在介绍四冲程发动机工作原理时，把气门的开闭时间与活塞行程、曲轴转角三者之间的关系作了理论上的简化，就是把进、排气过程都看作是在活塞的一个行程内，即曲轴转动 180度内完成的，进、排气门的开关时刻正好在活塞的上、下止点处。但实际情况并非如此，由于现代汽车发动机的转速都很高，为了保证气缸进气充分、排气彻底，气门实际开启和关闭时刻并不是正好在活塞的上、下止点处，而是适当地提前和延迟。配气相位是指进、排气门的开闭时刻和开启的持续时间，通常用曲轴转角来表示。配气相位常用环形图来表示，称配气相位图，如图3-8所示。
1．进气门的配气相位 1）进气提前角和迟后角
在排气行程接近终了，活塞到达上止点之前，进气门便开始开启。从进气门开始开启到上止点所对应的曲轴转角α称为进气提前角，α一般为10°~ 30°经过进气行程直到活塞越过下止点一定时间后，进气门才关闭。从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角β称为进气迟后角，β一般为40°~80°。可见，整个进气过程持续的时间(持续角)相当于曲轴转角为 α十180°十β。
2）进气门早开和迟关的目的
进气门早开，贝活塞到达上止点开始向下止点运动时，进气门已有一定开度，使新鲜气体顺利进入气缸。进气门迟关可充分利用气流的惯性和缸内外的压力差继续进气，加上进气门早开和迟关增加了进气时间。可见，进气门早开、迟关能增加气缸的充气量。
2．排气门的配气相位
1）排气提前角和迟后角在做功行程的后期，活塞到达下止点之前，排气门便开始
图3.8配气相位图 开启。从排气门开始开启到下止点所对应的曲
轴转角γ称为排气提前角，γ一般为 40°~ 80°。经过排气行程直到活塞越过上止点一定时间后，排气门才关闭。从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角δ称为排气迟后角，δ一般为10°~30°。可见，整个排气过程持续的时间(持续角)相当于曲轴转角为 γ十 180°十δ。
2）排气门早开和迟关的目的
排气门早开，使废气能利用自身压力迅速、自由地排出气缸，减小排气行程活塞上行的阻力，可缩短废气在气缸内的停留时间，防止发动机过热。排气门迟关，可利用废气压力和废气流的惯性继续排气，加上排气门早开和迟关延长了排气时间。所以，排气门早开、迟关可以使气缸内的废气排除得更为干净。
3．气门重叠与气门重叠角
由于进气门早开和排气门迟关，出现了在上止点附近的一段时间内进气门和排气门同时开启的现象，这种现象称为气门重叠。对应的曲轴转角（α十δ）称为气门重叠角。
气门重叠现象是不可避免的。由于新鲜气流和废气气流都有各自的流动惯性，在短时间内不会改变流向，只要角度选择合适，就不会出现废气倒流进气道和新鲜气体随废气一起排出的现象。相反，进入气缸内部的新鲜气体可增加气缸内的气体压力，有利于废气的排出。
4．配气相位图
由上面的分析可知，配气相位包括 α、β、γ、δ、α十180°+β、γ十180°十δ等角度，是一个很具体的概念。最有利的配气相位是由制造厂家通过反复试验来确定的。部分发动机的配气相位见表 3-2。
表 3-2
进气门 型 号 开启提前角α 上止点后1.2° 上止点后9° 51° 15° 10° 关闭延迟角β 持续角 180。十α十β 216.25° 开启提前角γ 排气门 关闭延迟角 δ 上止点前4.55° 上止点前 8° 47° 15° 10° 持续角 180°十γ十δ 216.25° 气门 重叠角 α十δ AJR 帕萨特B5(ANQ) 462Q CA6110 6BTA5.9 37.45° 40.8° 0° 36° 79° 45° 30° 207° 310° 240° 220° 38° 83° 45° 58° 210° 310° 240° 248° 0° 98° 30° 20° 六、配气机构构造 （一）气门组 （1）气门组的构造
气门组包括气门、气门座、气门导管、气门弹簧、气门锁片和油封等，如图3-9所示。其功用是保证实现气门对气缸的可靠密封。为保证实现气门对气缸的可靠密封，气门组应符
合如下要求：
1)气门头部与气门座贴合严密。
2)气门导管对气门杆的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互相垂直，以保证气门头在气门座上不偏斜。
4)气门弹簧的弹力足以克服气门及其传动件的运动惯性力，使气门能及时关闭，并保证气门紧压在气门座上。
图3.9 气门组 （2）气门
1）、气门的分类：气门分为进气门和排气门 2种。
