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第三章
配气机构
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第一节 概述
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一、功用：
按照发动机各缸工作过程的
需要，定时地开启和关闭进、排
气门，使新鲜可燃混合气 (汽油
机 )或空气 (柴油机 )及时进入气缸，
废气及时排出气缸。
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二、类型：
根据凸轮轴的位置分为
下置式,
中置式
上置式 。
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(一 )下置凸轮轴式
1、结构特点
（ 1）凸轮轴装在曲轴箱内，而摇臂轴装在气缸盖
上，两者相距较远，推杆较长。
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（ 2）凸轮轴距曲轴较近，两者之间
采用正时齿轮传动。
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2,组成：
气门驱动组
气门组
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气门驱动组
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。
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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。
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3、工作过程
（ 1） 气门打开：曲
轴通过正时齿轮驱
动凸轮轴旋转, 凸
轮轴上的凸起部分
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, 同时气门弹簧
进一步压缩 。
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（ 2）气门关闭：
当凸轮的凸起部分
的顶点转过挺柱以
后，在气门弹簧张
力的作用下，气门
开度逐渐减小，直
至最后关闭。
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（二）中置凸轮
轴式配气机构
其结构特点为
1,凸轮轴位于
气缸体的上部
2,推杆较短,
运动惯性小 。
3,也可省去推
杆, 而由挺柱直
接驱动摇臂 。
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(三 ) 凸轮轴上置式配
气机构
其结构特点为
1,凸轮轴位于气缸
盖上 。
2,凸轮轴直接通过
摇臂来驱动气门, 没
有挺柱和推杆, 使往
复运动惯量大大减小,
因此它适用于高速发
动机 。
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三、气门间隙
1,定义
气 门 完 全
关闭时, 气门
杆尾端与气门
驱动组零件之
间的间隙 。
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2,必要性：如果气门
及其传动件之间, 在冷
态时无间隙, 则发动机
在热态, 气门及其传动
件的受热膨胀将引起气
门关闭不严, 造成发动
机在压缩和作功行程中
漏气, 而使功率下降,
严重时甚至不易起动 。
为此, 在冷态时应该留
气门间隙 。
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3、气门间隙过
大和过小的危
害
正常：冷态时，
进气门
0.25mm~0.35m
m，排气门
0.30mm～
0.35mm。
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过大,
（ 1） 传动零件之间及气门和气门座之
间产生撞击响声, 并加速磨损 。
（ 2） 使气门开启的持续时间减少, 气
缸充气和排气情况变坏 。
过小,热态下使气门关闭不严而发生漏
气, 导致功率下降, 甚至烧坏气门 。
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四、配气相位
（ 一 ） 定义,用曲轴转角表示的进, 排
气门开闭时刻和开启持续时间, 称配气
相位 。
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（一） 配气相位的必要性
1,因发动机转速高, 气门开启的理论持续
时间极短 。 例如四冲程发动机转速
3000r/min时, 一个行程时间只有 0.01s。
2,气门开启需要一个过程, 气门全开时间
就更短 。 在这样短的时间内, 难以做到进
气充分和排气干净, 因此实际发动机的进,
排气门都要早开和晚关, 气门开启的持续
角都大于 1800。
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(三）进气门的配气相位
1、进气提前角
（ 1） 定义,从进气门开始开启到
上止点所对应的曲轴转角称为进
气提前角 (或早开角 )。进气提前
角用 α表示,α一般为 100～ 300。
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（ 2） 进气提前角的目的,
进气门早开，使得活塞到达上
止点开始向下运动时，进气
门已有一定的开度，可获得
较大的进气通道截面，减少
进气阻力。
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2、进气迟后角
（ 1） 定义,从下止点到进气门
关闭所对应的曲轴转角称为
进气迟后角 (或晚关角 )。进气
迟后角用 β表示,β一般为
400～ 800。
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（ 2） 目的
1）利用缸内外的压力差继续进气：
到下止点时，气缸内的压力仍低
于大气压
2）利用气流的惯性继续进气
所以进气门适当晚关可使进气较
充分。
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(四 )排气门的配气相位
1、排气提前角 (或早开角 )
（ 1） 定义,从排气门开始开启
到下止点所对应的曲轴转角
排气提前角用 γ表示,γ一般为
400～ 800。
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（ 1） 目的
1）利用缸内外的压力差继续排气：排气门
早开，气缸内 300kPa～ 500kPa的压力，使气
缸内的废气迅速地自由排出。
2）减少排气冲程所消耗的功率：因排气门
早开，废气先排出一部分，活塞到达下止点
时，气缸内只剩约 110kPa～ 120kPa的压力，
使排气冲程所消耗的功率大为减少。
3） 高温气体的早排, 可以防止发动机过
