第3章配气机构

1、换气过程与配气机构换气过程与配气机构目录1换气过程概述2配气机构总体构造3气门组构造与检修6综合实训4气门传动组构造与维修5可变气门正时技术与增压技术简介3.1 换气过程概述作用：排出废气，吸入新鲜充量作用：排出废气，吸入新鲜充量。发动机换气过程：发动机换气过程： 3.1 换气过程概述四行程发动机的换气的三个阶段：四行程发动机的换气的三个阶段：排气、气门叠开、进气。排气、气门叠开、进气。3.1 换气过程概述1.排气过程排气过程自由排气阶段自由排气阶段A A：靠缸内压力将气体挤出气缸：靠缸内压力将气体挤出气缸强制排气阶段强制排气阶段B B：靠活塞上行将废气挤出气缸：靠活塞上行将废气挤出气缸超临界

2、排气超临界排气C C：亚临界排气亚临界排气D D：3.1 换气过程概述1.排气过程排气过程自由排气阶段自由排气阶段从排气门打开到排气下止点这段从排气门打开到排气下止点这段曲轴转角，缸内气体压力高于排气管内的排气曲轴转角，缸内气体压力高于排气管内的排气背压，缸内气体一边对活塞做功，一边可以自背压，缸内气体一边对活塞做功，一边可以自动地排出缸外。动地排出缸外。强制排气阶段强制排气阶段是指活塞从下止点到上止点的这是指活塞从下止点到上止点的这一阶段。一阶段。3.1 换气过程概述1.排气过程排气过程排气提前的原因：排气提前的原因：1 1）受配气机构及其运动规律的限制，气门开启有一个过程，）受配气机构及其

3、运动规律的限制，气门开启有一个过程，其流通截面只能逐渐增加到最大，在排气门开启的最初一段其流通截面只能逐渐增加到最大，在排气门开启的最初一段时间内，排气流通截面积很小，废气排出的流量小。时间内，排气流通截面积很小，废气排出的流量小。2 2）如果排气门刚好在做功行程的下止点才开始打开，气门升）如果排气门刚好在做功行程的下止点才开始打开，气门升程小，排气不畅，气缸压力下降迟缓，活塞在强制排气时，程小，排气不畅，气缸压力下降迟缓，活塞在强制排气时，大大增加活塞推出功。大大增加活塞推出功。发动机的排气门在做功行程活塞到达下止点前的某一曲轴转发动机的排气门在做功行程活塞到达下止点前的某一曲轴转角位置开启

4、，这一角度称为排气提前角角位置开启，这一角度称为排气提前角。排气提前角排气提前角一般为一般为4080（CA）。）。3.1 换气过程概述2.进气过程进气过程进气过程指从进气门开启到关闭的整个全过程。进气过程指从进气门开启到关闭的整个全过程。进气过程：进气过程：发动机吸入新鲜充量，为了增加进入气发动机吸入新鲜充量，为了增加进入气缸的新鲜充量，进气门在排气上止点前要提前开启，缸的新鲜充量，进气门在排气上止点前要提前开启，提前开启的角度称为进气提前角。进气提前角用提前开启的角度称为进气提前角。进气提前角用表示，一般为表示，一般为10104040 （CACA）。）。3.1 换气过程概述3.配气相位与气门

5、叠开配气相位与气门叠开（1）配气相位）配气相位理论上讲，进气、压缩、做功、排气四理论上讲，进气、压缩、做功、排气四个行程各占个行程各占180180曲轴转角，进排气过程曲轴转角，进排气过程延续时间都是延续时间都是180180曲轴转角。在发动机曲轴转角。在发动机实际运行中，由于进排气提前和迟闭角实际运行中，由于进排气提前和迟闭角的存在，排气所占角度为上大约为的存在，排气所占角度为上大约为230230290290（CACA），进气所占角度为），进气所占角度为大约大约230230280280（CACA），都大于），都大于180180(CA(CA）。）。配气相位图配气相位图3.1 换气过程概述3.配气相

6、位与气门叠开配气相位与气门叠开（2）气门叠开）气门叠开气门叠开：气门叠开：由于进气门早开，排气门晚关，发动机活由于进气门早开，排气门晚关，发动机活塞运行至排气上止点附近，进气门和排气门同时开启。塞运行至排气上止点附近，进气门和排气门同时开启。配气相位图配气相位图气门重叠角：气门重叠角：气门同时开启时间相当的曲轴转角。气门同时开启时间相当的曲轴转角。在在气门叠开期间，进气管、气缸、排气管三者直接相通，气门叠开期间，进气管、气缸、排气管三者直接相通，此时气体流动方向就取决于三者的压力差。此时气体流动方向就取决于三者的压力差。目录1换气过程概述2配气机构总体构造3气门组构造与检修6综合实训4气门传动

7、组构造与维修5可变气门正时技术与增压技术简介3.2.1 配气机构的作用和组成 在发动机工作过程中，配气机构按照发动机在发动机工作过程中，配气机构按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和点火次序的要求，每一气缸内所进行的工作循环和点火次序的要求，开启和关闭各进、排气门，使新鲜混合气及时地开启和关闭各进、排气门，使新鲜混合气及时地进入气缸，废气得以及时地排出。进入气缸，废气得以及时地排出。1.配气机构的作用配气机构的作用3.2.1 配气机构的作用和组成 发动机配气机构可分为两部分：发动机配气机构可分为两部分：气门组和气门传动组。气门组和气门传动组。气门组气门组用来封闭进、排气道，主要零件包括气门、气

8、门座、用来封闭进、排气道，主要零件包括气门、气门座、气门弹簧和气门导管等。气门弹簧和气门导管等。气门传动组的作用气门传动组的作用是使气门定时开启和关闭，从曲轴正时齿是使气门定时开启和关闭，从曲轴正时齿轮开始到气门前为止，推动气门动作的所有零件均归于气门轮开始到气门前为止，推动气门动作的所有零件均归于气门传动组。传动组。2.配气机构的组成配气机构的组成3.2.1 配气机构的作用和组成 曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴旋转，凸轮轴上曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴旋转，凸轮轴上的凸轮推动挺杆和推杆运动，挺杆或推杆推动摇臂的凸轮推动挺杆和推杆运动，挺杆或推杆推动摇臂绕摇臂轴摆转，摇臂的另一端便向下推开气门，并绕

