第三章 配气机构的构造与维修
第一节 配气机构的构造
作用,按发动机每一气缸内所进行的工作循环或发火次序
的要求，顶事开启和关闭个气缸的进、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。
对配气机构的要求,减小进气和排气的阻力；使进气和排
气都尽可能充分和完善。
例：
桑塔纳发动机
配气机构
一, 气门式配气机构的布置与传动
1,组成,由气门组和气门传动组组成 。
2,分类：
按气门布置的形式：气门顶置, 气门侧置
按凸轮轴布置的形式：下置, 中置, 上置
按凸轮轴传动的形式：齿轮传动, 链传动, 齿形带传动
按每缸气门数及其排列方式：二气门, 三气门, 四气门, 五气
门
气门间隙,是指气门组与气门传动组之间所留有的适当的间隙。
(一 )气门布置的型式
有气门顶置、气门侧置
两种
气门顶置式应用最为广泛
（本图为气门顶置式配气机构）
（二）凸轮轴布置
的型式
有凸轮轴下置、中置、
上置三种。
（本图为凸轮轴中置式）
本图
为凸
置式
的配
气机
构
（三）凸轮轴传动的方式
齿轮传动、链传动、齿形带传动
发动机配气机构传动布置图
凸轮轴直接驱动气门的发动机
汽油机凸轮轴的链传动装置
一汽奥迪 100轿车齿形带传动
（四）每缸气门数及其排列方式
多气门机构布置对比
五气门发动机燃烧室断面和气门布置
每缸四气门的布置及其驱动
二、配气相位
1,配气相位：
用曲轴转角表示的进、排气门的实际开闭时刻和开启的持续
时间。
配气相位图：用曲轴转角的环形图来表示的配气相位 。
2,配气相位对发动机工作的影响,
影响发动机的动力性, 功率 。
配气相位对发动机工作的要求：延长进, 排气时间 。 进气门
早开晚关, 排气门早开晚关 。
3,配气相位角：
① 进气提前角,α 一般为,10o-30o
② 进气迟后角,β 一般为,40o-80o
③ 进气持续角, 进气门开启持续时间的曲轴转角 。
180o+α+β
④ 排气提前角,γ 一般为,40o-80o
⑤ 排气迟后角,δ 一般为,10o-30o
⑥ 排气持续角,排气门开启持续时间的曲轴转角 。 180o+γ+δ
⑦ 气门重叠,在某一时间内, 进气门, 排气门同时开启的现象 。
⑧ 气门重叠角,α+δ
气门重叠时的曲轴转角。
配气相位 表示法
配气相位图
三、配气机构的零件和
组件
（ 一 ）, 气门组
组成,气门, 气门座, 气门导管,
气门弹簧, 气门弹簧座及锁片 。
要求,①气门头部与气门座贴合
严密；②气门导管与气门杆上
下运动有良好的导向；③气门
弹簧的两端面与气门杆的中心
线相垂直；④气门弹簧的弹力
足以克服气门及其传动件的运
动惯性。
1,气门
组成：头部和杆部 。
功用,头部是用来密封气缸的进, 排气通道；杆部是用来为气门
的运动导向 。
工作条件,受高温, 气体压力, 气门弹簧力以及传动零件惯性力
的作用 。
材料,进气门：中碳合金钢、耐热合金钢；
排气门：耐热合金钢；
形状、结构,气门头顶面：平顶、球面顶、喇叭顶。
平顶：机构简单, 制造方便 。 目前使用最多 。
球面顶：强度高, 排气阻力小, 废气的清除效果好 。 用于排气门 。
喇叭顶：进气阻力小、顶部受热面积大。用于进气门 。
气门头部的机构型式
气门锥角,气门头部与气门座接触的平面，和气门顶平面的夹
角。一般为 45。
气门头部与气门座之间的密封锥面在装配前，必须相互研磨，
以保证良好的配合。
2,气门座：
一般 在气缸盖上直接镗出 。
功用,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 。
工作条件,高温, 磨损严重 。
类型,直接镗出 （ 进气门座 ）, 镶嵌式 （ 排气门和铝合
金发动机的进, 排气门座 ） 。
气门杆部,锁片式、锁销式。
3,气门导管
功用,导向作用, 导热作
用 。
工作条件,高温, 磨损严
重 。
材料,灰铸铁, 球墨铸铁
或铁基粉末冶金材料 。
气门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。并用卡环定位。
4,气门弹簧
功用,克服在气门关闭过程中气门及传动件的惯
性力, 保证气门及时落座并紧紧贴合 。
形状,圆柱形螺旋弹簧 。
材料,高碳锰钢, 硌钒钢 。
防止共振, ① 提高气门弹簧的刚度； ② 采用不等
螺距的圆柱弹簧； ③ 采用双气门弹簧 。
气门旋转机构,低摩擦型自由旋转机构；强制旋
转机构 。
气门弹簧
气门旋转机构
（ 二 ）, 气门传动组
组成,凸轮轴, 正时齿轮, 挺柱, 导管, 推杆, 摇臂及摇臂轴 。
