汽車構(gòu)造與拆裝(上冊(cè))23單元3配氣機(jī)構(gòu)

1、2022-4-27林德華 劉海峰 主 編蔡新峰 代 軍 薛寒松 副主編朱 軍 主 審2022-4-27整車發(fā)動(dòng)機(jī) 單元1 發(fā)動(dòng)機(jī)總成 單元2 曲柄連桿機(jī)構(gòu) 單元3 配氣機(jī)構(gòu) 單元4 汽油機(jī)燃料供給系統(tǒng) 單元5 柴油機(jī)燃料供給系統(tǒng) 單元6 潤(rùn)滑系統(tǒng) 單元7 冷卻系統(tǒng) 第一篇第二篇項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理項(xiàng)目二 配氣機(jī)構(gòu)的拆裝項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 一、配氣機(jī)構(gòu)的功用和組成 配氣機(jī)構(gòu)的功用是按照發(fā)動(dòng)機(jī)每一汽缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)或發(fā)火次序的要求，定時(shí)開啟和關(guān)閉各汽缸的進(jìn)氣門、排氣門，使新鮮可燃混合氣（汽油機(jī)）或空氣（柴油機(jī)）得以及時(shí)進(jìn)入汽缸，廢氣得以及時(shí)從汽缸中排出。進(jìn)入汽缸內(nèi)的可

2、燃混合氣或空氣對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響很大。進(jìn)氣量越多，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩越大、功率越高。 配氣機(jī)構(gòu)如圖2-3-1所示。配氣機(jī)構(gòu)由氣門組和氣門傳動(dòng)組組成。氣門組包括氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管和氣門彈簧等部件。氣門傳動(dòng)組主要包括凸輪軸、凸輪軸正時(shí)帶輪、正時(shí)齒形帶、張緊輪、液壓挺柱等部件。項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理圖2-3-1 配氣機(jī)構(gòu)項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，曲軸通過曲軸正時(shí)帶輪、正時(shí)齒形帶、凸輪軸正時(shí)帶輪驅(qū)動(dòng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)到凸輪的凸起部分頂?shù)揭簤和χ鶗r(shí)，通過液壓挺柱，壓縮氣門彈簧，使氣門離座，即氣門開啟。當(dāng)凸輪凸起部分離開液壓挺柱時(shí)，氣門便在氣門彈簧力的作用下上升而落座，氣

3、門關(guān)閉。 由于四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)每完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸旋轉(zhuǎn)2周，而各缸進(jìn)氣門、排氣門各開啟1次，完成一次進(jìn)氣和排氣，此時(shí)凸輪軸只旋轉(zhuǎn)1周，因此，曲軸與凸輪軸的轉(zhuǎn)速比為2 1，即凸輪軸正時(shí)帶輪的齒數(shù)是曲軸正時(shí)帶輪齒數(shù)的2倍。項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 二、配氣機(jī)構(gòu)主要部件的構(gòu)造 （一）氣門組 氣門及其相關(guān)零件稱為氣門組，氣門組的作用是實(shí)現(xiàn)汽缸的密封。配置一根氣門彈簧的標(biāo)準(zhǔn)型氣門組如圖2-3-2所示。圖2-3-2 氣門組項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 1氣門 1）氣門結(jié)構(gòu) 氣門的功用是與氣門座相配合，對(duì)汽缸進(jìn)行密封。氣門由頭部和桿部?jī)刹糠纸M成（圖2-3-3），頭部用來封閉汽缸的進(jìn)氣道、排氣道，

4、桿部用來為氣門的運(yùn)動(dòng)起導(dǎo)向作用。圖2-3-3 氣門結(jié)構(gòu)項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 （1）氣門頭部。氣門頭部的形狀有平頂、喇叭形頂和球面頂，如圖2-3-4所示。使用最多的是平頂氣門頭部，進(jìn)氣門、排氣門均可采用。喇叭形頂頭部多用于進(jìn)氣門，球面頂氣門頭部適用于排氣門。圖2-3-4 氣門頭部的形狀項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 氣門頭部與氣門座圈接觸的工作面，是與桿部同心的錐面，通常將這一錐面與氣門頂部平面的夾角稱為氣門錐角，如圖2-3-5所示，一般制作成30或45。 考慮到進(jìn)氣阻力比排氣阻力對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響大得多，為盡量減小進(jìn)氣阻力，一般進(jìn)氣門的尺寸略大于排氣門，這是因?yàn)檫M(jìn)氣是利用活塞下移