9、摇臂轴摆转，摇臂的另一端便向下推开气门，并使气门弹簧进压缩。当凸轮的顶点转过后，气门在使气门弹簧进压缩。当凸轮的顶点转过后，气门在气门弹簧的弹力作用下，开度开始逐渐减小，直至气门弹簧的弹力作用下，开度开始逐渐减小，直至最后关闭。最后关闭。3.配气机构的工作原理配气机构的工作原理3.2.2 配气机构的分类按气门的布置形式可分侧置侧置气门气门和顶置气门顶置气门两种。1.按气门的布置和数量分类按气门的布置和数量分类发动机配气机构形式多种多样，其主要区别是气门布置形发动机配气机构形式多种多样，其主要区别是气门布置形式和数量、凸轮轴布置形式和驱动方式等。式和数量、凸轮轴布置形式和驱动方式等。顶置式四气门

10、发动机示意图顶置式四气门发动机示意图传统发动机采用每缸两气门，即一个传统发动机采用每缸两气门，即一个进气门和一个排气门的结构。现代轿进气门和一个排气门的结构。现代轿车为了进一步提高换气性能，提高充车为了进一步提高换气性能，提高充气效率，改善发动机动力性能，发动气效率，改善发动机动力性能，发动机上普遍采用每缸多气门结构。机上普遍采用每缸多气门结构。3.2.2 配气机构的分类2.按凸轮轴布置形式和驱动方式分类按凸轮轴布置形式和驱动方式分类（a）摇臂驱动）摇臂驱动 （b）摆臂驱动）摆臂驱动 （c）直接驱动）直接驱动凸轮轴上置式配气机构凸轮轴上置式配气机构（1）凸轮轴上置式配气机构气门开启的方法有三种

11、：气门开启的方法有三种：摇臂驱动摇臂驱动、摆臂驱动摆臂驱动和和凸轮轴直接驱动凸轮轴直接驱动。3.2.2 配气机构的分类2.按凸轮轴布置形式和驱动方式分类按凸轮轴布置形式和驱动方式分类（1）凸轮轴上置式配气机构摇臂驱动方式摇臂驱动方式必须在凸轮与气门杆之间布置摇臂，通过选择必须在凸轮与气门杆之间布置摇臂，通过选择摇臂两侧的长度比来改变气门升程的大小。气门升程较大的摇臂两侧的长度比来改变气门升程的大小。气门升程较大的发动机可以采用这种驱动方式。发动机可以采用这种驱动方式。摆臂驱动气门摆臂驱动气门的配气机构比摇臂驱动方式刚度更好，更有利的配气机构比摇臂驱动方式刚度更好，更有利于高速发动机，因此在轿车

12、发动机上的应用比较广泛。于高速发动机，因此在轿车发动机上的应用比较广泛。凸轮轴直接驱动凸轮轴直接驱动方式不使用摇臂之类的中间机构，由凸轮轴方式不使用摇臂之类的中间机构，由凸轮轴直接驱动气门。直接驱动气门。3.2.2 配气机构的分类2.按凸轮轴布置形式和驱动方式分类按凸轮轴布置形式和驱动方式分类（2）凸轮轴下置式配气机构凸轮轴下置式配气机构凸轮轴下置式配气机构的凸轮轴位于凸轮轴下置式配气机构的凸轮轴位于曲轴箱内，凸轮轴离曲轴近，可以简曲轴箱内，凸轮轴离曲轴近，可以简单地用一对齿轮传动。它仅用于转速单地用一对齿轮传动。它仅用于转速在在5000r/min5000r/min以下发动机中，国产轻、以下发

13、动机中，国产轻、中型汽车上广泛采用该形式中型汽车上广泛采用该形式。凸轮轴下置式配气机构凸轮轴下置式配气机构3.2.2 配气机构的分类2.按凸轮轴布置形式和驱动方式分类按凸轮轴布置形式和驱动方式分类（3）凸轮轴中置式配气机构凸轮轴中置式配气机构为了减小气门传动机构的往复运为了减小气门传动机构的往复运动质量，可将凸轮轴位置移到汽动质量，可将凸轮轴位置移到汽缸体的上部，由凸轮轴经过挺杆缸体的上部，由凸轮轴经过挺杆直接驱动摇臂而省去推杆，一般直接驱动摇臂而省去推杆，一般在发动机转速较高的汽车上运用在发动机转速较高的汽车上运用。凸轮轴中置式配气机构凸轮轴中置式配气机构3.2.2 配气机构的分类3.按曲轴

14、和配气凸轮轴的传动方式分类按曲轴和配气凸轮轴的传动方式分类凸轮轴由曲轴驱动，传动形式有凸轮轴由曲轴驱动，传动形式有齿轮传动式齿轮传动式、链条传动式链条传动式和和齿形皮带传动式齿形皮带传动式。凸轮轴的齿轮传动机构凸轮轴的齿轮传动机构凸轮轴链传动机构凸轮轴链传动机构同步齿形带传动机构同步齿形带传动机构目录1换气过程概述2配气机构总体构造3气门组构造与检修6综合实训4气门传动组构造与维修5可变气门正时技术与增压技术简介3.3.1 气门组的构造 气门组主要由气门组主要由气门气门、气门导管气门导管、气门座气门座和和气门弹簧座气门弹簧座及及锁片锁片等组成。它的作用等组成。它的作用是维持气门的关闭是维持气门