热 。
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2、排气迟后角
（ 1） 定义,从上止点到排气门关
闭所对应的曲轴转角称为排气迟
后角 (或晚关角 )。
排气迟后角用 δ表示,δ一般为
100～ 300。
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（ 2） 排气迟后角的目的
1）利用缸内外的压力差继续排气：因活塞
到达上止点时，气缸内的压力仍高于大
气压，可利用缸内外的压力差继续排气。
2）利用废气流的惯性继续排气：因活塞到
达上止点时，废气流还有一定的惯性，
仍能继续排气。所以排气门适当晚关可
使废气排得较干净。
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（五）气门的叠开
1、定义：
由于进气门早开和排气门晚关，就出现了
一段进排气门同时开启的现象，称为气
门叠开。进排气门同时开启的角度，即
进气门早开角与排气门晚关角的和
（ α+δ），称为气门叠开角。
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思考：
气门的叠开会不会产生废气倒排回
进气管和新鲜气体随废气排出的问
题？
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答案
不会
因叠开时气门的开度较小，且新鲜气体和废
气流的惯性要保持原来的方向，所以只要叠
开角适当，就不会产生废气倒排回进气管和
新鲜气体随废气排出的问题。
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第二节 气门驱动组的主要机件
主要机件有凸轮轴及其驱动装置, 挺柱, 推
杆, 摇臂及摇臂轴等
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一、凸轮轴及其驱动装置
(一 )凸轮轴的功用
1、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
相位及气门开度变化规律等要求。
2、驱动汽油泵、机油泵和分电器等。
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(二 )凸轮轴的构造
凸轮轴主要由凸轮、凸轮轴轴颈等组成。对于
下置式凸轮轴，还有偏心轮 (用于驱动汽油泵 )、
螺旋齿轮 (用于驱动机油泵和分电器 )。
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1、凸轮
（ 1）凸轮的轮廓
（ 2）结构：凸轮的轮廓
保证气门开启和关闭的
持续时间符合配气相位
的要求。 O为凸轮的中
心,EA为凸轮的基圆，
AB和 DA为凸轮的缓冲
段,BCD为凸轮的工作
段。
C
O
D
N
EA
M
B
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（ 3）工作：当挺柱处于
EA上时，气门处于关闭状
态。当凸轮转至 A点时，
挺柱开始移动，在缓冲段
AB内的某点 M处消除气门
间隙，气门开始开启，至
C点时气门开度最大，而
后逐渐关小，至缓冲段 DE
内的某点 N时，气门完全
关闭，此后，挺柱继续下
落，出现气门间隙，至 E
点时挺柱又处于最低位置。
C
O
D
N
EA
M
B
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(4)同名凸轮的相对角位
置
凸轮轴上各缸进气 (排气 )
凸轮，即同名凸轮的相
对角位置与凸轮轴的转
动方向、各缸的工作顺
序和作功间隔角有关。
直列四冲程发动机其同
名凸轮间的夹角等于作
功间隔角的一半，如四
缸为 900，六四缸为 1200，
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2、凸轮轴轴颈
（ 1）作用：用来支承凸轮轴。
（ 2）凸轮轴各道轴颈的直径有的相等，但
也有的从前往后逐渐减小，以便于安装。
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（ 1）有的凸轮轴轴颈上有油孔。
为一下置式凸轮轴的最后一道轴颈上钻一与
轴平行的通孔。
（ 2）有的凸轮轴轴颈上有油槽，
摇臂的润滑是靠该油槽，通过缸体上的油道
输送润滑油。
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(三 )凸轮轴的驱动
凸轮轴是通过传动装置来驱
动的，其传动装置有齿轮式、链
条式和齿形皮带式。
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1、齿轮传动
（ 1）齿轮式用于下置式凸轮轴的驱动。
（ 2）汽油机用一对正时齿轮传动
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柴油机上凸轮轴与曲轴中心距较大，且
需要同时驱动喷油泵，需加入中间惰轮
传动
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正时齿轮都用斜齿轮并用不同材料制成，
以减小噪声和磨损。通常小齿轮用中碳
钢，大齿轮柴油机用钢而汽油机用夹布
胶木或塑料。
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（ 4）正时齿轮上有正时记号，装配时必须
使记号对齐，以保证配气正时。图 a的 A— B,
图 b中有三对记号,1— 1为配气正时记号，
2— 2为喷油正时记号,3— 3为二者共用正时
记号，装配时三对记号必须都对正。
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2、链条传动和齿形皮带传动
（ 1）链条传动噪声小，一般用于中置或上
置凸轮轴的发动机上
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（ 2）为了防止链条抖振，设有导链板和张
紧装置，张紧装置有机械式和液压式两种。
在高速发动机上广泛采用氯丁橡胶齿形皮带
传动代替链条传动，噪声显著减少，且质量
轻、包角大、啮合量大，齿向压强小，工作
可靠。
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齿形带传动
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（四）凸轮轴的轴向限位装置
1、作用：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。
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2、结构：在凸轮轴前
轴颈与正时齿轮之间
压装有调节环，调节
环外面松套一止推板，
止推板用螺钉固定于
气缸体前端面，调节
环的厚度大于止推板
的厚度，二者之差称
为凸轮轴的轴向间隙
(0.08mm～ 0.20mm)。
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二、气门挺