5、產(chǎn)生的真空來實(shí)現(xiàn)的，進(jìn)氣門大些，可提高進(jìn)氣效率；而排氣是通過活塞上升將廢氣排出的，排氣門即使是小一些也不會(huì)造成太大的影響。圖2-3-5 氣門錐角項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 （2）氣門桿。氣門桿是圓柱形，在氣門導(dǎo)管中不斷上、下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。氣門桿尾部結(jié)構(gòu)取決于氣門彈簧座的固定方式，常見的結(jié)構(gòu)形式如圖2-3-6所示。圖2-3-6 氣門彈簧座的固定方式項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 2）氣門數(shù) 在短時(shí)間內(nèi)能夠?qū)⒈M量多的氣體吸入和排出，在很大程度上影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能。從氣門在有限制的燃燒室表面積中所占的面積來看，與具有兩個(gè)氣門的汽缸相比，進(jìn)排氣門越多，則氣門面積之和就越大，進(jìn)氣效率、排氣效率越

6、高，而且可以使單個(gè)氣門的體積減小，質(zhì)量減輕。但氣門數(shù)越多，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，成本越高。項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 （1）2氣門式（圖2-3-7）。每個(gè)汽缸采用一個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門，一般進(jìn)氣門比排氣門大些。桑塔納2000GSi型乘用車AJR發(fā)動(dòng)機(jī)即采用此種形式。圖2-3-7 2氣門式的結(jié)構(gòu)形式項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 （2）3氣門式（圖2-3-8）。每個(gè)汽缸有2個(gè)進(jìn)氣門和1個(gè)排氣門，排氣門大對(duì)排出高溫氣體有利，能提高發(fā)動(dòng)機(jī)排氣性能。圖2-3-8 3氣門式的結(jié)構(gòu)形式項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 （3）4氣門式（圖2-3-9）。每個(gè)汽缸有2個(gè)進(jìn)氣門和2個(gè)排氣門，兩套凸輪軸裝置分別控制一

7、組進(jìn)、排氣門的開閉?？_拉（1.6L）乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)即采用4氣門結(jié)構(gòu)形式。圖2-3-9 4氣門式的結(jié)構(gòu)形式項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 （4）5氣門式。每個(gè)汽缸有3個(gè)進(jìn)氣門和2個(gè)排氣門，并以梅花開分布，如圖2-3-10所示。捷達(dá)王乘用車EA113型發(fā)動(dòng)機(jī)即采用5氣門結(jié)構(gòu)形式。圖2-3-10 5氣門式的結(jié)構(gòu)形式項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 2氣門座 汽缸蓋上的進(jìn)氣道、排氣道與氣門錐面相接合的部位稱為氣門座（圖2-3-11），氣門座的錐角和氣門錐角相同，一般也是30或45。氣門座不僅有密封作用，還起到了冷卻氣門的作用。圖2-3-11 氣門座項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 3氣門導(dǎo)管 氣門導(dǎo)

8、管（圖2-3-12）的功用是為氣門的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，保證氣門作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使氣門與氣門座能正確貼合。氣門桿與氣門導(dǎo)管之間一般留有0.050.12mm的間隙，使氣門桿能在導(dǎo)管中自由運(yùn)動(dòng)。圖2-3-12 氣門導(dǎo)管項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 4氣門彈簧 氣門彈簧的功用保證氣門及時(shí)落座并與氣門座或氣門座圈緊密貼合，同時(shí)也可防止氣門在發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)因跳動(dòng)而破壞密封。 氣門彈簧多為圓柱形螺旋彈簧，如圖2-3-13a）所示。安裝時(shí)，氣門彈簧的一端支承在汽缸蓋上，另一端則壓靠在氣門桿尾端的彈簧座上，彈簧座用鎖片固定在氣門桿的末端。為了防止彈簧發(fā)生共振，可采用變螺距的圓柱形彈簧，如圖2-3-13b）所示。大多數(shù)