功用,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。
1、凸轮轴
组成,个缸的进, 排气门凸轮及驱动汽油泵的偏心轮, 驱动配
电盘的齿轮 。
功用,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 。
材料,优质钢模锻, 合金铸铁, 球墨铸铁 。
同一气缸的进排气凸轮的相对转角位置是与既定的配气相位相
适应的。
四缸四冲程汽油机凸轮轴
六缸四冲程汽油机凸轮轴
驱动,用曲轴通过一对正时齿轮驱动。在装配曲轴与
凸轮轴时必须将正时记号对正。
定位,轴向定位装置。
2,挺柱
功用,将凸轮的推力传给
推杆或气门, 并承受凸
轮轴旋转时所施加的侧
向力 。
结构形式,筒式, 滚轮式 。
材料,镍硌合金、冷激合
金铸铁。
可拆式挺柱导向体
3,液力挺柱
组成,挺柱体, 卡簧, 球座, 柱塞, 单向阀架, 柱塞弹簧, 单向
阀碟形弹簧等 。
工作原理,①当凸轮转到工作面使挺柱上推时，挺柱想一个刚体
一样推动气门开启；②当凸轮转到非工作面，解除了对推杆的
推力，向挺杆体腔内油压降低。③若气门、推杆受热膨胀，挺
柱回落后向挺柱体腔内的补油过程便会减少补油量或使挺柱体
腔内的油液从柱塞与挺柱体间隙中泄漏一部分。
特点：
可消除配气机构中间隙，减小个零件的冲击载荷和噪声，同时凸
轮轮廓可设计得比较陡些，使气门开启和关闭更快，以减少进
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。
液力挺柱
一汽奥迪发动机液力挺柱
4,推杆
功用,将从凸轮轴经
过挺柱传来的推力
传给摇臂 。
材料,硬铝, 钢 。
结构,实心推杆, 硬
铝棒, 钢管 。
5,摇臂
功用,将推杆和凸
轮传来的力改变
方向, 作用到气
门杆以推开气门 。
工作过程,实际是
一个双臂杠杆。
摇臂支架
无噪声摇臂 （ 1）
无噪声摇臂（ 2）
四, 气缸数自动可变化机构简介
发动机通过一个电脑控制的电子机械结构，
根据汽车的行驶状况，改变发动机的排
气量，使选定气缸的气门停止工作，达
到工作的气缸数自动变化的目的。
1、结构
组成,由气门配气结构；
气门选择器组成。
气门配气机构
气门选择器
2,工作原理：
第一节 配气机构的构造
作用,按发动机每一气缸内所进行的工作循环或发火次序
的要求，顶事开启和关闭个气缸的进、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。
对配气机构的要求,减小进气和排气的阻力；使进气和排
气都尽可能充分和完善。
例：
桑塔纳发动机
配气机构
一, 气门式配气机构的布置与传动
1,组成,由气门组和气门传动组组成 。
2,分类：
按气门布置的形式：气门顶置, 气门侧置
按凸轮轴布置的形式：下置, 中置, 上置
按凸轮轴传动的形式：齿轮传动, 链传动, 齿形带传动
按每缸气门数及其排列方式：二气门, 三气门, 四气门, 五气
门
气门间隙,是指气门组与气门传动组之间所留有的适当的间隙。
(一 )气门布置的型式
有气门顶置、气门侧置
两种
气门顶置式应用最为广泛
（本图为气门顶置式配气机构）
（二）凸轮轴布置
的型式
有凸轮轴下置、中置、
上置三种。
（本图为凸轮轴中置式）
本图
为凸
置式
的配
气机
构
（三）凸轮轴传动的方式
齿轮传动、链传动、齿形带传动
发动机配气机构传动布置图
凸轮轴直接驱动气门的发动机
汽油机凸轮轴的链传动装置
一汽奥迪 100轿车齿形带传动
（四）每缸气门数及其排列方式
多气门机构布置对比
五气门发动机燃烧室断面和气门布置
每缸四气门的布置及其驱动
二、配气相位
1,配气相位：
用曲轴转角表示的进、排气门的实际开闭时刻和开启的持续
时间。
配气相位图：用曲轴转角的环形图来表示的配气相位 。
2,配气相位对发动机工作的影响,
影响发动机的动力性, 功率 。
配气相位对发动机工作的要求：延长进, 排气时间 。 进气门
早开晚关, 排气门早开晚关 。
3,配气相位角：
① 进气提前角,α 一般为,10o-30o
② 进气迟后角,β 一般为,40o-80o
③ 进气持续角, 进气门开启持续时间的曲轴转角 。
180o+α+β
④ 排气提前角,γ 一般为,40o-80o
⑤ 排气迟后角,δ 一般为,10o-30o
⑥ 排气持续角,排气门开启持续时间的曲轴转角 。 180o+γ+δ
⑦ 气门重叠,在某一时间内, 进气门, 排气门同时开启的现象 。
⑧ 气门重叠角,α+δ
气门重叠时的曲轴转角。
配气相位 表示法