15、的关闭。气门组件气门组件3.3.1 气门组的构造气门由气门由头部头部和和杆部杆部两部分组成两部分组成。气门头部与气门座配合实现密封气缸的进、气门头部与气门座配合实现密封气缸的进、排气通道的作用，气门杆部则主要为气门排气通道的作用，气门杆部则主要为气门运动的导向。运动的导向。1.气门气门气门结构气门结构3.3.1 气门组的构造气门头部由气门头部由顶部顶部和和密封锥面密封锥面组成。气门顶部有组成。气门顶部有平顶平顶、喇叭形喇叭形和和球面形球面形三种。三种。1.气门气门气门头部形状气门头部形状（1）气门头部喇叭形顶部与杆部的过渡部分喇叭形顶部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可减小进具有一定的流线形

16、，可减小进气阻力，顶部受热面积较大，气阻力，顶部受热面积较大，多用于进气门多用于进气门。平顶气门具有平顶气门具有结构简单、制造容易，吸热面积较小、质量小等优点；球面顶气强度高，排气阻力小，废气清除效果好，适于做排气门。 气门密封锥面气门密封锥面指气门头部与气门座圈接触的工作面，指气门头部与气门座圈接触的工作面，是与气门杆部同一中心线的锥面，一般将这一锥面与是与气门杆部同一中心线的锥面，一般将这一锥面与气门顶部平面的夹角称为气门锥角，通常做成气门顶部平面的夹角称为气门锥角，通常做成3030和和4545。气门锥角的作用是。气门锥角的作用是 能提高密封性和导热性；能提高密封性和导热性； 气门落座时，

17、有自定位作用；气门落座时，有自定位作用； 避免气流拐弯过大而降低流速避免气流拐弯过大而降低流速； 能挤掉接触面的沉淀物，起自洁作用能挤掉接触面的沉淀物，起自洁作用。3.3.1 气门组的构造气门杆与气门导管配合，气门杆与气门导管配合，为为气门开启与关闭过程中的上气门开启与关闭过程中的上下运动导向下运动导向。1.气门气门（2）气门杆3.3.1 气门组的构造气门杆的尾部用以固气门杆的尾部用以固定气门弹簧座，其结定气门弹簧座，其结构随弹簧座的固定方构随弹簧座的固定方式不同而异。常见的式不同而异。常见的有有锥形锁片式锥形锁片式和和锁销锁销式式。1.气门气门（3）气门弹簧座的固定气门弹簧座的固定气门弹簧座

18、的固定3.3.1 气门组的构造发动机工作时有少量机油进入气门导管与气门之间的间隙，发动机工作时有少量机油进入气门导管与气门之间的间隙，起润滑作用起润滑作用。1.气门气门（4）气门油封气门气门油封油封3.3.1 气门组的构造气门导管应能气门导管应能起导向作用起导向作用，保证，保证气门作直线往复运动。同时气门气门作直线往复运动。同时气门导管还要导管还要起导热作用起导热作用，将气门头，将气门头部传给杆身的热量，通过气缸盖部传给杆身的热量，通过气缸盖传出去。传出去。2.气门导管气门导管气门气门导管导管3.3.1 气门组的构造气门座气门座与气门头部密封锥面配合密封气缸与气门头部密封锥面配合密封气缸，气门

19、头部的热量，气门头部的热量亦经过气门座外传。气门座可以在缸盖或缸体上直接镗出，亦经过气门座外传。气门座可以在缸盖或缸体上直接镗出，也可以采用镶嵌式结构。也可以采用镶嵌式结构。3.气门座气门座气门气门座座 气门座的锥角由三部分组成气门座的锥角由三部分组成。其中。其中4545（或（或3030）的锥）的锥面与气门密封锥面贴合，为面与气门密封锥面贴合，为保证有一定的座合压力，使保证有一定的座合压力，使密封可靠，同时又有一定的密封可靠，同时又有一定的散热面积，要求结合面的宽散热面积，要求结合面的宽度为度为1 13mm3mm；气门座的锥角气门座的锥角3.3.1 气门组的构造1515和和7575锥角是用来修

20、正工作锥面的宽度和上下位置锥角是用来修正工作锥面的宽度和上下位置的，以使其达到规定的要求。在安装气门前，还应采用的，以使其达到规定的要求。在安装气门前，还应采用与气门配对研磨的方法，以保证贴合得更紧密、可靠。与气门配对研磨的方法，以保证贴合得更紧密、可靠。3.3.1 气门组的构造气门弹簧的作用气门弹簧的作用在于保证气门回位。在于保证气门回位。在气门关闭时，保证气在气门关闭时，保证气门与气门座之间的密封；在气门开启时，保证气门不因运动门与气门座之间的密封；在气门开启时，保证气门不因运动时产生的惯性力而脱离凸轮。时产生的惯性力而脱离凸轮。4.气门弹簧气门弹簧气门气门弹簧弹簧3.3.2 气门组的检修

21、 气门的耗损主要有：气门工作面起槽、变宽，甚至烧蚀后气门的耗损主要有：气门工作面起槽、变宽，甚至烧蚀后出现斑点和凹陷，气门杆及尾端的磨损，气门杆的弯曲变出现斑点和凹陷，气门杆及尾端的磨损，气门杆的弯曲变形等。形等。1.气门的检修气门的检修（1）气门的检测）气门的检测检测气门损耗达到下列情形之一时，应予以修校或换新。检测气门损耗达到下列情形之一时，应予以修校或换新。1 1）轿车气门杆磨损量）轿车气门杆磨损量0.05mm0.05mm，载货汽车气门杆磨损量，载货汽车气门杆磨损量0.10mm0.10mm，或有明显的台阶形磨损。，或有明显的台阶形磨损。2 2）气门头圆柱面的厚度）气门头圆柱面的厚度1.0

22、mm1.0mm。 3 3）气门尾端的磨损量）气门尾端的磨损量0.5mm0.5mm。 4 4）气门杆直线度误差大于）气门杆直线度误差大于0.05mm0.05mm时，应予更换或校直，时，应予更换或校直，校直后的直线度误差不得大于校直后的直线度误差不得大于0.02mm0.02mm。 3.3.2 气门组的检修1.气门的检修气门的检修（1）气门的检测）气门的检测将气门架在检测台上，转动气门杆一圈，百分表的摆差即为将气门架在检测台上，转动气门杆一圈，百分表的摆差即为直线度误差直线度误差。气门杆直线度误差检测气门杆直线度误差检测3.3.2 气门组的检修1.气门的检修气门的检修（2）气门的修理）气门的修理气门