9、高速發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)氣門裝有同心安裝的內(nèi)、外兩根氣門彈簧，如圖2-3-13c）所示。這樣不但可以防止共振，而且當(dāng)一根彈簧折斷時(shí)，另一根仍可維持工作。此外，還能減小氣門彈簧的高度。當(dāng)裝用兩根氣門彈簧時(shí)，氣門彈簧的螺旋方向和螺距應(yīng)各不相同，這樣可以防止折斷的彈簧圈卡入另一個(gè)彈簧圈內(nèi)。項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理圖2-3-13 氣門彈簧項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 （二）氣門傳動(dòng)組 氣門傳動(dòng)組的作用是使氣門按發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位規(guī)定的時(shí)刻及時(shí)開、閉，并保證規(guī)定的開啟時(shí)間和開啟高度。由于配氣機(jī)構(gòu)的布置形式多樣，氣門傳動(dòng)組的差別也很大。 1凸輪軸 1）凸輪軸結(jié)構(gòu) 凸輪軸主要由各缸進(jìn)氣凸輪、排氣凸輪、凸輪軸

10、軸頸等組成，如圖2-3-14所示。進(jìn)氣凸輪、排氣凸輪用于使氣門按一定的工作次序和配氣相位及時(shí)開閉，并保證氣門有足夠的升程。項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理圖2-3-14 凸輪軸的結(jié)構(gòu)項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 2）凸輪軸驅(qū)動(dòng)方式 凸輪軸的旋轉(zhuǎn)是依靠曲軸帶動(dòng)的，凸輪軸的驅(qū)動(dòng)方式有以下4種。 （1）鏈條驅(qū)動(dòng)式（圖2-3-15）。凸輪軸位于汽缸蓋上，由曲軸帶動(dòng)的曲軸鏈輪，通過正時(shí)鏈條驅(qū)動(dòng)凸輪軸上的鏈輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)。鏈條導(dǎo)槽和鏈條張緊裝置將張力傳遞至鏈條，以調(diào)節(jié)鏈條的張緊度。卡羅拉（1.6L）乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)即采用鏈條驅(qū)動(dòng)形式。圖2-3-15 鏈條驅(qū)動(dòng)式項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理

11、（2）正時(shí)齒形帶驅(qū)動(dòng)式（圖2-3-16）。由于正時(shí)齒形帶是由強(qiáng)度大、不易變形的纖維和橡膠制成，具有質(zhì)量輕、無噪聲、不需要潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn)，所以被廣泛使用。桑塔納2000GSi型乘用車AJR發(fā)動(dòng)機(jī)即采用此種形式。圖2-3-16 正時(shí)齒形帶驅(qū)動(dòng)式項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 （3）齒輪驅(qū)動(dòng)式（圖2-3-17）。齒輪驅(qū)動(dòng)式是在曲軸和凸輪軸之間用齒輪將曲軸的旋轉(zhuǎn)傳遞到凸輪軸的驅(qū)動(dòng)形式，具有傳動(dòng)準(zhǔn)確性更優(yōu)、高速時(shí)可靠性高等優(yōu)點(diǎn)；但制造精度高，成本高，現(xiàn)在僅限于賽車使用的發(fā)動(dòng)機(jī)。圖2-3-17 齒輪驅(qū)動(dòng)式項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 （4）輔助齒輪驅(qū)動(dòng)式（圖2-3-18）。汽缸蓋上一側(cè)的凸輪軸由曲軸通過

12、一根鏈條或一根正時(shí)齒形帶來驅(qū)動(dòng)，另一側(cè)的凸輪軸由安裝在凸輪軸上的齒輪來驅(qū)動(dòng)，這種方式稱為輔助齒輪驅(qū)動(dòng)式。圖2-3-18 輔助齒輪驅(qū)動(dòng)式項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 3）凸輪軸安裝位置與配氣機(jī)構(gòu)類型 根據(jù)凸輪軸安裝位置的不同，可將配氣機(jī)構(gòu)分成以下4種類型。 （1）下置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)（圖2-3-19）。下置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)是指進(jìn)氣門、排氣門安裝在汽缸蓋上，而凸輪軸安裝在汽缸體下部的配氣機(jī)構(gòu)。圖2-3-19 下置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，曲軸通過正時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)凸輪軸正時(shí)齒輪和凸輪軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)凸輪的凸起部位頂起挺柱時(shí)，經(jīng)推桿和氣門間隙調(diào)整螺釘推動(dòng)搖臂繞搖臂軸擺動(dòng)，壓縮