柱与推杆
（一）挺柱
1、功用：
将凸轮的推
力传给推杆
或气门。
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2、普通挺柱的构造
1）型式：常见挺柱有
筒形和菌形两种
2）挺柱的旋转
目的：使挺柱磨损均
匀。因挺柱工作时，
由于受凸轮侧向推力
的作用会引起挺柱与
导管之间单面磨损，
又因挺柱底面与凸轮
始终在一处接触，也
会造成磨损不均匀。
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措施：挺柱底部工
作面多制成球面，
并且把凸轮制成锥
形。这样，在工作
时，由于凸轮与挺
柱的接触点偏离挺
柱轴线，当挺柱挺
起时，接触点的摩
擦力使其绕本身轴
线转动，以达到磨
损均匀的目的。
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3、液力挺柱
（ 1）目的：
解决了因有气
门间隙而产生
的冲击及噪音
问题。
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（ 2）结构：
液力挺柱由挺柱体、
柱塞、球座、柱塞
弹簧、单向阀和单
向阀弹簧等组成。
挺柱体和柱塞上有
油孔与发动机机体
上相应的油孔相通。
球座为推杆的支承
座。单向阀有片式
和球式两种。
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（ 3）工作情况
发动机工作时，机
油沿主油道供到气
门挺柱
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1）当气门关闭时，
机油经挺柱体和
柱塞上的油孔压
进柱塞腔 A内，
推开单向阀充入
挺柱体腔 B内。
柱塞便在挺柱体
腔油压及柱塞弹
簧的作用下上行，
与气门推杆压紧。
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但此压力远小于
气门弹簧张力，
气门不会被打
开只是消除了
整个配气机构
中的间隙。同
时,B腔内油
液已充满，单
向阀关闭。
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2）气门
的开启
当凸轮转到工作
面使挺柱上推时，
由于单向阀已关
闭，柱塞便推压
挺柱体腔 B内油
液使压力升高，
而液体具有不可
压缩性，
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挺柱便像一个整
体一样推动气
门开启。此过
程中，由于挺
柱体腔内油压
较高，在柱塞
与挺柱体的间
隙处，将有少
数油液泄漏而
使“挺柱缩
短”。
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3）气门
的关闭：
当凸轮转到非工作面
时，解除了对挺柱
的推力，使挺柱体
腔 B内油压降低。
于是，主油道的油
压将再次推开单向
阀，向挺柱体腔内
充油，
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以补充工作
时的泄漏，
并且此油压
又和柱塞弹
簧一起使柱
塞上推，始
终保持配气
机构无间隙。
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4）若气门和
推杆受热膨胀时
挺柱回落后向挺
柱体腔内补油
时，便会减少
补油量，从而
使挺柱自动
“缩短”。因
此可不留气门
间隙仍能保证
气门关闭。
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相反，若气门和推
杆冷缩，则挺柱回
落后向挺柱体腔内
补油时，便会增加
补油量，从而使挺
柱自动“伸长”。
因此仍保持配气机
构无间隙。
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(4)使用液力挺柱的
发动机应注意以下问题：
1）对润滑油的压力和滤清质量要求较严格。
当润滑油压力过低时，补油能力下降，
气门间隙大；
2）液力挺柱拆洗后，装机前必须人工排气，
否则起动困难；
3）冷机或停放时间长时，起动后有短暂气
门响声，这是正常现象。
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(5)奥迪轿车和桑塔纳轿车发动机
液力挺柱的特点：
1）采用倒置的液力挺柱，直接推动气门开
启；
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2）挺柱体是由上盖和圆筒，经加工后再
用激光焊接成一体的薄壁零件；
单向阀采用钢球弹簧式结构。
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(二 )推杆
1、作用：将挺柱传来的推
力传给摇臂。
2、结构：推杆一般采用冷
拔无缝钢管制成杆的两
端焊接或压配有不同形
状的端头，下端通常是
圆球形，以便与挺柱的
凹球形支座相适应；上
端一般采用凹球形。
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三、摇臂和摇臂组
1、功用：
将推杆或凸轮传来的推力传
给气门使其开启。
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2、结构
摇臂装在摇臂
轴上，摇臂轴
通过摇臂轴支
座装在气缸盖
上。摇臂是一
个不等臂杠杆，
其长臂一端驱
动气门。
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3、浮动式摇臂
其摇臂没有中间支承轴，是在导槽中浮动
的安装。摇臂的一端安装在气缸盖的液力
挺柱上，另一端驱动气门，凸轮抵在摇臂
的中部 。
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四、半球形燃烧室
的气门驱动装置
1、两气门成
横向 V型排
列，即进、
排气门在气
缸盖的左右
两侧。
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五、双气门的驱动装置
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
排两进），因此必须有使两同名气门
同步开闭的驱动装置。
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每缸采用四气门时，
其气门排列的方案有
两种：
1,同名气门排成两
列
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 。
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2,同名气门排成一列
进排气门分别位于曲轴中
心线的两侧，分别采用
两根凸轮轴驱动，每缸
两同名气门采用两个形
状和位置相同的位置驱
动。
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第四节 气门组的主要机件
气门组的主要机件
有气门、气门弹簧、
气门导管等