23、工作锥面起槽、变宽，甚至烧蚀后出现斑点和凹陷气门工作锥面起槽、变宽，甚至烧蚀后出现斑点和凹陷时，应在气门光磨机上进行光磨修理。时，应在气门光磨机上进行光磨修理。 气门的光磨工艺：气门的光磨工艺： 1 1）光磨前先检校气门杆使其符合要求。）光磨前先检校气门杆使其符合要求。 2 2）将气门杆紧固在光磨机夹架上，气门头部伸出长度约）将气门杆紧固在光磨机夹架上，气门头部伸出长度约40mm40mm，按气门工作锥面的角度调整夹架。，按气门工作锥面的角度调整夹架。 3 3）查看砂轮工作面是否平整。）查看砂轮工作面是否平整。 4 4）启动光磨机，检查确认气门夹持无偏斜时即可试磨。）启动光磨机，检查确认气门夹持

24、无偏斜时即可试磨。 5 5）光磨进刀时，冷却液要充足，并控制好横向进给速度）光磨进刀时，冷却液要充足，并控制好横向进给速度和纵向进刀量，直至磨损痕迹磨光为止。和纵向进刀量，直至磨损痕迹磨光为止。3.3.2 气门组的检修2.气门座的检修气门座的检修 气门座和气门一样，在发动机工作时承受交变载荷气门座和气门一样，在发动机工作时承受交变载荷的冲击，很容易产生塑性变形和磨损，尤其是排气门座还的冲击，很容易产生塑性变形和磨损，尤其是排气门座还承受着高温气流的冲刷腐蚀，常出现气门座氧化烧蚀斑点、承受着高温气流的冲刷腐蚀，常出现气门座氧化烧蚀斑点、工作面磨损变形变宽、工作面出现裂纹、气门座圈松动等工作面磨损

25、变形变宽、工作面出现裂纹、气门座圈松动等现象，导致气门密封不严，影响发动机正常工作。现象，导致气门密封不严，影响发动机正常工作。3.3.2 气门组的检修2.气门座的检修气门座的检修（1）气门座圈的铰配）气门座圈的铰配 气门座圈出现斑点、沟槽或变形、变宽时可用专用气气门座圈出现斑点、沟槽或变形、变宽时可用专用气门座绞刀进行修复。门座绞刀进行修复。气门座铰削气门座铰削3.3.2 气门组的检修2.气门座的检修气门座的检修（2）镶气门座圈）镶气门座圈 气门座经过多次铰削后，会使直径增大工作面下陷。气门座经过多次铰削后，会使直径增大工作面下陷。当气门在气门座上的下陷深度达到一定程度后，会改变燃当气门在气

26、门座上的下陷深度达到一定程度后，会改变燃烧室的形状和容积，从而改变了发动机的压缩比。当气门烧室的形状和容积，从而改变了发动机的压缩比。当气门顶平面相对座圈周围平面下陷顶平面相对座圈周围平面下陷2mm2mm或座圈有裂纹，应更换或座圈有裂纹，应更换新气门座圈。新气门座圈。3.3.2 气门组的检修2.气门座的检修气门座的检修（3）气门与气门座的研磨）气门与气门座的研磨 为提高气门与气门座的密为提高气门与气门座的密封性，光磨好的气门与气门座封性，光磨好的气门与气门座还须进行配对研磨。还须进行配对研磨。 气门与气门座的配对研磨的气门与气门座的配对研磨的方法有两种：一种是用机械研方法有两种：一种是用机械研

27、磨，一种是用手工研磨磨，一种是用手工研磨。气门座铰削气门座铰削3.3.2 气门组的检修3. 气门导管的检修气门导管的检修（1）检查气门导管与气门杆之间的配合间隙）检查气门导管与气门杆之间的配合间隙 将气缸盖倒置在工作台将气缸盖倒置在工作台上，将气门顶升至高出座口上，将气门顶升至高出座口约约10mm10mm左右，安装磁性百分左右，安装磁性百分表座，使百分表的触头触及表座，使百分表的触头触及气门头边缘，侧向推动气门气门头边缘，侧向推动气门头，同时观察百分表指针的头，同时观察百分表指针的摆动，其摆动量即为实测的摆动，其摆动量即为实测的近似间隙。近似间隙。气门杆与气门导管间隙的测量气门杆与气门导管间隙

28、的测量3.3.2 气门组的检修3. 气门导管的检修气门导管的检修（2）更换气门导管）更换气门导管 当气门导管磨损严重，当气门导管磨损严重，会使气门杆与气门导管的配合会使气门杆与气门导管的配合间隙超过限度，应予以更换。间隙超过限度，应予以更换。 铰削气门导管内孔铰削气门导管内孔3.3.2 气门组的检修4. 气门弹簧的检修气门弹簧的检修 气门弹簧出现断裂、歪斜以及弹力减弱现象时，应予气门弹簧出现断裂、歪斜以及弹力减弱现象时，应予以更换。气门弹簧的弹力在弹簧检验仪上进行测量。弹力以更换。气门弹簧的弹力在弹簧检验仪上进行测量。弹力小于原厂规定的小于原厂规定的1010时，应予以更换。无弹簧检验仪时，时，

29、应予以更换。无弹簧检验仪时，可用对比新旧弹簧的自由长度判断，自由长度差超过可用对比新旧弹簧的自由长度判断，自由长度差超过2mm2mm时，应予以更换。时，应予以更换。气门弹簧自由长度测量气门弹簧自由长度测量气门弹簧垂直度测量气门弹簧垂直度测量气门弹簧弹力测量气门弹簧弹力测量目录1换气过程概述2配气机构总体构造3气门组构造与检修6综合实训4气门传动组构造与维修5可变气门正时技术与增压技术简介3.4.1 气门传动组的构造 气门传动组包括气门传动组包括凸轮轴凸轮轴、挺柱挺柱、推杆推杆、摇臂摇臂、气门间隙调整螺钉气门间隙调整螺钉等。目前，许多发动机特别是等。目前，许多发动机特别是凸轮轴上置式发动机已没有