配气相位图
三、配气机构的零件和
组件
（ 一 ）, 气门组
组成,气门, 气门座, 气门导管,
气门弹簧, 气门弹簧座及锁片 。
要求,①气门头部与气门座贴合
严密；②气门导管与气门杆上
下运动有良好的导向；③气门
弹簧的两端面与气门杆的中心
线相垂直；④气门弹簧的弹力
足以克服气门及其传动件的运
动惯性。
1,气门
组成：头部和杆部 。
功用,头部是用来密封气缸的进, 排气通道；杆部是用来为气门
的运动导向 。
工作条件,受高温, 气体压力, 气门弹簧力以及传动零件惯性力
的作用 。
材料,进气门：中碳合金钢、耐热合金钢；
排气门：耐热合金钢；
形状、结构,气门头顶面：平顶、球面顶、喇叭顶。
平顶：机构简单, 制造方便 。 目前使用最多 。
球面顶：强度高, 排气阻力小, 废气的清除效果好 。 用于排气门 。
喇叭顶：进气阻力小、顶部受热面积大。用于进气门 。
气门头部的机构型式
气门锥角,气门头部与气门座接触的平面，和气门顶平面的夹
角。一般为 45。
气门头部与气门座之间的密封锥面在装配前，必须相互研磨，
以保证良好的配合。
2,气门座：
一般 在气缸盖上直接镗出 。
功用,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 。
工作条件,高温, 磨损严重 。
类型,直接镗出 （ 进气门座 ）, 镶嵌式 （ 排气门和铝合
金发动机的进, 排气门座 ） 。
气门杆部,锁片式、锁销式。
3,气门导管
功用,导向作用, 导热作
用 。
工作条件,高温, 磨损严
重 。
材料,灰铸铁, 球墨铸铁
或铁基粉末冶金材料 。
气门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。并用卡环定位。
4,气门弹簧
功用,克服在气门关闭过程中气门及传动件的惯
性力, 保证气门及时落座并紧紧贴合 。
形状,圆柱形螺旋弹簧 。
材料,高碳锰钢, 硌钒钢 。
防止共振, ① 提高气门弹簧的刚度； ② 采用不等
螺距的圆柱弹簧； ③ 采用双气门弹簧 。
气门旋转机构,低摩擦型自由旋转机构；强制旋
转机构 。
气门弹簧
气门旋转机构
（ 二 ）, 气门传动组
组成,凸轮轴, 正时齿轮, 挺柱, 导管, 推杆, 摇臂及摇臂轴 。
功用,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。
1、凸轮轴
组成,个缸的进, 排气门凸轮及驱动汽油泵的偏心轮, 驱动配
电盘的齿轮 。
功用,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 。
材料,优质钢模锻, 合金铸铁, 球墨铸铁 。
同一气缸的进排气凸轮的相对转角位置是与既定的配气相位相
适应的。
四缸四冲程汽油机凸轮轴
六缸四冲程汽油机凸轮轴
驱动,用曲轴通过一对正时齿轮驱动。在装配曲轴与
凸轮轴时必须将正时记号对正。
定位,轴向定位装置。
2,挺柱
功用,将凸轮的推力传给
推杆或气门, 并承受凸
轮轴旋转时所施加的侧
向力 。
结构形式,筒式, 滚轮式 。
材料,镍硌合金、冷激合
金铸铁。
可拆式挺柱导向体
3,液力挺柱
组成,挺柱体, 卡簧, 球座, 柱塞, 单向阀架, 柱塞弹簧, 单向
阀碟形弹簧等 。
工作原理,①当凸轮转到工作面使挺柱上推时，挺柱想一个刚体
一样推动气门开启；②当凸轮转到非工作面，解除了对推杆的
推力，向挺杆体腔内油压降低。③若气门、推杆受热膨胀，挺
柱回落后向挺柱体腔内的补油过程便会减少补油量或使挺柱体
腔内的油液从柱塞与挺柱体间隙中泄漏一部分。
特点：
可消除配气机构中间隙，减小个零件的冲击载荷和噪声，同时凸
轮轮廓可设计得比较陡些，使气门开启和关闭更快，以减少进
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。
液力挺柱
一汽奥迪发动机液力挺柱
4,推杆
功用,将从凸轮轴经
过挺柱传来的推力
传给摇臂 。
材料,硬铝, 钢 。
结构,实心推杆, 硬
铝棒, 钢管 。
5,摇臂
功用,将推杆和凸
轮传来的力改变
方向, 作用到气
门杆以推开气门 。
工作过程,实际是
一个双臂杠杆。
摇臂支架
无噪声摇臂 （ 1）
无噪声摇臂（ 2）
四, 气缸数自动可变化机构简介
发动机通过一个电脑控制的电子机械结构，
根据汽车的行驶状况，改变发动机的排
气量，使选定气缸的气门停止工作，达
到工作的气缸数自动变化的目的。
1、结构
组成,由气门配气结构；
气门选择器组成。
气门配气机构
气门选择器
2,工作原理：