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一、气门
(一 ) 材料
1,进气门：采用中碳合金钢，
如铬钢、镍铬钢、铬钼钢等。
2,排气门：因排气门热负荷大，
所以采用耐热钢，如硅铬钢、硅
铬钼钢、等硅铬锰钢等。
2011-7-19 76
（二） 气门的一般构造
1,气门头部
（ 1） 头部形状
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1） 平顶：结构简单, 制造方便, 受热面
积小, 进排气门均用 。
2） 凸顶：受热面积大, 用于某些排气门 。
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3）凹顶：也称漏斗形，质量小、惯性小，
头部与杆部有较大的过渡圆弧，使气流阻力
小，有较大的弹性，对气门座的适应性好，
但受热面积大，易存废气，容易过热及受热
易变形，所以仅用作进气门。
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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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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。
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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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2,气门的杆部
气门的杆部起导向,
散热作用 。
（ 1） 弹簧座的固定：
锁片式结构 。
气门杆的尾部切有凹槽,
用分成两半的锥形锁片
卡在凹槽中, 锁片锥形
外圆与弹簧座的锥形孔
贴合, 在弹簧作用下,
锁片与弹簧座的锥孔相
互卡紧不会脱落 。
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（ 2） 气门的防脱
装置：有些发动机
的气门，在杆部锁
片槽下面另有一条
切槽装一卡环以防
万一气门弹簧折断
时气门有落入气缸
发生捣缸的危险。
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（ 3） 气门油封
发动机高速化后，进气管
中的真空度显著提高，气
门室中的机油会通过气门
杆与导管之间的间隙被吸
入进气管和气缸内，使机
油消耗增加，在气门上和
燃烧室内产生积碳。为此，
发动机的气门杆上部都装
有机油防漏装置，
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二、气门座
1,定义：气缸盖 （ 或缸体 ） 的排气道与气
门锥面相座合的部位称为气门座 。
2,气门座锥角
气门座锥角是与气门锥角相适应的，以保证
二者紧密座合，可靠地密封。气门座锥角通
常为 450（或 300）。
b
450（ 300）
150
750
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3,气门干涉角
（ 1） 定义：即气门的锥角比气门座的锥角
小 0.50～ 1.00。
0.50~ 10
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（ 2） 气门干涉角的作用
1） 减小二者之间的接触面积, 提高了单
位压力, 加快了磨合速度, 同时也提高了
密封性；
2） 可挤出二者之间的夹杂物, 即具有自
洁作用；
3)在气体压力作用下产生弹性变形时，可趋
向全锥面接触；
2011-7-19 89
4） 防止加工时出现负干涉角，而使气门
暴露在炽热燃气中的受热面积增加，使气
门的热负荷增加。
气门干涉角上述诸作用中，提高密封能力
和加速磨合是主要的，随着走合期的结束，
干涉角也逐渐自行消除，恢复了全工作面
接触。
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4,气门座的形成
（ 1） 直接形成式：直接在缸盖 （ 或缸体 ）
上加工出来 。 该种形式修复困难, 且不经济 。
b
450（ 300）
150
750
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（ 2） 镶座式
优点：可节省好材料, 提高了使用寿命, 便
于更换修理 。 所以, 大多数发动机的气门座
是用耐热合金钢或合金铸铁单独制成座圈,
然后压入气缸盖 （ 体 ） 中 。
缺点,1） 传热差 。 如排气门镶座式温度可
高出 500～ 600。
2)如果装配不当，会发生松脱或与缸盖配合
不好，影响散热。
2011-7-19 92
（ 3） 是否镶座的几种情况
1） 铝合金气缸盖必须镶双座圈, 因其耐磨,
耐热性差 。
2） 有的汽油机的排气门镶座圈, 而进气门
不镶座圈 。 因为排气门座热负荷大, 而进气
管中真空度大, 会从气门导管间隙吸进少量
机油, 对进气门座进行润滑 。
2011-7-19 93
3)柴油机一般情况是进、排气门都镶座，有
的柴油机只镶进气门座圈，这是由于柴油机
的废气往往在排气过程中还有未燃完的柴油，
可对排气门座进行润滑。而柴油机因没有节
气门，进气管中真空度小，难以从近气门导
管处吸进机油，对进气门座进行润滑。
2011-7-19 94
三、气门导管
1,作用
（ 1） 为气门运动导向 。
（ 2） 为气门杆传热 。
材料：用含石墨较多的铸铁或粉末冶金制
成。以提高自润滑性能。
2011-7-19 95
2,结构
(1)防脱落结构
1)一般外表面为无台肩的圆柱形,
其外表面加工精度较高, 与缸盖
(体 )过盈配合, 以保证良好地传热
和防止松脱 。
2011-7-19 96
2)带凸台和带卡环的导管过盈
量较小，因气门弹簧下座将凸
台或卡环压住，使导管轴向定
位可靠，不致脱落。铝合金缸
盖常用带凸台和卡环的导管，
其过盈量较小，便于拆装。
2011-7-19 97
（ 2） 气门导管压入进、排气歧管的深度
1） 过深：气流阻力大, 对排气门来说, 还
因废气对导管的冲刷面积加大, 提高了工作
温度, 而影响气门的散热 。
2） 过浅：气门杆受热面积加大, 气门杆温
度升高, 会影响气门头部的散热 。
措施：加大压入深度，而将伸入端的内孔及
外圆做成锥形，这样既减少了废气对气门杆
的冲刷，也避免了导管高温部分与气门杆的
接触。伸入端的外圆做成锥形，是为了减小
气流阻力。
2011-7-19 98
四, 气门弹簧
1,作用
(1)保证气门自动回位关闭而密封 。
(2)保证气门与气门座的座合压力 。
(2)吸收气门在开启和关闭过程中传
动零件所产生的惯性力，以防止各
种传动件彼此分离而破坏配气机构
正常工作。
2011-7-19 99
2,要求
因气门弹簧承受着频繁的交变载荷, 为
保证气门弹簧可靠地工作, 要求气门弹簧
（ 1） 具有合适的弹力；
（ 2） 具有足够的强度和抗疲劳强度；
采用优质冷拔弹簧钢丝制成。钢丝表面经
抛光或喷丸处理。
2011-7-19 100
3,气门弹簧防共振的结构措施
当气门弹簧的工作频率与其自然振动频率