30、推杆、摇臂和气门间凸轮轴上置式发动机已没有推杆、摇臂和气门间隙调整螺钉等部件。隙调整螺钉等部件。气门传动组的构造气门传动组的构造3.4.1 气门传动组的构造1. 凸轮轴凸轮轴 凸轮轴的功用凸轮轴的功用是控制气门的开启和关闭是控制气门的开启和关闭，每一个进、，每一个进、排气门分别有相应的进气凸轮和排气凸轮。排气门分别有相应的进气凸轮和排气凸轮。 凸轮的形状影响气门的开闭时刻及高度，凸轮的排凸轮的形状影响气门的开闭时刻及高度，凸轮的排列影响气门的开闭时刻和工作顺序。列影响气门的开闭时刻和工作顺序。（1）凸轮轴的功用）凸轮轴的功用3.4.1 气门传动组的构造1. 凸轮轴凸轮轴 凸轮轴主要由凸轮轴主要

31、由凸轮凸轮和和轴颈轴颈组成，凸轮分为进气凸轮和组成，凸轮分为进气凸轮和排气凸轮两种，排气凸轮两种，用来驱动气门的开启与关闭用来驱动气门的开启与关闭。轴颈对凸轮。轴颈对凸轮轴起支承作用。轴起支承作用。（2）凸轮轴的结构凸轮轴的结构下置式凸轮轴的结构下置式凸轮轴的结构3.4.1 气门传动组的构造1. 凸轮轴凸轮轴 凸轮的轮廓凸轮的轮廓应保证气门应保证气门开启和关闭的持续时间符合开启和关闭的持续时间符合配气相位的要求配气相位的要求，且使气门，且使气门有合适的升程及运动规律。有合适的升程及运动规律。（3）凸轮的轮廓凸轮的轮廓凸轮形状示意图凸轮形状示意图3.4.1 气门传动组的构造1. 凸轮轴凸轮轴 凸

32、轮的数目由气缸的多少而定。通常每一气缸有两组凸轮的数目由气缸的多少而定。通常每一气缸有两组凸轮，分别用于进气和排气。各个凸轮相互间的位置，必凸轮，分别用于进气和排气。各个凸轮相互间的位置，必须与发动机所采用的工作次序相适应。在四缸发动机中，须与发动机所采用的工作次序相适应。在四缸发动机中，同名凸轮（进气或排气凸轮）间的位置相差同名凸轮（进气或排气凸轮）间的位置相差9090夹角，而夹角，而在六缸发动机中则相差在六缸发动机中则相差6060夹角。夹角。（4）凸轮的相对角位置凸轮的相对角位置3.4.1 气门传动组的构造1. 凸轮轴凸轮轴 为了防止凸轮轴轴向窜动，凸轮轴必须有轴向定位装为了防止凸轮轴轴向

33、窜动，凸轮轴必须有轴向定位装置。凸轮轴的前端，有轴承盖端面定位，止推板定位和止置。凸轮轴的前端，有轴承盖端面定位，止推板定位和止推螺钉定位等方式。推螺钉定位等方式。（5）凸轮轴的定位）凸轮轴的定位（a）轴承盖端面定位）轴承盖端面定位 （b）止推板定位）止推板定位 （c）止推螺钉定位）止推螺钉定位3.4.1 气门传动组的构造2. 挺柱挺柱 气门顶置式配气机构气门顶置式配气机构采用的挺柱有采用的挺柱有筒式筒式和和滚轮滚轮式式两种结构形式。两种结构形式。（1）普通挺柱）普通挺柱普通挺柱普通挺柱 挺柱的功用挺柱的功用是将凸轮的推力传给推杆（或气门杆），是将凸轮的推力传给推杆（或气门杆），并承受凸轮轴旋

34、转时所施加的侧向力并承受凸轮轴旋转时所施加的侧向力。3.4.1 气门传动组的构造2. 挺柱挺柱 液压挺柱由液压挺柱由挺柱体挺柱体、油缸油缸、柱塞柱塞、球形阀球形阀以及以及压力压力弹簧弹簧等组成。等组成。（2）液压挺柱）液压挺柱液压挺柱外形及结构图液压挺柱外形及结构图3.4.1 气门传动组的构造3. 摇臂摇臂 摇臂的作用是摇臂的作用是改变传力方向，同时利用两边臂的比改变传力方向，同时利用两边臂的比值（称摇臂比）来改变气门的升程值（称摇臂比）来改变气门的升程。摇臂摇臂3.4.1 气门传动组的构造3. 摇臂摇臂 摇臂组件包括摇臂组件包括青铜衬套青铜衬套或或滚针轴承滚针轴承、摇臂轴摇臂轴、摇臂摇臂轴支

35、座轴支座、弹簧弹簧。摇臂组摇臂组件件3.4.1 气门传动组的构造4. 推杆推杆推杆的作用是推杆的作用是将凸轮轴经过挺杆将凸轮轴经过挺杆传来的推力传递给摇臂传来的推力传递给摇臂。推杆有实心、空心两种，实心推推杆有实心、空心两种，实心推杆一般用中碳钢制成。杆一般用中碳钢制成。推杆推杆3.4.1 气门传动组的构造5. 气门间隙气门间隙 通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动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，以补偿零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙，以补偿气门等受热的膨胀量，该间隙称为气门间隙。气门等受热的膨胀量，该间隙称为气门间

