1. 气门传动组的作用及组成

气门传动组的作用是使气门按发动机配气相位规定的时刻及时开、闭，并保证规定的开启时间和开启高度。

气门传动组由凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂等组成，如图4-35 所示。

1）凸轮轴

凸轮轴（见图4-36）的作用是通过不断地旋转推动气门顶杆上下运动，进而控制气门的开启与关闭。

图4-35　气门传动组

图4-36　凸轮轴

凸轮轴的位置有下置式、中置式和上置式三种，如图4-37 所示。下置式配气机构的凸轮轴位于曲轴箱内，中置式配气机构的凸轮轴位于机体上部，上置式配气机构的凸轮轴位于气缸盖上。

现在大多数量产车的发动机配备的是上置式凸轮轴。上置式凸轮轴结构的主要优点是运动件少，传动链短，整个机构的刚度大，凸轮轴更加接近气门，减少了下置式凸轮轴由于凸轮轴和气门之间较大的距离而造成的往返动能的浪费。上置式凸轮轴的发动机由于气门开闭动作比较迅速，因而转速更高，运行的平稳度也比较好。

图4-37　凸轮轴的布置及传动形式

2）液压挺柱

液压挺柱（见图4-38）的作用是自动补偿气门间隙，它的优缺点如下。

优点：

（1）取消了调整气门间隙的一些部件，使结构大为简化。

（2）气门间隙可自动补偿，给装配、使用与维修带来方便，省力又省时。

（3）消除了由气门间隙引起的噪声、冲击等，减少了凸轮型面和挺柱顶面的摩擦、磨损。

缺点：

（1）液压挺柱尺寸小，结构紧凑且复杂，而且都是薄壁冷挤压件，加工难度大，

图4-38　挺柱

髙在焊接、热处理和精密加工等方面技术要求 。

（2）液压挺柱体磨损后，无法调整，只能换新。

（3）发动机冷起动时，油压和温度未达到正常要求时气门还会产生一些噪声，目前虽在结构上采取了一些缓解措施，但由此增加了工艺上的难度。

3）推 杆

气门推杆（见图4-39）的主要作用是将挺杆的推力传给摇臂，驱动气门开启。推杆的上、下端头经热处理并抛磨，以提高耐磨性。气门推杆的杆身有实心和空心两种。

图4-39　推杆

4）摇 臂(www.daowen.com)

气门摇臂（见图4-40）的作用是配合凸轮轴适时打开气门，完成发动机的进气和排气。在凸轮轴的旋转作用下使一端升起或者下降[直接或者通过齿轮从动件（升降杆）和推杆完成]，而另一端作用于阀杆上。当凸轮轴使外面的杆臂升起时，内部产生的力将压在阀杆上，从而打开作用阀。当外面的臂杆由于凸轮轴的作用而允许返回时，内部的臂杆上升，允许气门弹簧压缩关闭作用阀。

驱动凸轮可以推动摇杆臂在抱耳轴或者摇杆轴附近做上下运动，这样可以在凸轮滚子从动件的作用下使驱动凸轮与阀杆接触点处的磨损减少。同时，通过另一个凸轮滚子从动件的作用传递到第二个摇杆臂上做相似的运动，旋转摇杆轴，并且将动作通过齿轮从动件传递到提升阀上。在这种情况下，进气阀打开，使气体冲向气缸盖。

2. 配气相位

配气相位就是进、排气门的实际开闭时刻，通常用相对于上、下止点曲拐位置的曲轴转角的环形图来表示，如图4-41 所示。

图4-40　摇臂

图4-41　配气相位

在介绍四行程发动机工作原理时，为了便于理论分析，将进、排气过程分别看作是在活塞的一个行程即曲轴转动180°内完成的。实际上，由于汽车发动机转速较高，一个行程所占时间很短，当四行程式发动机以3 000 r/min 的转速运转时，一个行程的时间仅 0.01 s，而且凸轮驱动气门开启也需要一个过程，在这样气门全开的时间内，更短了。在这样短的时间内，很难做到进气充分、排气彻底。为了改善换气情况，气门的开启和关闭时刻已经不被限制在上、下止点处。采用提前打开或滞后关闭的方法来延长进、排气时间，这样发动机的实际进、排气行程对应的曲轴转角均大于180°，以便使进气更充分，排气更彻底。

1）进气相位

在排气终了，活塞到达上止点前，进气门就预先开启，从进气门开启到上止点间所对应的曲轴转角α 称为气提前角，一般为10°～30°。进气门提前开启，保证进气行程开始时，气门已经有较大的开度，有利于提高充气量。