相等或成某一倍数时, 将会发生共振, 造
成气门反跳, 落座冲击, 并可使弹簧折断 。
为此, 采取以下几种防共振的结构措施：
(1)提高气门弹簧的自然振动频率，即提高
弹簧的刚度：如加粗钢丝直径或减小弹簧
的圈径，即粗丝小径。但由于弹簧刚度大，
增加了功率消耗和零件之间的冲击载荷。
2011-7-19 101
（ 2） 采用双气门弹簧：每个气门装两根
直径不同, 旋向相反的内外弹簧 。 由于两
弹簧的自然振动频率不同, 当某一弹簧发
生共振时, 另一弹簧可起减振作用 。 旋向
相反, 可以防止一根弹簧折断时卡入另一
根弹簧内 。 另外, 万一一根弹簧折断时,
另一根弹簧仍可保持气门不落入气缸 。
2011-7-19 102
（ 3）采用不等螺距气门弹簧：这种弹簧在
工作时，螺距小的一端逐渐叠合，有效圈数
逐渐减小，自然振动频率也逐渐提高，使共
振成为不可能。
2011-7-19 103
不等螺距的气门弹簧安装时, 螺
距小的一端应朝向气门头部 。这
是因为弹簧工作时，承受气门杆
尾端传来的冲击力，此冲击力向
弹簧另一端传递因要克服弹簧本
身的惯性而需要一定的时间，所
以弹簧的变形，朝向气门杆尾部
的一端，先于且往往大于另一端，
发动机转速越高，差别越大。
2011-7-19 104
若将螺距小的一端朝向气门杆的尾部，则当
发动机高速运转时，此端可能首先叠合在一
起，此后弹簧的有效圈数基本不再变化，而
且叠合后成为刚性质量而参加弹簧的振动，
使振动的当量质量增加，弹簧反而容易疲劳
折断。螺距小的一端应朝向气门头部时，情
况相反，先在螺距大的一端变形，减缓了螺
距小的一端的叠合速度，可使有效圈数在整
个工作过程中不断变化。而且叠合端是弹簧
的静止端，不参加振动，消除了上述弊病。
2011-7-19 105
(4)采用等螺距的单弹簧，在其内圈加一个过
盈配合的阻尼摩擦片来消除共振。
2011-7-19 106
五, 气门间隙的调整
1,气门间隙调整方法 —— 两遍法
生产实践中，普遍地采用两遍法调
整气门间隙，即第一缸压缩终了上
止点时，调整所有气门的半数，再
摇转曲轴一周（指四冲程发动机），
便可调整其余半数气门。
2011-7-19 107
1,气门间隙调整原则 —— 气门在完全关
闭的情况下, 才能调整气门间隙 。
根据该原则, 则气门在六种状态下不能调：
（ 1） 正在进气, 则进气门不能调；
（ 2） 正在排气, 则排气门不能调；
（ 3） 将要进气, 则进气门不能调；
（ 4） 将要排气, 则排气门不能调；
（ 5） 刚进气完, 则进气门不能调；
（ 5）刚排气完，则排气门不能调。
2011-7-19 108
气门在完全关闭时，
挺柱落在凸轮的基圆
上。即挺柱在凸轮的
基圆上时，才能调整
气门间隙。由于气门
开始开启和关闭时，
挺柱是在凸轮的缓冲
段内某点上，所以气
门间隙不能调。
2011-7-19 109
一缸作功开始时可调气门的判别
1
5
4
3
6
2
双
排
不
进
调气门间隙环行记忆图
2011-7-19 110
第三章
配气机构
2011-7-19 2
第一节 概述
2011-7-19 3
一、功用：
按照发动机各缸工作过程的
需要，定时地开启和关闭进、排
气门，使新鲜可燃混合气 (汽油
机 )或空气 (柴油机 )及时进入气缸，
废气及时排出气缸。
2011-7-19 4
二、类型：
根据凸轮轴的位置分为
下置式,
中置式
上置式 。
2011-7-19 5
(一 )下置凸轮轴式
1、结构特点
（ 1）凸轮轴装在曲轴箱内，而摇臂轴装在气缸盖
上，两者相距较远，推杆较长。
2011-7-19 6
（ 2）凸轮轴距曲轴较近，两者之间
采用正时齿轮传动。
2011-7-19 7
2,组成：
气门驱动组
气门组
2011-7-19 8
气门驱动组
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。
2011-7-19 9
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。
2011-7-19 10
3、工作过程
（ 1） 气门打开：曲
轴通过正时齿轮驱
动凸轮轴旋转, 凸
轮轴上的凸起部分
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, 同时气门弹簧
进一步压缩 。
2011-7-19 11
（ 2）气门关闭：
当凸轮的凸起部分
的顶点转过挺柱以
后，在气门弹簧张
力的作用下，气门
开度逐渐减小，直
至最后关闭。
2011-7-19 12
（二）中置凸轮
轴式配气机构
其结构特点为
1,凸轮轴位于
气缸体的上部
2,推杆较短,
运动惯性小 。
3,也可省去推
杆, 而由挺柱直
接驱动摇臂 。
2011-7-19 13
(三 ) 凸轮轴上置式配
气机构
其结构特点为
1,凸轮轴位于气缸
盖上 。
2,凸轮轴直接通过
摇臂来驱动气门, 没
有挺柱和推杆, 使往
复运动惯量大大减小,
因此它适用于高速发
动机 。
2011-7-19 14
三、气门间隙
1,定义
气 门 完 全
关闭时, 气门
杆尾端与气门
驱动组零件之
间的间隙 。
2011-7-19 15
2,必要性：如果气门
及其传动件之间, 在冷
态时无间隙, 则发动机
在热态, 气门及其传动
件的受热膨胀将引起气
门关闭不严, 造成发动
机在压缩和作功行程中
漏气, 而使功率下降,
严重时甚至不易起动 。
为此, 在冷态时应该留
气门间隙 。
2011-7-19 16
3、气门间隙过
大和过小的危
害
正常：冷态时，
进气门
0.25mm~0.35m
m，排气门
0.30mm～
0.35mm。
2011-7-19 17
过大,
（ 1） 传动零件之间及气门和气门座之
间产生撞击响声, 并加速磨损 。
（ 2） 使气门开启的持续时间减少, 气
缸充气和排气情况变坏 。
过小,热态下使气门关闭不严而发生漏
气, 导致功率下降, 甚至烧坏气门 。
2011-7-19 18
四、配气相位
（ 一 ） 定义,用曲轴转角表示的进, 排
气门开闭时刻和开启持续时间, 称配气
相位 。
2011-7-19 19
（一） 配气相位的必要性
1,因发动机转速高, 气门开启的理论持续
时间极短 。 例如四冲程发动机转速
3000r/min时, 一个行程时间只有 0.01s。
2,气门开启需要一个过程, 气门全开时间
就更短 。 在这样短的时间内, 难以做到进
气充分和排气干净, 因此实际发动机的进,
排气门都要早开和晚关, 气门开启的持续
角都大于 1800。
2011-7-19 20
(三）进气门的配气相位
1、进气提前角
（ 1） 定义,从进气门开始开启到
上止点所对应的曲轴转角称为进
气提前角 (或早开角 )。进气提前
角用 α表示,α一般为 100～ 300。
2011-7-19 21
（ 2） 进气提前角的目的,
进气门早开，使得活塞到达上
止点开始向下运动时，进气
门已有一定的开度，可获得
较大的进气通道截面，减少
进气阻力。
2011-7-19 22
2、进气迟后角
（ 1） 定义,从下止点到进气门
关闭所对应的曲轴转角称为
进气迟后角 (或晚关角 )。进气
迟后角用 β表示,β一般为
400～ 800。
2011-7-19 23
（ 2） 目的
1）利用缸内外的压力差继续进气：
到下止点时，气缸内的压力仍低
于大气压
2）利用气流的惯性继续进气
所以进气门适当晚关可使进气较
充分。