36、隙。气门间隙气门间隙3.4.2 气门传动组的检修1. 凸轮轴的检修凸轮轴的检修 凸轮轴常见的损伤是凸轮轴的弯曲变形、凸轮轮廓磨凸轮轴常见的损伤是凸轮轴的弯曲变形、凸轮轮廓磨损、支承轴颈表面的磨损以及正时齿轮驱动件的耗损等。损、支承轴颈表面的磨损以及正时齿轮驱动件的耗损等。这些耗损会使气门的最大开度和发动机的充气系数降低，这些耗损会使气门的最大开度和发动机的充气系数降低，配气相位失准，并改变气门上下运动的速度特性，从而影配气相位失准，并改变气门上下运动的速度特性，从而影响发动机的动力性、经济性等。响发动机的动力性、经济性等。3.4.2 气门传动组的检修1. 凸轮轴的检修凸轮轴的检修 现代发动机的

37、配气凸轮均为组合线型，需在专用磨床现代发动机的配气凸轮均为组合线型，需在专用磨床上用靠模加工，凸轮修磨十分困难。当凸轮表面仅有轻微上用靠模加工，凸轮修磨十分困难。当凸轮表面仅有轻微烧蚀或凹槽时，可用砂条修磨，若凸轮表面磨损严重或最烧蚀或凹槽时，可用砂条修磨，若凸轮表面磨损严重或最大升程小于规定值时，应予以更换大升程小于规定值时，应予以更换。（1）凸轮表面的检修）凸轮表面的检修3.4.2 气门传动组的检修1. 凸轮轴的检修凸轮轴的检修 凸轮轴的弯曲变形是以凸轮轴中间轴颈对两端轴颈的凸轮轴的弯曲变形是以凸轮轴中间轴颈对两端轴颈的径向圆跳动误差来衡量。径向圆跳动误差来衡量。（2）凸轮轴弯曲变形的检修

38、）凸轮轴弯曲变形的检修凸轮轴弯曲变形的检测凸轮轴弯曲变形的检测3.4.2 气门传动组的检修1. 凸轮轴的检修凸轮轴的检修用千分尺测量凸轮轴轴颈的圆度误差和圆柱度误差。用千分尺测量凸轮轴轴颈的圆度误差和圆柱度误差。（3）凸轮轴轴颈的检修）凸轮轴轴颈的检修凸轮轴轴颈的圆度和圆柱度的检测凸轮轴轴颈的圆度和圆柱度的检测3.4.2 气门传动组的检修1. 凸轮轴的检修凸轮轴的检修 采用止推凸缘进行轴向定位的发动机采用止推凸缘进行轴向定位的发动机在检查轴向间隙时，用塞尺插入凸轮轴第在检查轴向间隙时，用塞尺插入凸轮轴第一道轴颈前端面与止推凸缘之间或正时齿一道轴颈前端面与止推凸缘之间或正时齿轮轮毂端面与止推凸缘

39、之间，塞尺的厚度轮轮毂端面与止推凸缘之间，塞尺的厚度值即为凸轮轴轴向间隙。一般为值即为凸轮轴轴向间隙。一般为0.10mm0.10mm，使用极限为使用极限为0.25mm0.25mm，如间隙不符合要求，如间隙不符合要求，可用增减止推凸缘的厚度来调整。可用增减止推凸缘的厚度来调整。（4）凸轮轴轴向间隙的检查与调整）凸轮轴轴向间隙的检查与调整凸轮轴轴向间隙的检查凸轮轴轴向间隙的检查3.4.2 气门传动组的检修2. 挺柱的检修挺柱的检修 普通挺柱多为由冷激铸铁材料制成的筒式挺柱。缺点：底面的冷激普通挺柱多为由冷激铸铁材料制成的筒式挺柱。缺点：底面的冷激层极易产生疲劳磨损；因挺柱运动的特殊性，加之润滑条件

40、较差或其他层极易产生疲劳磨损；因挺柱运动的特殊性，加之润滑条件较差或其他原因使挺柱运动阻滞，造成底部的不均匀磨损，导致挺柱底部对凸轮的原因使挺柱运动阻滞，造成底部的不均匀磨损，导致挺柱底部对凸轮的反磨效应加剧，在不长的行驶里程内使凸轮早期磨耗而报废。反磨效应加剧，在不长的行驶里程内使凸轮早期磨耗而报废。（1）普通挺柱的检修）普通挺柱的检修 挺柱底部损伤挺柱底部损伤3.4.2 气门传动组的检修2. 挺柱的检修挺柱的检修检修液压挺柱时，应注意：检修液压挺柱时，应注意： 1 1）液压挺柱与承孔的配合间隙一般为）液压挺柱与承孔的配合间隙一般为0.010.010.04mm0.04mm，使，使用极限为用极

41、限为0.10mm0.10mm。逾期后应更换液压挺柱。逾期后应更换液压挺柱。 2 2）发动机总成修理时，如气门出现开启高度不足时，一）发动机总成修理时，如气门出现开启高度不足时，一般应更换挺柱。更换挺柱后应检查挺柱与承孔的配合状况，般应更换挺柱。更换挺柱后应检查挺柱与承孔的配合状况，检查的方法是：用食指和拇指捏住挺柱，转动挺柱时应灵活检查的方法是：用食指和拇指捏住挺柱，转动挺柱时应灵活自如无阻滞，摆自如无阻滞，摆动挺柱应无旷量。动挺柱应无旷量。（2）液压挺柱的检修）液压挺柱的检修3.4.2 气门传动组的检修3. 气门摇臂与摇臂轴的检修气门摇臂与摇臂轴的检修1 1）外观检查摇臂和摇臂轴工作面）外观

42、检查摇臂和摇臂轴工作面有无磨损出的凹坑，若有必须修有无磨损出的凹坑，若有必须修磨或更换。磨或更换。2 2）检查摇臂和摇臂轴之间的磨损。）检查摇臂和摇臂轴之间的磨损。3 3）检查、疏通摇臂润滑油孔。）检查、疏通摇臂润滑油孔。4 4）检查调整螺钉螺纹是否完好。）检查调整螺钉螺纹是否完好。若损坏须更换。若损坏须更换。摇臂与摇臂轴配合间隙的检查摇臂与摇臂轴配合间隙的检查目录1换气过程概述2配气机构总体构造3气门组构造与检修6综合实训4气门传动组构造与维修5可变气门正时技术与增压技术简介3.5.1 可变气门正时技术1. 可变气门正时技术（可变气门正时技术（variable valve timing） 可