活塞越过进气下止点（压缩行程开始）一段后，从下止点延迟至进气门关闭所对应的曲轴转角被称为进气滞后角，一般为30°～60°。延迟进气门关闭时刻，能够充分地利用进气行程结束前气缸内存在的压力差和较大的气流惯性继续进气。下止点过后，随着活塞的上行，气缸内压力逐渐增大，进气气流速度逐渐减小，当气缸内外的压力差消失，流速接近0 时，应关闭进气门。若进气滞后角过大会引起进气倒流现象。这样进气门开启时间用曲轴转角来表示为（180+α+β）°。

2）排气相位

在做功行程后期，活塞到达下止点前，排气门提前打开，从排气门打开到下止点所对应的曲轴转角称为排气提前角，一般为30°～60°。排气门适当提前打开，虽然消耗了一定的做功行程的功率，但可以利用较高的缸内压力将大部分燃烧废气迅速排出，待活塞上行时缸内压力已大大下降，可以使排气行程所消耗的功率减少。另外，高温废气提前排出也可防止发动机过热。

3. 配气机构正时的检查

配气正时就是按活塞的工作行程去配置进排气门的开启时间，使进排气门能够在正确的时间开启或关闭，保证新鲜空气能够供入充足，废气排放及时彻底。有了正确的配气正时还要有正确的点火正时，如果点火时刻不正确，如点火过早发动机会有爆震倾向，点火过迟会使功率损失过大。所以要对正时机构进行检查调整，以保证它的正确性。

点火正时的调整：在凸轮轴和曲轴的两个正时齿轮上均刻有正时记号，使用专用工具通过转动皮带轮使正时皮带轮上面的正时标记对应到齿形皮带防护罩的标记上。在拆卸驱动皮带前，先将曲轴转到第一缸压缩行程上止点位置。

安装正时皮带时，如果发生错误，轻微的会出现汽车无力，上坡加不起油；严重的会导致没有怠速，或怠速状态时发动机会出现严重发抖，加油时排气管发出爆破声；正时偏差太大的汽车根本无法起动。有些车型接通起动机时会听到发动机内有撞击声，这是活塞顶撞到气门的声音，只要发生这种情况发动机就需要大修。

4. 液压挺柱检测

液压挺柱的功用是接受凸轮的推力，并将这个推力传给气门，同时承受凸轮轴旋转时所施加的侧向力。在工作时，液压挺住可以利用发动机润滑油的压力调整其自身长度，以补偿气门传动机构中由于热膨胀、磨损等因素导致气门间隙降低到最小限度。液压挺柱可使发动机配气机构在工作过程中保持良好的气密性，保障发动机平稳工作。

如果液压挺住与凸轮轴间隙（见图4-42）不符合要求，或液压挺住本身出现问题，那么同样也会对气门的开启造成影响。

5. 凸轮轴检测

凸轮轴是活塞发动机里的一个部件。它的作用是控制气门的开启和闭合动作。虽然在四冲程发动机里凸轮轴的转速是曲轴的一半（在二冲程发动机中凸轮轴的转速与曲轴相同），但它的转速依然很高，而且需要承受很大的扭矩。因此，对凸轮轴的强度和刚度要求很高，其材质一般选用优质合金钢或合金钢。由于气门的运动规律关系到一台发动机的动力和运转特性，因此凸轮轴设计在发动机的设计过程中占据着十分重要的地位。

凸轮轴几乎位于发动机润滑系统的末端，因此润滑状况较差。如果机油泵因为使用时间过长等原因出现供油压力不足，或润滑油道堵塞造成润滑油无法到达凸轮轴，或轴承盖紧固螺栓拧紧力矩过大造成润滑油无法进入凸轮轴间隙，均会造成凸轮轴的异常磨损。

凸轮轴的异常磨损会导致凸轮轴与轴承座之间的间隙增大，凸轮轴运动时会发生轴向位移，从而产生异响。异常磨损还会导致驱动凸轮与液压挺杆之间的间隙增大，凸轮与液压挺杆结合时会发生撞击，从而产生异响。

凸轮轴有时会出现断裂等严重故障，常见原因有液压挺杆碎裂或严重磨损、严重的润滑不良、凸轮轴质量差以及凸轮轴正时齿轮破裂等。

有些情况下，凸轮轴的故障是人为原因引起的，如维修发动机时对凸轮轴没有进行正确的拆装，包括拆卸凸轮轴轴承盖时用锤子强力敲击或用改锥撬压，安装轴承盖时将位置装错导致轴承盖与轴承座不匹配，轴承盖紧固螺栓拧紧力矩过大等。在安装轴承盖时，应注意轴承盖表面上的方向箭头和位置号等标记，并严格按照规定力矩使用扭力扳手拧紧轴承盖紧固螺栓。

图4-42　凸轮轴与液压挺柱间隙