学习目标熟悉配气机构的功用与组成熟悉配气机构各组成零件的结构特点能够对配气机构各零件进行正确的检修学会正确使用工具对配气机构进行正确拆装学会正确调整气门间隙模块三 配气机构的构造与检修项目一 配气机构的认识一、基本知识1．配气机构的功用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在进气系统进口状态下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/Mo 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 充气系数大，表明充入的混合气质量多，燃烧后发出热量多，发动机功率亦大但由于进气系统的阻力及缸内残余等诸多因素的影响，充气系数ηv是小1的2．配气机构的形式气门顶置式气门侧置式按节气门布置形式齿轮传动式链条传动式齿带传动式按凸轮轴和凸轮轴的传动形式二气门式四气门式五气门式按每缸气门数目无摇臂总成、一列气门式单摇臂轴，两列气门式双摇臂轴、两列气门式浮动摇臂、一列气门式单顶置凸轮轴式双顶置凸轮轴式凸轮轴上置式凸轮轴中置式凸轮轴下置式按凸轮轴布置位置配气机构凸轮式配气机构由气门组和气门传动组组成。
配气机构可以从不同角度分类1）凸轮轴上置式凸轮轴上置式（凸轮轴位于缸盖上）配气机构示意图如图3.1所示 这种结构中，凸轮轴直接驱动摇臂或气门，不仅省去了挺柱和推杆，而且使往复运动质量大为减小，因此适用于高速发动机但正时传动机构更为复杂，且拆装缸盖也较困难由于凸轮轴离曲轴较远，一般都采用链传动或带传动一汽奥迪100型、一汽大众捷达和上海桑塔纳等轿车的配气机构均采用此种结构凸轮轴顶置式配气机构根据凸轮轴数通常分为单顶置凸轮轴式和双顶置凸轮轴式两种①单顶置凸轮轴式配气机构 单顶置凸轮轴式配气机构有很多的布置形式，但都是用一根安装在气缸盖上的凸轮轴，通过挺杆直接（无摇臂总成）或间接（有摇臂总成）驱动所有气缸的进气门或排气门1)单顶置凸轮轴、无摇臂总成、一列气门式配气机构示意图，如图3.2所示凸轮轴通过液力挺杆直接驱动气门开启，气门传动组不但没有推杆，也取消了摇臂总成，使配气机构更简单，这种结构形式在轿车发动机上应用越来越广泛1—曲轴正时带轮 2 —中间轴正时带轮 3—正时带 4—凸轮轴正时带轮 5—凸轮轴 6—液力挺杆 7—气门弹簧 8—气门图3.2 单顶置凸轮轴、无摇臂总成、一列气门式配气机构示意图捷达（AMQ）轿车单顶置凸轮轴、无摇臂总成、一列气门式配气机构组成如图3.3所示。
1—凸轮轴轴承盖 2—螺母 3—凸轮轴 4—液力挺杆 5—气门锁块 6—气门弹簧上座 7—气门弹簧 8—气门杆油封 9—气门导管 10—油封 11—缸盖 12—气门图3.3 捷达（AMQ）轿车配气机构组成2)单顶置凸轮轴、单摇臂轴、两列气门式配气机构示意图，如图3.4所示图3.4 单顶置凸轮轴、单摇臂轴、两列气门式配气机构示意图1—摇臂 2—摇臂轴 3—气门弹簧 4—气门间隙调整螺钉5—锁止螺母 6—气门 7—凸轮轴 8—气门间隙图3.5 单顶凸轮轴、双摇臂轴、两列气门式配气机构示意图1—排气门 2—排气摇臂 3—凸轮轴 4—进气摇臂 5—进气门3)单顶置凸轮轴、双摇臂轴、两列气门式配气机构有些发动机的配气机构，进、排气门与排成两列，但采用单顶置凸轮、双摇臂轴、两列气门式配气机构，示意图如图3.5所示4)单顶置凸轮轴、浮动摇臂、一列气门式配气机构示意图，如图3.6所示1—排气门 2—进气门 3—进气凸轮轴 4—排气凸轮轴 5—正时齿形带图3.7 双顶置凸轮轴配气机构示意图1—气门 2—摇臂 3—滚动轴承 4—凸轮轴 5—液力挺杆图3.6 单顶置凸轮轴、浮动摇臂、一列气门式配气机构示意图②双顶置凸轮轴配气机构 双顶置凸轮轴配气机构示意图，如图3.7所示。
双顶置凸轮轴配气机构的特点是用两根凸轮轴分别驱动排成两列的进气门和排气门，此结构形式多用在多气门发动机上与单顶置凸轮轴式配气机构类似，可通过凸轮轴直接驱动气门，也可通过摇臂间接驱动气门奥迪A6、帕萨特B5和捷达（AHP）等轿车均采用这种形式的配气机构，组成如图3.8所示1、4、15、17—螺栓 2—进气凸轮轴 3—驱动链 5—o形圈 6—凸轮轴正时调节阀门 7—螺钉 8—凸轮轴正时调节器 9—密封垫 10—气缸盖 11—气门 12、20—油封 13—挡圈 14—垫圈 16—霍尔传感器 18—凸轮轴同步齿形带轮螺栓 19—凸轮轴同步齿形带轮 21—气门导管 22—气门油封 23—气门弹簧 24—气门弹簧上座 25—气门锁片 26—桶形液力挺杆 27—进气凸轮轴轴承盖 28—双轴承盖29—排气凸轮轴轴承盖 30—排气凸轮轴图3.8 奥迪A6、帕萨特B5和捷达（AHP）等轿车的配气机构组成（2）凸轮轴中置式凸轮轴中置式配气机构的凸轮轴安装在气缸体上部的气缸一侧，配气机构示意图如图3.9所示1—正时链罩 2—正时链和链轮 3—凸轮轴止推缘 4—气缸罩 5—摇臂轴总成 6—推杆 7—液力挺杆 8—凸轮轴 9—链减振器 10—链张紧装置图3.9 凸轮轴中置式配气机构示意图图3.10 凸轮轴中置式配气机构组成凸轮轴中置式配气机构推杆长度较短，甚至有些发动机省去了推杆，而由凸轮轴经过挺杆直接驱动摇臂，减小了气门传动机构的往复运动质量。