13、氣門彈簧使氣門開啟。當(dāng)凸輪的凸起部位離開挺柱時(shí)，氣門在氣門彈簧力的作用下逐漸關(guān)閉。 凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu)特點(diǎn)是凸輪軸與曲軸位置靠近，可以簡(jiǎn)單地用一對(duì)齒輪傳動(dòng)，需要較長(zhǎng)推桿、搖臂和搖臂軸等零部件，整個(gè)機(jī)構(gòu)的剛度差。多用于轉(zhuǎn)速較低的發(fā)動(dòng)機(jī)，如貨車用的柴油機(jī)等。項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 （2）中置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)（圖2-3-20）。中置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)是指進(jìn)、排氣門安裝在汽缸蓋上，而凸輪軸安裝在汽缸體中上部的配氣機(jī)構(gòu)。中置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)的凸輪軸一般采用鏈條傳動(dòng)或正時(shí)齒形帶傳動(dòng)，采用短推桿或省去推桿，但需要搖臂和搖臂軸。圖2-3-20 中置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 （3）單頂

14、置凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)（SOHC）。單頂置凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)（Single Over Head Camshaft，即SOHC）是通過一根凸輪軸驅(qū)使進(jìn)氣門、排氣門動(dòng)作，其特征為氣門和凸輪軸都設(shè)置在汽缸蓋上。凸輪軸由正時(shí)鏈條或正時(shí)齒形帶驅(qū)動(dòng)，不需要推桿，搖臂和搖臂軸可有可無。 單頂置凸輪軸、無搖臂和搖臂軸配氣機(jī)構(gòu)，如圖2-3-21所示。凸輪軸通過液壓挺柱直接驅(qū)動(dòng)氣門開啟，無推桿和搖臂總成，氣門排成一列。桑塔納2000GSi型乘用車AJR發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)即為此種形式。圖2-3-21 單頂置凸輪軸、無搖臂和搖臂軸配氣機(jī)構(gòu)項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 單頂置凸輪軸、單搖臂和搖臂軸配氣機(jī)構(gòu)，如圖2-3-22所

15、示。凸輪軸通過搖臂直接驅(qū)動(dòng)氣門開啟，氣門排成兩列。 通常在發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)裝配時(shí)，在氣門與其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中，留有適當(dāng)?shù)拈g隙，以補(bǔ)償氣門受熱后的膨脹量，這一預(yù)留間隙通常稱為氣門間隙。為了能夠檢查與調(diào)整氣門間隙，一般在搖臂（或挺柱）上裝有調(diào)整螺釘及其鎖緊螺母。圖2-3-22 單頂置凸輪軸、單搖臂和搖臂軸配氣機(jī)構(gòu)項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 單頂置凸輪軸、雙搖臂和搖臂軸配氣機(jī)構(gòu)，如圖2-3-23所示。凸輪軸分別通過進(jìn)氣搖臂和排氣搖臂驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門和排氣門開啟，由于進(jìn)氣門、排氣門排成兩列，所以驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門、排氣門的進(jìn)氣搖臂和排氣搖臂分別安裝在各自的搖臂軸上。圖2-3-23 單頂置凸輪軸、雙搖臂和搖臂軸配氣機(jī)構(gòu)項(xiàng)目

16、一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 單頂置凸輪軸、有搖臂、無搖臂軸配氣機(jī)構(gòu)，如圖2-3-24所示。凸輪軸位于搖臂上方，采用浮動(dòng)式搖臂（只有搖臂而無搖臂軸），在搖臂上設(shè)有滾動(dòng)軸承；搖臂與液壓挺柱采用球面接觸，并作為搖臂擺轉(zhuǎn)的支點(diǎn)，氣門排成一列。液壓挺柱可以自動(dòng)調(diào)整氣門間隙（使氣門間隙為0），減少了噪聲，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。圖2-3-24 單頂置凸輪軸、有搖臂、無搖臂軸配氣機(jī)構(gòu)項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 （4）雙頂置凸輪軸式配氣機(jī)構(gòu)（DOHC），如圖2-3-25所示。雙頂置凸輪軸式（Double Over Head Camshaft，即DOHC）進(jìn)氣門、排氣門分別由各自的凸輪軸控制（氣門排成兩列），凸輪軸