43、变气门正时的目的，是实现配气相位随发动机转速的可变气门正时的目的，是实现配气相位随发动机转速的不同而变化，使得高低转速下都能获得理想的进、排气效率，不同而变化，使得高低转速下都能获得理想的进、排气效率，这样可以降低油耗，减少排放和噪声。这样可以降低油耗，减少排放和噪声。 从配气机构的传动环节分析，只要从曲轴到气门中的某从配气机构的传动环节分析，只要从曲轴到气门中的某一个环节传动尺寸会随发动机转速的变化而变化，就可以实一个环节传动尺寸会随发动机转速的变化而变化，就可以实现配气正时随发动机转速的变化而变化，气门可变正时技术现配气正时随发动机转速的变化而变化，气门可变正时技术（VVTVVT技术）是基

44、于这个思路设计配气机构的。技术）是基于这个思路设计配气机构的。 常用的可变气门正时技术分为叶片式、螺旋齿轮式、链常用的可变气门正时技术分为叶片式、螺旋齿轮式、链条式和条式和VTECVTEC等几种。更复杂的等几种。更复杂的VVTVVT技术请参阅有关资料。技术请参阅有关资料。3.5.1 可变气门正时技术2. 叶片式可变气门正时系统叶片式可变气门正时系统 叶片式叶片式VVTVVT，发动机的正时皮带轮和，发动机的正时皮带轮和VVTVVT机构的外壳相机构的外壳相连，进气凸轮轴和叶片轴相连，叶片轴和连，进气凸轮轴和叶片轴相连，叶片轴和VVTVVT机构的外壳之机构的外壳之间可以做相对转动，改变进气凸轮轴和排

45、气凸轮轴的相对间可以做相对转动，改变进气凸轮轴和排气凸轮轴的相对位置，从而改变配气正时。位置，从而改变配气正时。叶片式叶片式VVT示意图示意图叶片式叶片式VVT工作原理工作原理3.5.1 可变气门正时技术3.螺旋齿轮式螺旋齿轮式VVT 螺旋齿轮式螺旋齿轮式VVTVVT发动机的进气凸轮轴和正时带之间有一发动机的进气凸轮轴和正时带之间有一个可以改变相对角度的个可以改变相对角度的VVTVVT带轮连接，带轮连接，VVTVVT带轮外侧和正时带轮外侧和正时皮带啮合，内侧则通过花键和可移动活塞连接，可移动活皮带啮合，内侧则通过花键和可移动活塞连接，可移动活塞通过内花键和带有螺旋花键的进气凸轮轴连接，活塞受塞

46、通过内花键和带有螺旋花键的进气凸轮轴连接，活塞受到液压系统的作用可以沿轴向运动，通过螺旋花键改变和到液压系统的作用可以沿轴向运动，通过螺旋花键改变和进气凸轮之间的相对角度，实现进气凸轮轴和正时齿轮之进气凸轮之间的相对角度，实现进气凸轮轴和正时齿轮之间的角度。间的角度。3.5.1 可变气门正时技术3.螺旋齿轮式螺旋齿轮式VVT螺旋齿轮式螺旋齿轮式VVT工作原理工作原理螺旋齿轮结构螺旋齿轮结构3.5.1 可变气门正时技术4.链条驱动式链条驱动式VVT链条驱动式链条驱动式VVT 链条驱动式链条驱动式VVTVVT技术是利用进排气技术是利用进排气凸轮轴之间驱动链条的节数改变来调凸轮轴之间驱动链条的节数改

47、变来调整进排气凸轮轴之间的相对角度，从整进排气凸轮轴之间的相对角度，从而改变进气配气相位的，液力机构驱而改变进气配气相位的，液力机构驱动的链条中间顶架可以上下移动，从动的链条中间顶架可以上下移动，从而改变了链条在链轮之间上下侧的分而改变了链条在链轮之间上下侧的分配节数，从而会使进气凸轮轴相对转配节数，从而会使进气凸轮轴相对转动一个角度。液力机构受动一个角度。液力机构受ECUECU控制的电控制的电磁阀的驱动，可以随转速的改变不断磁阀的驱动，可以随转速的改变不断变换参数。变换参数。3.5.1 可变气门正时技术5. i-VTEC技术技术本田本田i-VTEC原理图原理图 本田的本田的i-VTECi-V

48、TEC可变气门升程系统的结构和工作原理是利用第三根可变气门升程系统的结构和工作原理是利用第三根摇臂和第三个凸轮实现气门升程随发动机转速的变化。摇臂和第三个凸轮实现气门升程随发动机转速的变化。3.5.1 可变气门正时技术6. VVT技术综述技术综述 VVTVVT技术是机械系统向机电系统进化的一个缩影，其技术是机械系统向机电系统进化的一个缩影，其具体实现方式是多种多样的，但其原理可以概括为具体实现方式是多种多样的，但其原理可以概括为ECUECU根根据发动机转速控制电磁阀，电磁阀控制液压阀，实现液压据发动机转速控制电磁阀，电磁阀控制液压阀，实现液压活塞位置的改变，进而改变配气机构的相对位置，并由此活

49、塞位置的改变，进而改变配气机构的相对位置，并由此改变配气相位。改变配气相位。3.5.2 发动机增压系统 为了提高进气量，改善发动机高速工况下的燃烧为了提高进气量，改善发动机高速工况下的燃烧质量，降低污染物排放，可以考虑使用强制压进空气的质量，降低污染物排放，可以考虑使用强制压进空气的方式，让每次气门开启时间内进入燃烧室的空气增加，方式，让每次气门开启时间内进入燃烧室的空气增加，提高发动机工作能力，油耗降低，这就是增压（提高发动机工作能力，油耗降低，这就是增压（ChargeCharge）的基本目的。的基本目的。 在汽车发动机的增压系统中，最常用的有两种系统：在汽车发动机的增压系统中，最常用的有两