中置凸轮轴距曲轴较远，一般采用链传动或带传动，有的也采用齿轮传动凸轮轴中置式配气机构组成如图3.10所示3）凸轮轴下置式凸轮轴下置式配气机构如图3.11所示其特点是凸轮轴装在气缸下部的曲轴箱内，位置与曲轴靠近，用一对分别安装在凸轮轴和曲轴前端的正时齿轮驱动，传动装置比较简单，润滑比较方便；但凸轮轴远离气门，需用较长的推杆来传动3.曲轴与凸轮轴的传动方式现代汽车发动机一般采用顶置气门式配气门机构，即气门安装在燃烧室的顶部每个气缸一般安装2～5个气门，气门一般沿发动机纵向排成一列或两列，凸轮轴的驱动方式有齿轮传动、链传动和带传动1）齿轮传动 凸轮轴下置的配气机构大多采用齿轮传动，为了啮合平稳，减小噪声，正时齿轮多采用斜齿轮在中、小功率发动机上，曲轴正时齿轮用钢来制造，而凸轮轴正时齿轮遇铸铁或夹布胶木制造，以减小噪声四冲程发动机每完成一个工和循环，曲轴旋转两周，各缸进排气门各开启一次此时，凸轮轴只旋转一周，因此曲轴与凸轮轴的传动比为2：1，如图3.12所示凸轮轴中置的配气机构往往采用带传动或齿轮传动因为凸轮轴距曲轴较远，若用一对齿轮传动，齿轮的直径就会过大，使发动机过宽及齿轮的圆周速度过大，在这种情况下，一般要在中间加一个齿轮（惰轮）。
若用带传动，为了防止带打滑偏离，一般使用带槽的带2）链条与链轮传动 链条与链轮传动特别适用于凸轮上置的配气机构如图3.13所示1—气缸盖 2—气门导管 3—气门 4—气门主弹簧5—气门副弹簧 6—气门弹簧 7—锁片8—气门室罩9—摇臂轴 10—摇臂11—锁紧螺母 12—调整螺钉13—推杆 14—挺杆15—凸轮轴图3.11 凸轮轴下置式配气机构1—曲轴正时齿轮 2—凸轮轴正时齿轮图3.12 齿轮传动 a) 单列链 b) 双列链图3.13 链条与链轮传动（a） （b）链传动装置的布置如图3.14所示为使工作时链条具有一定的张力而不致脱链，装有导链板14，张紧轮装置2、11等为了使链条调整方便，有的发动机使用一根链条传动链传动的主要问题是其工作可靠性和耐久性不如齿轮传动其传动性能在很大程度上取决于链条的制造质量3）同步齿形带传动 近年来在高速汽车发动机上还广泛采用同步齿形带来代替传动链这种同步齿形带用氯丁橡胶制成，减少结构质量与降低成本都有很大好处奥迪100轿车用的同步齿形带传动如图3.15所示。
4.气配机构的组成发动机配气机构的基本组成可分为两部分：气门组和气门传动组1）凸轮轴下置式配气机构的组成凸轮轴下置式配气机构的组成如图3.16所示1—凸轮轴链轮 2—上链条张紧轮 3—张紧轮导向套筒4—压紧弹簧 5—锁紧螺母 6—张紧力调整螺钉7—张紧轮导向销 8—导向销锁紧螺母 9—上链条10—下链条 11—下链条张紧轮 12—曲轴链轮13—中间链轮 14—导链板图3.14 链条传动装置的布置123451—曲轴正时带轮 2—正时同步齿形带3—凸轮轴正时带轮 4—张紧轮5—中间轴正时带轮图3.15 奥迪100轿车用的同步齿形带传动①气门组的组成 气门组的组成与配气机构的形式基本无关而大致相同，主要零件包括气门11、气门座15、气门导管14、气门弹簧13和气门锁片9等②气门传动组组成 气门传动组的组成包括驱动气门动作的所有零件，其组成视配气机构的形式不同而导，主要零件包括正时齿轮（或正时链轮和链、或正时带轮和传动带）、凸轮轴2、气门挺杆3、推杆4、摇臂轴6和摇臂8等2）凸轮轴上置式配气机构的组成凸轮轴置于气缸盖上的配气机构为凸轮轴上置式配气机构(OHC)其主要优点是运动件少，传动链短，整个机构的刚度大，适合于高速发动机。
由于气门排列和气门驱动形式的不同，气门驱动有不同的形式：摇臂驱动、摆臂驱动和直接驱动三种类型① 摇臂驱动、单凸轮轴上置式配气机构1—进气门 2—排气门 3—摇臂 4—摇臂轴 5—凸轮轴 6—液力挺柱图3.17 摇臂驱动、单凸轮轴上置式配气机构凸轮轴推动液力挺柱，液力挺柱推动摇臂，摇臂再驱动气门；或凸轮轴直接驱动摇臂，摇臂驱动气门，如图3.17所示② 摆臂驱动、凸轮轴上置式配气机构如图3.18所示，刚度较摇臂驱动式更好，更有利于高速发动机，因此在轿车发动机上的应用比较广泛如CA488 3、SH680Q、克莱斯勒A452、奔驰QM615、奔驰M115等发动机均为单上置。