2）、气门的功用：气门的功用是分别用来开关进、排气通道。 3）、气门的工作条件：气门的工作条件非常恶劣。
①气门直接与气缸内的高温燃气接触，受热严重，而散热困难，因此气门温度很高。排气门最高温度可达1050~1200K;进气门由于受到进气流的冷却，温度稍低，约为570~670K。
②气门承受气体力和气门弹簧力的作用，以及配气机构运动件惯性力的作用，使气门落座时受到冲击。
③气门在润滑条件很差的情况下以极高的速度开闭，并在气门导管内做高速往复运动。
4)气门在高温燃气中与腐蚀性气体接触而受到腐蚀。
（3）气门的材料气门的工作条件很差，故要求气门材料必须具有足够的强度、刚度、硬度，能耐高温、耐腐蚀、耐磨损。
进气门一般采用中碳合金钢制造，如铬钢、铬钼钢和镍铬钢等。排气门则多采用耐热合金钢制造，如硅铬钢、硅铬钼钢、硅铬锰钢等。高度强化的发动机趋于用21-4N奥氏体钢和铬镍钨钼钢。为了节约耐热合金钢，有的排气门头部用耐热合金钢，杆部用普通合金钢，然后将两者对焊在一起;还有的在排气门的气门锥面上堆焊或喷涂一层钨钴合金，以提高其硬度、耐磨性、耐高温性和耐腐蚀性，达到延
长气门使用寿命的目的。 图3.10 气门的构造
（4）气门的构造气门由头部和杆部两部分组成，如图3-10所示。 1）气门头部
(1)气门顶部的形状。气门顶部的形状有平顶、球面顶(凸顶)和喇叭形顶(凹顶 )3种，如图3-11所示。平顶气门结构简单，制造容易，受热面积小，故应用最广泛。球面顶气门
刚度大，适用于排气门。喇叭形顶气门呈漏斗形，头部与
图3.11气门头部形状 杆部有较大的过渡圆弧，使气流阻力减小，但
受热面积较大，故仅用于进气门。
(2)气门密封锥面。气门密封锥面是与杆身间，心的圆锥面，用来与气门座接触，起到密封气道的作用。采用密封锥面有以下好处:
①能提高密封性和导热性。 ②气门落座时，有自定位作用。 ③避免气流拐弯过大而降低流速。 ④能挤掉接触面的沉淀物，起自洁作用。
气门密封锥面与气门顶平面之间的夹角，称为气门锥角，如图3-14所示。气门锥角有30°和 45°两种，排气门一般采用45°以保证受高温的排气门头部有足够的刚度；进气门可采用30°或 45°，采用30°时气门开启 时通道断面较大，而采用45°时维修方便。
(3)气门头部直径。通常进气门头部直径大于排气门头部直径。有时为了加工简单，进、
排气门直径做成一样大。由于进、排气门工作条件 图3.12 气门锥角 不同，所用材料不同，为了避免搞错，进、排气门上刻有记号。
气门顶部边缘与气门密封锥面之间应有一定的厚度，一般为1~3mm，以防止在工作中受冲击损坏或被高温气体烧坏。
2）气门杆部
(1)气门杆的作用与结构。气门杆与气门导管配合，为气门运动导向和传热。气门杆身为圆柱形，气门杆的尾部结构随气门弹簧座的固定方式不同而异。
(2)气门弹簧座的固定。气门杆的尾部用来固定气门弹簧座，其结构随气门弹簧座的
固定方式不同而异。常用的固定方式有锥形锁片式和锁销式两种，如图3-13所示。锥形锁片式在气门杆尾部开有不同形状的尾槽，将分成两半的锥形锁片卡住锥形内的弹簧座。锁销式则在气门杆尾部制有径向孔用来安装锁销。
(3)气门机油(润滑油)防漏装置。适量的机油进入气门导管与气门之间的间隙，对于气门杆的润滑是必要的。但如果进入的机油过多，将会在气缸内造成积炭
和在气门上产生沉积物，使机油消耗增加。 图3.13 气门弹簧座的固定方式
需要指出的是，进气管中有一定的真空度，机油会从气门杆与导管之间的间隙被吸入进气管并进入气缸。因此，有的发动机在气门杆上设有机油(润滑油)防漏装置。常见的几种防漏装置结构形式
图3.14气门机油防漏装置 如图3-14所示。 （三）气门座与气门座圈
进、排气道口与气门密封锥面直接贴合的部位称为气门座。如图3.15所示。 （一）气门座的功用
气门座与气门头部密封锥面配合对气缸起密封作用，同时气门头部的热量亦经过气门座外传，起到对气门散热的作用。
（二）气门座的形式与材料
气门座可以在气缸盖或气缸体上直接镗出；也可以单独制成气门座圈，镶嵌在气缸盖或气缸体上。气门座圈用耐热合金钢或耐热合金铸铁制成。
气门座圈不但耐高温、耐磨损和耐冲击、使用寿命长，而且易于更换。缺点是导热性差，加工精度高，如果与缸盖上的座孔公差配合选择不当，还可能发生
图3.15气门座 脱落而造成事故。因为气门座圈热负荷大，温差变化大，又受气门落座时的冲击，为了保证散热和防止脱落，气门座圈与座孔之间应有较高的加工精度、较低的粗糙度和较大的配合过盈，因而压入时应将气门座圈冷缩或将气门座孔部位加热。也有的气门座圈在压入后，再用点冲法将座孔周围冲压，使其内收少许；或用点焊法，使气