50、种系统：机械增压系统机械增压系统和和废气涡轮增压系统废气涡轮增压系统。3.5.2 发动机增压系统 机械增压器压缩机的驱动力来自发动机曲轴。一般都是利用皮带连机械增压器压缩机的驱动力来自发动机曲轴。一般都是利用皮带连接曲轴带轮，以接曲轴带轮，以曲轴带动增压器，达到增压目的曲轴带动增压器，达到增压目的。机械增压曾经出现过。机械增压曾经出现过许多种类型，现在常用的是许多种类型，现在常用的是叶片式叶片式(Vane)(Vane)和和鲁兹鲁兹(Roots)(Roots)式式两种。两种。1. 机械增压器机械增压器叶片式机械增压器叶片式机械增压器鲁兹式机械增压器鲁兹式机械增压器3.5.2 发动机增压系统 机械

51、增压器是机械增压器是消耗发动机的动力换消耗发动机的动力换得进气量的增加，增压效果越明显得进气量的增加，增压效果越明显，消，消耗的发动机功率会越多。为了充分利用耗的发动机功率会越多。为了充分利用发动机的废气的热能和机械能，人们设发动机的废气的热能和机械能，人们设计了废气涡轮增压器，从而大大提高了计了废气涡轮增压器，从而大大提高了发动机单位质量功率比，所以在大型柴发动机单位质量功率比，所以在大型柴油机和重型汽车发动机上被广泛应用，油机和重型汽车发动机上被广泛应用，现代轿车汽油机应用也越来越多。现代轿车汽油机应用也越来越多。2.废气涡轮增压器的结构及工作原理废气涡轮增压器的结构及工作原理废气涡轮增压

52、器结构图废气涡轮增压器结构图3.5.2 发动机增压系统 涡轮增压器主要有压气涡轮增压器主要有压气机和涡轮两部分组成。压气机和涡轮两部分组成。压气机部分主要包括单级离心式机部分主要包括单级离心式压气机、扩压器和压气机壳；压气机、扩压器和压气机壳；涡轮部分主要包括涡轮壳和涡轮部分主要包括涡轮壳和涡轮。涡轮。2.废气涡轮增压器的结构及工作原理废气涡轮增压器的结构及工作原理废气涡轮增压器解剖图废气涡轮增压器解剖图（1）废气涡轮增压器结构）废气涡轮增压器结构3.5.2 发动机增压系统 发动机排出的废气经过涡轮壳，发动机排出的废气经过涡轮壳，将废气的热能及压力能将废气的热能及压力能转变为动能转变为动能，并

53、以一定的方向流向涡轮叶片，推动其高速旋，并以一定的方向流向涡轮叶片，推动其高速旋转，带动同轴上的压气机叶轮以同样高速旋转产生虹吸作用，转，带动同轴上的压气机叶轮以同样高速旋转产生虹吸作用，新鲜空气经过空气滤清器被吸入压气机壳，经过扩压器使气新鲜空气经过空气滤清器被吸入压气机壳，经过扩压器使气流的密度增加，进气压力提高，进气量增加，以实现发动机流的密度增加，进气压力提高，进气量增加，以实现发动机功率提高和降低油耗的目的。功率提高和降低油耗的目的。2.废气涡轮增压器的结构及工作原理废气涡轮增压器的结构及工作原理 （2）废气涡轮增压器工作原理）废气涡轮增压器工作原理3.5.2 发动机增压系统 在低转

54、速时，因废气排放还不足以推动涡轮叶轮，不但没有增压的在低转速时，因废气排放还不足以推动涡轮叶轮，不但没有增压的效果，反而造成排气的阻碍（因此容易造成低扭的损失）。因此必须等效果，反而造成排气的阻碍（因此容易造成低扭的损失）。因此必须等到一定转速后，才会推动压气机叶片运转进行增压，这是涡轮迟滞现象。到一定转速后，才会推动压气机叶片运转进行增压，这是涡轮迟滞现象。2.废气涡轮增压器的结构及工作原理废气涡轮增压器的结构及工作原理 （2）废气涡轮增压器工作原理）废气涡轮增压器工作原理废气涡轮增压器废气涡轮增压器发动机的结构图发动机的结构图3.5.2 发动机增压系统 发动机增压以后，做功能力会上升发动机

55、增压以后，做功能力会上升 。增压发动机的热负荷和机械负荷比同排量增压发动机的热负荷和机械负荷比同排量的自然吸气式发动机要高发动机的使用寿的自然吸气式发动机要高发动机的使用寿命会缩短。命会缩短。 涡轮增压发动机低速运行时出现燃烧涡轮增压发动机低速运行时出现燃烧不完善，会有更多的碳烟生成。不完善，会有更多的碳烟生成。 废气涡轮增压器降低了废气的温度，废气涡轮增压器降低了废气的温度，对三元催化装置的工作会产生一定影响。对三元催化装置的工作会产生一定影响。3.汽油机增压器的运用汽油机增压器的运用大众大众TSI双增压发动机双增压发动机目录1换气过程概述2配气机构总体构造3气门组构造与检修6综合实训4气门

56、传动组构造与维修5可变气门正时技术与增压技术简介3.6.1气门组的拆装与检修1. 实训目标实训目标（1 1）熟悉发动机气门组的组成、功用与结构；）熟悉发动机气门组的组成、功用与结构；（2 2）掌握气门组拆装工艺；气门弯曲变形及磨）掌握气门组拆装工艺；气门弯曲变形及磨损的检验方法及主要技术要求；损的检验方法及主要技术要求；（3 3）掌握气门座圈的铰削、研磨工艺以及气门）掌握气门座圈的铰削、研磨工艺以及气门与座圈的密封性检查；与座圈的密封性检查；（4 4）掌握工具、量具、设备的使用方法，文明）掌握工具、量具、设备的使用方法，文明操作，安全生产。操作，安全生产。3.6.1气门组的拆装与检修2. 实训设备实训设备（1 1）桑塔纳轿车）桑塔纳轿车AJRAJR型发动机若干台，拆装工作台、型发动机若干台，拆装工作台、零件架；具有完整配气机构