发动机气门传动组配气机构的结构和原理（图解）

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配气机构的功用是按照发动机的工作顺序，定时地开启和关闭进、排气门，以保证可燃混合气或新鲜空气得以及时进入气缸，并把燃烧后生成的废气及时排出气缸。如图 4-1所示，配气机构包括气门组和气门传动组。气门组包括进气门、排气门、气门弹簧等元件，它的作用是维持气门的关闭。气门传动组包括正时链轮或正时带轮、正时链条或正时带、进气凸轮轴、排气凸轮轴等元件，它的功用是定时驱动气门开启，并保证气门有足够的开度和持续开启时间。

配气机构按凸轮轴位置分类，可以分为凸轮轴上置式、中置式和下置式。轿车发动机凸轮轴通常位于发动机缸盖上，属于凸轮轴上置式。凸轮轴下置式配气机构的凸轮轴装在曲轴箱内，直接由凸轮轴正时齿轮与曲轴正时齿轮相啮合，由曲轴带动，如图 4-2 所示。凸轮轴上置式有两种结构：一种是凸轮轴通过液压挺柱来驱动气门，另一种是凸轮轴通过摇臂来驱动气门，如图 4-3 和图 4-4 所示。

配气机构按传动方式分类，可以分为正时链传动式、正时带传动式和齿轮传动式，轿车一般采用正时链或正时带传动。配气机构气门传动组主要包括凸轮轴、液压挺柱、正时链轮（或正时带轮）、正时链条（或正时带）、链条张紧装置等。

轿车发动机气门传动组将曲轴的动力通过曲轴正时带轮（或正时链轮）、正时带（或正时链条）、凸轮轴正时带轮（或正时链轮），传给凸轮轴。凸轮轴轴承盖将凸轮轴固定支承在气缸盖上，如图 4-5 所示，凸轮轴支承轴径上还有润滑油孔，机油通过此润滑油孔可以润滑凸轮轴支承轴径和轴承盖。

气缸顶部如果有两根凸轮轴分别负责进、排气门的开关，则称为双顶置凸轮轴（DOHC）。如图 4-6 所示，凸轮轴上凸轮有特殊的轮廓，它的转动控制着气门的开启时刻、持续时间及气门的打开升程。

液压挺柱

发动机工作时，温度变化大，由于热胀冷缩的原因，在发动机冷态时，需要在气门杆尾端留有间隙，以补偿气门受热后的膨胀量。为此，在常温装配发动机时，在气门杆尾端预留一定的间隙，此间隙称为气门间隙。目前，轿车发动机通常采用液压挺柱或气门间隙调节器来调节气门间隙，如图 4-7 和图 4-8 所示。液压挺柱上有进油口，它能利用来自机油泵的压力机油自动改变长度。气门间隙调节器使用于带滚子摇臂的气门传动组中，其工作原理与液压挺柱类似。

如图 4-9 所示，机油从气缸盖油道进入液压挺柱的柱塞，在机油压力的作用下，单向阀弹簧被压缩，单向球阀被打开，机油立即充满柱塞下的高压油腔；单向球阀回位关闭，柱塞上升，消除气门间隙。当配气机构中的运动件磨损后，由于机油压力保持一定，这时候在机油压力的作用下，单向球阀打开，机油立即充满柱塞下的高压油腔，柱塞上升，气门间隙自动补偿。

正时带和带轮

发动机正时带或正时链条的主要作用是驱动发动机的配气机构，使发动机进、排气门在适当的时候开启或关闭，以保证发动机气缸能够正常地吸气和排气。在有些车型上，正时带还带动冷却液泵转动。如图 4-10 所示，正时带属于橡胶部件，随着发动机工作时间的增加，正时带和正时带轮等都会发生磨损或老化，因此，在规定的周期内必须更换正时带及附件。一旦正时带发生跳齿或断裂现象，发动机则不能正常工作，便会出现怠速不稳、加速不良现象或甚至损坏发动机。

发动机正时传动广泛地采用了链传动系统，因其具有结构紧凑、传递功率高、可靠性与耐磨性高、终身免维护等显著优点。但正时链条和链轮高速运转，磨损快、温度高，所以必须要设计相应的润滑系统进行冷却和润滑。链传动系统主要包括主动正时链轮、从动正时链轮和正时链条，链轮通过键连接方式与凸轮轴或曲轴连接，正时链条和链轮上还有正时记号。如图 4-11 所示，正时带、链条传动常用张紧器和张紧轮来保持正时带、链条在传动过程中适当的张紧力，从而避免正时带打滑，或避免正时带发生跳齿、脱齿而脱出，或者是防止链条松动、脱落，减轻链轮、链条磨损。