17、直接驅(qū)動(dòng)氣門，也可通過搖臂間接驅(qū)動(dòng)氣門。具有搖臂長(zhǎng)度短、質(zhì)量輕、驅(qū)動(dòng)氣門的相關(guān)部件易于適應(yīng)高轉(zhuǎn)速等優(yōu)點(diǎn)。另外，由于進(jìn)氣門、排氣凸輪軸是彼此相互獨(dú)立的，所以增大了氣門配置的自由度，火花塞可以設(shè)置在兩根凸輪軸之間，即燃燒室的正中央。卡羅拉（1.6L）乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)即為此種形式。圖2-3-25 雙凸輪軸頂置式配氣機(jī)構(gòu)（DOHC）項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 4）凸輪軸正時(shí)定位 如采用一對(duì)正時(shí)齒輪傳動(dòng)，小齒輪和大齒輪分別用鍵安裝在曲軸和凸輪軸的前端，其傳動(dòng)比為2：1。在裝配曲軸和凸輪軸時(shí)，必須將齒輪正時(shí)標(biāo)記對(duì)準(zhǔn)，如圖2-3-26所示，以保證正確的配氣相位和點(diǎn)火時(shí)刻。圖2-3-26 汽油機(jī)正

18、時(shí)齒輪機(jī)構(gòu)項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 凸輪軸上置式發(fā)動(dòng)機(jī)的正時(shí)記號(hào)通常有兩處，一處為曲軸正時(shí)記號(hào)，一處為凸輪軸正時(shí)記號(hào)。安裝時(shí)，兩處都必須對(duì)正，如圖2-3-27和圖2-3-28所示。圖2-3-27 曲軸正時(shí)帶輪上的正時(shí)標(biāo)記對(duì)齊圖2-3-28 凸輪軸位置正時(shí)標(biāo)記項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 2挺柱 挺柱的作用是將凸輪的推力傳遞給推桿或氣門桿，并承受凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)所施加的側(cè)向力。挺柱可分為普通挺柱和液壓挺柱兩種。 1）普通挺柱 配氣機(jī)構(gòu)采用的普通挺柱有筒式和滾輪式兩種結(jié)構(gòu)形式，如圖2-3-29所示。筒式挺柱中間為空心，在挺柱圓周鉆有通孔，便于筒內(nèi)收集的機(jī)油流出對(duì)挺柱底面及凸輪加以潤(rùn)滑；滾輪

19、式挺柱可以減少磨損，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，質(zhì)量較大，多用于大缸徑柴油機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)上。圖2-3-29 普通挺柱項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 2）液壓挺柱 乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用液壓挺柱，液壓挺柱的長(zhǎng)度能自動(dòng)調(diào)整，故不需要預(yù)留氣門間隙，也沒有氣門間隙調(diào)整裝置。如圖2-3-30所示，液壓挺柱由挺柱體、油缸、柱塞、止回球閥、止回球閥彈簧和柱塞彈簧等部件組成。圖2-3-30 液壓挺柱結(jié)構(gòu)項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 液壓挺柱的工作原理如圖2-3-31所示。當(dāng)凸輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪的凸起部分與挺柱頂面接觸時(shí)，挺柱在凸輪推動(dòng)力作用下向下移動(dòng)，高壓腔內(nèi)的機(jī)油被壓縮，止回球閥在壓力差和止回球閥彈簧的作用下關(guān)閉，高、低壓

20、油腔被分隔開。由于液體的不可壓縮性，整個(gè)挺柱如同一個(gè)剛體一樣下移推開氣門并保證氣門升程。圖2-3-31 液壓挺柱的工作原理項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 當(dāng)挺柱開始上行返回時(shí)，在彈簧向上頂壓和凸輪下壓的作用下，高壓油腔繼續(xù)封閉，液壓挺柱仍可認(rèn)為是一個(gè)剛體，直至上行到凸輪處于基圓即氣門關(guān)閉時(shí)為止。此時(shí)，汽缸蓋主油道中的機(jī)油經(jīng)量孔、斜油孔和挺柱體上的環(huán)形油槽再次進(jìn)入挺柱的低壓油腔，由于挺柱不再受凸輪推動(dòng)力和氣門彈簧力的作用，高壓油腔中的機(jī)油與復(fù)位彈簧推動(dòng)柱塞上行，高壓油腔的油壓下降，止回球閥打開，低壓油腔中的機(jī)油流入高壓油腔，使兩腔連通充滿機(jī)油。這時(shí)，液壓挺柱的頂面仍然和凸輪表面緊貼，從而起到了