2011-7-19 24
(四 )排气门的配气相位
1、排气提前角 (或早开角 )
（ 1） 定义,从排气门开始开启
到下止点所对应的曲轴转角
排气提前角用 γ表示,γ一般为
400～ 800。
2011-7-19 25
（ 1） 目的
1）利用缸内外的压力差继续排气：排气门
早开，气缸内 300kPa～ 500kPa的压力，使气
缸内的废气迅速地自由排出。
2）减少排气冲程所消耗的功率：因排气门
早开，废气先排出一部分，活塞到达下止点
时，气缸内只剩约 110kPa～ 120kPa的压力，
使排气冲程所消耗的功率大为减少。
3） 高温气体的早排, 可以防止发动机过
热 。
2011-7-19 26
2、排气迟后角
（ 1） 定义,从上止点到排气门关
闭所对应的曲轴转角称为排气迟
后角 (或晚关角 )。
排气迟后角用 δ表示,δ一般为
100～ 300。
2011-7-19 27
（ 2） 排气迟后角的目的
1）利用缸内外的压力差继续排气：因活塞
到达上止点时，气缸内的压力仍高于大
气压，可利用缸内外的压力差继续排气。
2）利用废气流的惯性继续排气：因活塞到
达上止点时，废气流还有一定的惯性，
仍能继续排气。所以排气门适当晚关可
使废气排得较干净。
2011-7-19 28
（五）气门的叠开
1、定义：
由于进气门早开和排气门晚关，就出现了
一段进排气门同时开启的现象，称为气
门叠开。进排气门同时开启的角度，即
进气门早开角与排气门晚关角的和
（ α+δ），称为气门叠开角。
2011-7-19 29
思考：
气门的叠开会不会产生废气倒排回
进气管和新鲜气体随废气排出的问
题？
2011-7-19 30
答案
不会
因叠开时气门的开度较小，且新鲜气体和废
气流的惯性要保持原来的方向，所以只要叠
开角适当，就不会产生废气倒排回进气管和
新鲜气体随废气排出的问题。
2011-7-19 31
第二节 气门驱动组的主要机件
主要机件有凸轮轴及其驱动装置, 挺柱, 推
杆, 摇臂及摇臂轴等
2011-7-19 32
一、凸轮轴及其驱动装置
(一 )凸轮轴的功用
1、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
相位及气门开度变化规律等要求。
2、驱动汽油泵、机油泵和分电器等。
2011-7-19 33
(二 )凸轮轴的构造
凸轮轴主要由凸轮、凸轮轴轴颈等组成。对于
下置式凸轮轴，还有偏心轮 (用于驱动汽油泵 )、
螺旋齿轮 (用于驱动机油泵和分电器 )。
2011-7-19 34
1、凸轮
（ 1）凸轮的轮廓
（ 2）结构：凸轮的轮廓
保证气门开启和关闭的
持续时间符合配气相位
的要求。 O为凸轮的中
心,EA为凸轮的基圆，
AB和 DA为凸轮的缓冲
段,BCD为凸轮的工作
段。
C
O
D
N
EA
M
B
2011-7-19 35
（ 3）工作：当挺柱处于
EA上时，气门处于关闭状
态。当凸轮转至 A点时，
挺柱开始移动，在缓冲段
AB内的某点 M处消除气门
间隙，气门开始开启，至
C点时气门开度最大，而
后逐渐关小，至缓冲段 DE
内的某点 N时，气门完全
关闭，此后，挺柱继续下
落，出现气门间隙，至 E
点时挺柱又处于最低位置。
C
O
D
N
EA
M
B
2011-7-19 36
(4)同名凸轮的相对角位
置
凸轮轴上各缸进气 (排气 )
凸轮，即同名凸轮的相
对角位置与凸轮轴的转
动方向、各缸的工作顺
序和作功间隔角有关。
直列四冲程发动机其同
名凸轮间的夹角等于作
功间隔角的一半，如四
缸为 900，六四缸为 1200，
2011-7-19 37
2、凸轮轴轴颈
（ 1）作用：用来支承凸轮轴。
（ 2）凸轮轴各道轴颈的直径有的相等，但
也有的从前往后逐渐减小，以便于安装。
2011-7-19 38
（ 1）有的凸轮轴轴颈上有油孔。
为一下置式凸轮轴的最后一道轴颈上钻一与
轴平行的通孔。
（ 2）有的凸轮轴轴颈上有油槽，
摇臂的润滑是靠该油槽，通过缸体上的油道
输送润滑油。
2011-7-19 39
(三 )凸轮轴的驱动
凸轮轴是通过传动装置来驱
动的，其传动装置有齿轮式、链
条式和齿形皮带式。
2011-7-19 40
1、齿轮传动
（ 1）齿轮式用于下置式凸轮轴的驱动。
（ 2）汽油机用一对正时齿轮传动
2011-7-19 41
柴油机上凸轮轴与曲轴中心距较大，且
需要同时驱动喷油泵，需加入中间惰轮
传动
2011-7-19 42
正时齿轮都用斜齿轮并用不同材料制成，
以减小噪声和磨损。通常小齿轮用中碳
钢，大齿轮柴油机用钢而汽油机用夹布
胶木或塑料。
2011-7-19 43
（ 4）正时齿轮上有正时记号，装配时必须
使记号对齐，以保证配气正时。图 a的 A— B,
图 b中有三对记号,1— 1为配气正时记号，
2— 2为喷油正时记号,3— 3为二者共用正时
记号，装配时三对记号必须都对正。
2011-7-19 44
2、链条传动和齿形皮带传动
（ 1）链条传动噪声小，一般用于中置或上
置凸轮轴的发动机上
2011-7-19 45
（ 2）为了防止链条抖振，设有导链板和张
紧装置，张紧装置有机械式和液压式两种。
在高速发动机上广泛采用氯丁橡胶齿形皮带
传动代替链条传动，噪声显著减少，且质量
轻、包角大、啮合量大，齿向压强小，工作
可靠。
2011-7-19 46
齿形带传动
2011-7-19 47
（四）凸轮轴的轴向限位装置
1、作用：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。
2011-7-19 48
2、结构：在凸轮轴前
轴颈与正时齿轮之间
压装有调节环，调节
环外面松套一止推板，
止推板用螺钉固定于
气缸体前端面，调节
环的厚度大于止推板
的厚度，二者之差称
为凸轮轴的轴向间隙
(0.08mm～ 0.20mm)。
2011-7-19 49
二、气门挺
柱与推杆
（一）挺柱
1、功用：
将凸轮的推
力传给推杆
或气门。
2011-7-19 50
2、普通挺柱的构造
1）型式：常见挺柱有
筒形和菌形两种
2）挺柱的旋转
目的：使挺柱磨损均
匀。因挺柱工作时，
由于受凸轮侧向推力
的作用会引起挺柱与
导管之间单面磨损，
又因挺柱底面与凸轮
始终在一处接触，也
会造成磨损不均匀。
2011-7-19 51
措施：挺柱底部工
作面多制成球面，
并且把凸轮制成锥
形。这样，在工作
时，由于凸轮与挺
柱的接触点偏离挺
柱轴线，当挺柱挺
起时，接触点的摩
擦力使其绕本身轴
线转动，以达到磨
损均匀的目的。
2011-7-19 52
3、液力挺柱
（ 1）目的：
解决了因有气
门间隙而产生
的冲击及噪音
问题。
2011-7-19 53
（ 2）结构：
液力挺柱由挺柱体、
柱塞、球座、柱塞
弹簧、单向阀和单
向阀弹簧等组成。
挺柱体和柱塞上有
油孔与发动机机体
上相应的油孔相通。
球座为推杆的支承
座。单向阀有片式
和球式两种。
2011-7-19 54
（ 3）工作情况
发动机工作时，机
油沿主油道供到气
门挺柱
2011-7-19 55
1）当气门关闭时，
机油经挺柱体和
柱塞上的油孔压
进柱塞腔 A内，
推开单向阀充入
挺柱体腔 B内。
柱塞便在挺柱体
腔油压及柱塞弹
簧的作用下上行，
与气门推杆压紧。
2011-7-19 56
但此压力远小于
气门弹簧张力，
气门不会被打
开只是消除了
整个配气机构
中的间隙。同
时,B腔内油
液已充满，单
向阀关闭。
2011-7-19 57
2）气门
的开启
当凸轮转到工作
