)气门顶置式 组成：

(1)气门打开：曲 轴通过正时齿轮驱动 凸轮轴旋转，使凸轮 轴上的凸轮凸起部分 通过挺柱、推杆、调 整螺钉，推动摇臂摆 转，摇臂的另一端便 向下推开气门，同时 使弹簧进一步压缩。 (2)气门关闭：当 凸轮的凸起部分的顶 点转过挺柱以后，气 门在其弹簧张力的作 用下，开度逐渐减小， 直至最后关闭，进气 或排气过程即告结束。

工作过程

特点： A、气门行程大，结构较复杂。(凸轮轴下臵 式) B、进气阻力小，燃烧室结构紧凑，气流搅动 大，能达到较高的压缩比。 C、曲轴与凸轮轴传动比为2:1。

2)、气门侧臵式进排气门都布臵在气缸 的一侧，结构简单、零件数 目少。 气门布臵在同一侧导致 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。

气门开启的结构方法：

利用摇臂驱动：摇臂设置在凸轮与气门杆之间，通过选择摇臂两段长度比来改变气门升程的大小。(适用升程较大

发动机)优点：气门间隙的调整方便。 缺点：结构复杂，使气缸盖总成结构不紧凑，尺寸大。 利用凸轮轴驱动：用凸轮轴直接驱动气门。 优点：零件少；气缸盖布置空间大，利于减小气

门夹角。 缺点：气门升程不能太大。

2、凸轮轴的布置型式1)、凸轮轴下臵 不利因素：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。 有利因素：简化曲 轴与凸轮轴之间的 传动装臵，有利于 发动机的布臵。

2)凸轮轴中臵式调整螺钉 摇臂

传动方式：凸轮轴 经过挺柱直接驱动 摇臂，省去了推杆。挺柱 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。

凸轮轴 活塞

3)凸轮轴上臵式特点： 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。

应用：高速发动机

上置双凸轮轴布置的特点： 1)两凸轮轴分别驱动进气门和排气门，使凸 轮轴与气门的距离变小了，摇臂变短或者 省去。 2)此布置形式加大了气门布置自由度，火花 塞更容易布置在两凸轮轴之间。 3)有利于布置更多的气门。

五、配气机构的传动方式传动方式 传动路线 曲轴正时齿轮(钢)→凸轮轴 正时齿轮(铸铁或胶木) 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

凸轮轴上置 式配气机构

齿轮传动

凸轮轴下置、 曲轴正时齿轮(钢)→凸轮轴 中置式配气 正时齿轮(铸铁或胶木) 机构一般从曲轴到凸轮轴只需一对正时 齿轮传动，若齿轮直径过大，可增 加一个中间齿轮。为了啮合平稳， 减小噪声，正时齿轮多用斜齿 材料： 曲轴正时齿轮：钢制 凸轮轴正时齿轮：铸铁，夹布胶木 配气正时：安装时正时记号对齐

链条传动

凸轮轴上置 曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮 式配气机构

噪音小 工作可靠性和耐久性不如齿轮传动

齿形带传动

曲轴→齿形皮带→凸轮轴正时 齿轮

凸轮轴上置 式配气机构

凸轮轴正时 齿形带轮

张紧轮

齿形带传动，传动 比准确，效率高， 不需润滑，噪声小、 工作可靠、成本低 齿形皮带材料：氯 丁橡胶

中间轴齿 形带轮 曲轴正时 齿形带轮

六、气门排列及驱动装臵1.两气门的排列及驱动

一般发动机都采用每缸两个气门，即一个进气门和一个排气门的结构。为了改善换气，在可能的条件下，应尽量加大气门的 直径，特别是进气门的直径。 排列 ： 一列 驱动：一根凸轮轴驱动

进排气道：汽油机：臵于机体一侧，进气预热 ，提高汽油挥发性 柴油机：臵于机体两侧，防止进气预热，提高充气效率

2.四气门的排列及驱动 某些大排量、高转速、高功率的发动机，由于气门尺寸的限制， 每缸两个气门不能满足换气的需要，而采用三气门(

两进一排)或四 气门(两进两排),因此必须有使两同名气门同步开闭的驱动装臵。 每缸采用四个气门时，其气门排列的方案有二种：1).同名气门排成两列 如图所示，由一个凸轮通 过T形驱动杆同时驱动，并 且所有气门都可以由一根 凸轮轴驱动。 2).同名气门排成一列 如图所示，进排气门分别 位于曲轴中心线的两侧， 分别采用两凸轮轴驱动， 每缸两同名气门采用两个 形状和位臵相同的凸轮驱 动。

七、气门间隙及其调整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

气门杆

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