21、補(bǔ)償氣門間隙的作用。 當(dāng)氣門受熱膨脹時(shí)，柱塞和油缸作軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)，高壓油腔中機(jī)油可經(jīng)過油缸與柱塞間縫隙被擠入低壓油腔。因此使用液壓挺柱時(shí)，可以不預(yù)留氣門間隙。項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 3推桿 在凸輪軸下置式或中置式的配氣機(jī)構(gòu)中，凸輪軸經(jīng)挺柱傳來的運(yùn)動(dòng)和作用力要通過推桿傳遞給搖臂。推桿可采用實(shí)心的，也可以采用空心的。推桿的結(jié)構(gòu)形式如圖2-3-32所示。圖2-3-32 推桿項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 4搖臂 搖臂的功用是將凸輪軸（或推桿）傳來的力作用到氣門桿尾部，推開氣門。搖臂實(shí)際上是利用杠桿原理工作的，SOHC和DOHC的不同之處在于搖臂軸位置不同，如圖2-3-33所示。圖2-3-

22、33 搖臂項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 三、配氣相位及可變的配氣相位 1配氣相位 用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)氣門、排氣門實(shí)際開閉時(shí)刻和開啟持續(xù)時(shí)間，稱為配氣相位。通常用相對(duì)于上止點(diǎn)、下止點(diǎn)曲拐位置的曲軸轉(zhuǎn)角的環(huán)形圖來表示，這種圖形稱為配氣相位圖，如圖2-3-34所示。 理論上，當(dāng)曲拐處在上止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)氣門開啟，下止點(diǎn)時(shí)關(guān)閉；排氣門則當(dāng)曲拐在下止點(diǎn)時(shí)開啟，上止點(diǎn)時(shí)關(guān)閉。進(jìn)氣時(shí)間和排氣時(shí)間各占180曲軸轉(zhuǎn)角。但實(shí)際上發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很高，活塞每一行程歷時(shí)相當(dāng)短，短的時(shí)間勢(shì)必會(huì)造成進(jìn)氣不足和排氣不凈，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。因此，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)都采取延長(zhǎng)進(jìn)氣、排氣時(shí)間的方法。項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理圖2-3-

23、34 配氣相位圖項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 （1）進(jìn)氣門早開和晚關(guān)。在排氣行程接近終了，活塞到達(dá)上止點(diǎn)之前，進(jìn)氣門便開始開啟，直到活塞越過了下止點(diǎn)以后，進(jìn)氣門才關(guān)閉。進(jìn)氣門提前開啟的目的是：為了保證進(jìn)氣行程開始時(shí)進(jìn)氣門已開大，減小了進(jìn)氣阻力，新鮮氣體能順利地充入汽缸。進(jìn)氣門遲后關(guān)閉目的是：由于活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，汽缸內(nèi)壓力仍低于大氣壓力，且氣流還有相當(dāng)大的慣性，可以利用氣流慣性和壓力差繼續(xù)進(jìn)氣。 （2）排氣門早開和晚關(guān)。在做功行程接近終了，活塞到達(dá)下止點(diǎn)之前，排氣門便開始開啟。直到活塞越過上止點(diǎn)后，排氣門才關(guān)閉。排氣門提前開啟的目的是：當(dāng)做功行程活塞接近下止點(diǎn)時(shí)，汽缸內(nèi)的氣體壓力對(duì)做功的作

24、用已經(jīng)不大，但仍比大氣壓力高，可利用此壓力使汽缸內(nèi)的廢氣迅速地自由排出。排氣門遲后關(guān)閉的目的是：由于活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，汽缸內(nèi)的殘余廢氣壓力高于大氣壓力，加之排氣時(shí)氣流有一定的慣性，仍可以利用氣流慣性和壓力差把廢氣排放得更干凈。項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 （3）氣門疊開。由于進(jìn)氣門在上止點(diǎn)前即開啟，而排氣門在上止點(diǎn)后才關(guān)閉，這就出現(xiàn)了在一段時(shí)間內(nèi)，進(jìn)氣門、排氣門同時(shí)開啟的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為氣門疊開。由于新鮮氣流和廢氣流的流動(dòng)慣性都比較大，在短時(shí)間內(nèi)是不會(huì)改變流向的，因此只要?dú)忾T疊開角選擇適當(dāng)，就不會(huì)有廢氣倒流入進(jìn)氣管和新鮮氣體隨同廢氣排出的可能性。項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 2可變配