面使挺柱上推时，
由于单向阀已关
闭，柱塞便推压
挺柱体腔 B内油
液使压力升高，
而液体具有不可
压缩性，
2011-7-19 58
挺柱便像一个整
体一样推动气
门开启。此过
程中，由于挺
柱体腔内油压
较高，在柱塞
与挺柱体的间
隙处，将有少
数油液泄漏而
使“挺柱缩
短”。
2011-7-19 59
3）气门
的关闭：
当凸轮转到非工作面
时，解除了对挺柱
的推力，使挺柱体
腔 B内油压降低。
于是，主油道的油
压将再次推开单向
阀，向挺柱体腔内
充油，
2011-7-19 60
以补充工作
时的泄漏，
并且此油压
又和柱塞弹
簧一起使柱
塞上推，始
终保持配气
机构无间隙。
2011-7-19 61
4）若气门和
推杆受热膨胀时
挺柱回落后向挺
柱体腔内补油
时，便会减少
补油量，从而
使挺柱自动
“缩短”。因
此可不留气门
间隙仍能保证
气门关闭。
2011-7-19 62
相反，若气门和推
杆冷缩，则挺柱回
落后向挺柱体腔内
补油时，便会增加
补油量，从而使挺
柱自动“伸长”。
因此仍保持配气机
构无间隙。
2011-7-19 63
(4)使用液力挺柱的
发动机应注意以下问题：
1）对润滑油的压力和滤清质量要求较严格。
当润滑油压力过低时，补油能力下降，
气门间隙大；
2）液力挺柱拆洗后，装机前必须人工排气，
否则起动困难；
3）冷机或停放时间长时，起动后有短暂气
门响声，这是正常现象。
2011-7-19 64
(5)奥迪轿车和桑塔纳轿车发动机
液力挺柱的特点：
1）采用倒置的液力挺柱，直接推动气门开
启；
2011-7-19 65
2）挺柱体是由上盖和圆筒，经加工后再
用激光焊接成一体的薄壁零件；
单向阀采用钢球弹簧式结构。
2011-7-19 66
(二 )推杆
1、作用：将挺柱传来的推
力传给摇臂。
2、结构：推杆一般采用冷
拔无缝钢管制成杆的两
端焊接或压配有不同形
状的端头，下端通常是
圆球形，以便与挺柱的
凹球形支座相适应；上
端一般采用凹球形。
2011-7-19 67
三、摇臂和摇臂组
1、功用：
将推杆或凸轮传来的推力传
给气门使其开启。
2011-7-19 68
2、结构
摇臂装在摇臂
轴上，摇臂轴
通过摇臂轴支
座装在气缸盖
上。摇臂是一
个不等臂杠杆，
其长臂一端驱
动气门。
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3、浮动式摇臂
其摇臂没有中间支承轴，是在导槽中浮动
的安装。摇臂的一端安装在气缸盖的液力
挺柱上，另一端驱动气门，凸轮抵在摇臂
的中部 。
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四、半球形燃烧室
的气门驱动装置
1、两气门成
横向 V型排
列，即进、
排气门在气
缸盖的左右
两侧。
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五、双气门的驱动装置
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
排两进），因此必须有使两同名气门
同步开闭的驱动装置。
2011-7-19 72
每缸采用四气门时，
其气门排列的方案有
两种：
1,同名气门排成两
列
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 。
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2,同名气门排成一列
进排气门分别位于曲轴中
心线的两侧，分别采用
两根凸轮轴驱动，每缸
两同名气门采用两个形
状和位置相同的位置驱
动。
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第四节 气门组的主要机件
气门组的主要机件
有气门、气门弹簧、
气门导管等
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一、气门
(一 ) 材料
1,进气门：采用中碳合金钢，
如铬钢、镍铬钢、铬钼钢等。
2,排气门：因排气门热负荷大，
所以采用耐热钢，如硅铬钢、硅
铬钼钢、等硅铬锰钢等。
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（二） 气门的一般构造
1,气门头部
（ 1） 头部形状
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1） 平顶：结构简单, 制造方便, 受热面
积小, 进排气门均用 。
2） 凸顶：受热面积大, 用于某些排气门 。
2011-7-19 78
3）凹顶：也称漏斗形，质量小、惯性小，
头部与杆部有较大的过渡圆弧，使气流阻力
小，有较大的弹性，对气门座的适应性好，
但受热面积大，易存废气，容易过热及受热
易变形，所以仅用作进气门。
2011-7-19 79
（ 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
2011-7-19 80
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。
2011-7-19 81
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。
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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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2,气门的杆部
气门的杆部起导向,
散热作用 。
（ 1） 弹簧座的固定：
锁片式结构 。
气门杆的尾部切有凹槽,
用分成两半的锥形锁片
卡在凹槽中, 锁片锥形
外圆与弹簧座的锥形孔
贴合, 在弹簧作用下,
锁片与弹簧座的锥孔相
互卡紧不会脱落 。
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（ 2） 气门的防脱
装置：有些发动机
的气门，在杆部锁
片槽下面另有一条
切槽装一卡环以防
万一气门弹簧折断
时气门有落入气缸
发生捣缸的危险。
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（ 3） 气门油封
发动机高速化后，进气管
中的真空度显著提高，气
门室中的机油会通过气门
杆与导管之间的间隙被吸
入进气管和气缸内，使机
油消耗增加，在气门上和
燃烧室内产生积碳。为此，
发动机的气门杆上部都装
有机油防漏装置，
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二、气门座
1,定义：气缸盖 （ 或缸体 ） 的排气道与气
门锥面相座合的部位称为气门座 。
2,气门座锥角
气门座锥角是与气门锥角相适应的，以保证
二者紧密座合，可靠地密封。气门座锥角通
常为 450（或 300）。
b
450（ 300）
150
750
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3,气门干涉角
（ 1） 定义：即气门的锥角比气门座的锥角
小 0.50～ 1.00。
0.50~ 10
2011-7-19 88
（ 2） 气门干涉角的作用
1） 减小二者之间的接触面积, 提高了单
位压力, 加快了磨合速度, 同时也提高了
密封性；
2） 可挤出二者之间的夹杂物, 即具有自
洁作用；
3)在气体压力作用下产生弹性变形时，可趋
向全锥面接触；
2011-7-19 89
4） 防止加工时出现负干涉角，而使气门
暴露在炽热燃气中的受热面积增加，使气
门的热负荷增加。
气门干涉角上述诸作用中，提高密封能力
和加速磨合是主要的，随着走合期的结束，
干涉角也逐渐自行消除，恢复了全工作面
接触。
2011-7-19 90
4,气门座的形成
（ 1） 直接形成式：直接在缸盖 （ 或缸体 ）
上加工出来 。 该种形式修复困难, 且不经济 。
b
450（ 300）
150
750
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（ 2） 镶座式
优点：可节省好材料, 提高了使用寿命, 便
于更换修理 。 所以, 大多数发动机的气门座
是用耐热合金钢或合金铸铁单独制成座圈,
然后压入气缸盖 （ 体 ） 中 。
缺点,1） 传热差 。 如排气门镶座式温度可
高出 500～ 600。
2)如果装配不当，会发生松脱或与缸盖配合
不好，影响散热。
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（ 3） 是否镶座的几种情况
1） 铝合金气缸盖必须镶双座圈, 因其耐磨,
耐热性差 。
2） 有的汽油机的排气门镶座圈, 而进气门
不镶座圈 。 因为排气门座热负荷大, 而进气
管中真空度大, 会从气门导管间隙吸进少量
机油, 对进气门座进行润滑 。
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3)柴油机一般情况是进、排气门都镶座，有
的柴油机只镶进气门座圈，这是由于柴油机
的废气往往在排气过程中还有未燃完的柴油，
可对排气门座进行润滑。而柴油机因没有节
气门，进气管中真空度小，难以从近气门导
管处吸进机油，对进气门座进行润滑。
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三、气门导管
1,作用
（ 1） 为气门运动导向 。
（ 2） 为气门杆传热 。
材料：用含石墨较多的铸铁或粉末冶金制
成。以提高自润滑性能。
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2,结构
(1)防脱落结构
1)一般外表面为无台肩的圆柱形,
其外表面加工精度较高, 与缸盖
(体 )过盈配合, 以保证良好地传热
和防止松脱 。
2011-7-19 96
2)带凸台和带卡环的导管过盈
量较小，因气门弹簧下座将凸
台或卡环压住，使导管轴向定
位可靠，不致脱落。铝合金缸
盖常用带凸台和卡环的导管，
其过盈量较小，便于拆装。
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（ 2） 气门导管压入进、排气歧管的深度
1） 过深：气流阻力大, 对排气门来说, 还
因废气对导管的冲刷面积加大, 提高了工作
温度, 而影响气门的散热 。
2） 过浅：气门杆受热面积加大, 气门杆温
度升高, 会影响气门头部的散热 。
措施：加大压入深度，而将伸入端的内孔及
外圆做成锥形，这样既减少了废气对气门杆
的冲刷，也避免了导管高温部分与气门杆的
接触。伸入端的外圆做成锥形，是为了减小
气流阻力。
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四, 气门弹簧
1,作用
(1)保证气门自动回位关闭而密封 。
(2)保证气门与气门座的座合压力 。
(2)吸收气门在开启和关闭过程中传
动零件所产生的惯性力，以防止各
种传动件彼此分离而破坏配气机构
正常工作。
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2,要求
因气门弹簧承受着频繁的交变载荷, 为
保证气门弹簧可靠地工作, 要求气门弹簧
（ 1） 具有合适的弹力；
（ 2） 具有足够的强度和抗疲劳强度；
采用优质冷拔弹簧钢丝制成。钢丝表面经
抛光或喷丸处理。
2011-7-19 100
3,气门弹簧防共振的结构措施
当气门弹簧的工作频率与其自然振动频率
相等或成某一倍数时, 将会发生共振, 造
成气门反跳, 落座冲击, 并可使弹簧折断 。
为此, 采取以下几种防共振的结构措施：
(1)提高气门弹簧的自然振动频率，即提高
弹簧的刚度：如加粗钢丝直径或减小弹簧
的圈径，即粗丝小径。但由于弹簧刚度大，
增加了功率消耗和零件之间的冲击载荷。
2011-7-19 101
（ 2） 采用双气门弹簧：每个气门装两根
直径不同, 旋向相反的内外弹簧 。 由于两
弹簧的自然振动频率不同, 当某一弹簧发
生共振时, 另一弹簧可起减振作用 。 旋向
相反, 可以防止一根弹簧折断时卡入另一
根弹簧内 。 另外, 万一一根弹簧折断时,
另一根弹簧仍可保持气门不落入气缸 。
2011-7-19 102
（ 3）采用不等螺距气门弹簧：这种弹簧在
工作时，螺距小的一端逐渐叠合，有效圈数
逐渐减小，自然振动频率也逐渐提高，使共
振成为不可能。
2011-7-19 103
不等螺距的气门弹簧安装时, 螺
距小的一端应朝向气门头部 。这
是因为弹簧工作时，承受气门杆
尾端传来的冲击力，此冲击力向
弹簧另一端传递因要克服弹簧本
身的惯性而需要一定的时间，所
以弹簧的变形，朝向气门杆尾部
的一端，先于且往往大于另一端，
发动机转速越高，差别越大。
2011-7-19 104
若将螺距小的一端朝向气门杆的尾部，则当
发动机高速运转时，此端可能首先叠合在一
起，此后弹簧的有效圈数基本不再变化，而
且叠合后成为刚性质量而参加弹簧的振动，
使振动的当量质量增加，弹簧反而容易疲劳
折断。螺距小的一端应朝向气门头部时，情
况相反，先在螺距大的一端变形，减缓了螺
距小的一端的叠合速度，可使有效圈数在整
个工作过程中不断变化。而且叠合端是弹簧
的静止端，不参加振动，消除了上述弊病。
2011-7-19 105
(4)采用等螺距的单弹簧，在其内圈加一个过
盈配合的阻尼摩擦片来消除共振。
2011-7-19 106
五, 气门间隙的调整
1,气门间隙调整方法 —— 两遍法
生产实践中，普遍地采用两遍法调
整气门间隙，即第一缸压缩终了上
止点时，调整所有气门的半数，再
摇转曲轴一周（指四冲程发动机），
便可调整其余半数气门。
2011-7-19 107
1,气门间隙调整原则 —— 气门在完全关
闭的情况下, 才能调整气门间隙 。
根据该原则, 则气门在六种状态下不能调：
（ 1） 正在进气, 则进气门不能调；
（ 2） 正在排气, 则排气门不能调；
（ 3） 将要进气, 则进气门不能调；
（ 4） 将要排气, 则排气门不能调；
（ 5） 刚进气完, 则进气门不能调；
（ 5）刚排气完，则排气门不能调。
2011-7-19 108
气门在完全关闭时，
挺柱落在凸轮的基圆
上。即挺柱在凸轮的
基圆上时，才能调整
气门间隙。由于气门
开始开启和关闭时，
挺柱是在凸轮的缓冲
段内某点上，所以气
门间隙不能调。
2011-7-19 109
一缸作功开始时可调气门的判别
1
5
4
3
6
2
双
排
不
进
调气门间隙环行记忆图
2011-7-19 110