25、氣相位 當(dāng)代發(fā)動(dòng)機(jī)有些具有可變的配氣相位，進(jìn)氣門的開啟和關(guān)閉時(shí)間可被調(diào)節(jié)。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)，增大進(jìn)氣門的升程，提前開啟和延遲關(guān)閉進(jìn)氣門，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，減少進(jìn)氣門的升程，延遲開啟和提前關(guān)閉進(jìn)氣門，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)經(jīng)濟(jì)性、穩(wěn)定性和減少排放污染物的要求。 奧迪A6、上海帕薩特B5乘用車裝備的ANQ5發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖2-3-35所示。它有3個(gè)進(jìn)氣門，排列位置錯(cuò)開，打開的時(shí)間也不同（中間的氣門先打開），使發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的新鮮空氣產(chǎn)生旋渦，加速和優(yōu)化混合氣的霧化，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩。項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理圖2-3-35 ANQ5發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)項(xiàng)目

26、一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 曲軸通過齒形帶首先驅(qū)動(dòng)排氣凸輪軸旋轉(zhuǎn)，排氣凸輪軸通過鏈條驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣凸輪軸旋轉(zhuǎn)，在兩軸之間設(shè)置一個(gè)可變氣門正時(shí)調(diào)整器，在內(nèi)部液壓缸的作用下，調(diào)整器可以上升和下降，以調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣凸輪軸的位置。液壓缸的油路與汽缸蓋上的油路連通，工作壓力由可變氣門正時(shí)電磁閥控制，而可變氣門正時(shí)電磁閥由ECU進(jìn)行控制。排氣凸輪軸位置是不可調(diào)的。可變氣門正時(shí)調(diào)整器結(jié)構(gòu)如圖2-3-36所示。圖2-3-36 ANQ5發(fā)動(dòng)機(jī)可變氣門正時(shí)調(diào)整器結(jié)構(gòu)項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 可變氣門正時(shí)調(diào)整器工作原理示意圖如圖2-3-37所示。圖2-3-37a）所示為功率位置（不進(jìn)行調(diào)整時(shí)的位置），即高速狀態(tài)

27、。為了充分利用進(jìn)氣流的慣性，進(jìn)氣遲關(guān)角增大，鏈條的上部較長(zhǎng)，而下部較短。排氣凸輪軸首先要拉緊下部鏈條成為緊邊，進(jìn)氣凸輪軸才能被排氣凸輪軸帶動(dòng)。就在下部鏈條由松變緊的過程中，排氣凸輪軸已轉(zhuǎn)過了一個(gè)角度，進(jìn)氣凸輪才開始動(dòng)作，進(jìn)氣門關(guān)閉得較遲，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)在高速時(shí)產(chǎn)生高功率。 圖2-3-37b）所示為轉(zhuǎn)矩位置，即低速狀態(tài)。通過可變氣門正時(shí)調(diào)整器向下的運(yùn)動(dòng)來縮短上部鏈條而加長(zhǎng)下部鏈條。由于排氣凸輪軸受到正時(shí)傳動(dòng)帶制約不能轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使進(jìn)氣凸輪軸偏轉(zhuǎn)一個(gè)角度，較早關(guān)閉進(jìn)氣門，使發(fā)動(dòng)機(jī)在中速和低速范圍內(nèi)能產(chǎn)生高轉(zhuǎn)矩。項(xiàng)目一 配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理圖2-3-37 可變氣門正時(shí)調(diào)整器工作原理示意圖項(xiàng)目一 配氣

28、機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理 卡羅拉乘用車發(fā)動(dòng)機(jī)采用是雙重智能可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)（雙VVT-i），即智能進(jìn)氣/排氣可變氣門正時(shí)系統(tǒng)，不僅能夠調(diào)節(jié)進(jìn)氣門的開閉時(shí)間，還能調(diào)節(jié)排氣門的開閉時(shí)間。 本田車系的某些發(fā)動(dòng)機(jī)采用“可變氣門配氣相位和氣門升程電子控制系統(tǒng)”（VTEC），可同時(shí)控制氣門開閉時(shí)間和凸輪的升程。項(xiàng)目二 配氣機(jī)構(gòu)的拆裝 本項(xiàng)目以卡羅拉（1.6L）乘用車配氣機(jī)構(gòu)氣門組件的拆裝為例進(jìn)行說明。 氣門組件的分解圖如圖2-3-38所示。圖2-3-38 氣門組件的分解圖項(xiàng)目二 配氣機(jī)構(gòu)的拆裝 1氣門組件的拆卸 （1）拆卸氣門桿蓋。如圖2-3-39所示，從汽缸蓋上拆下氣門桿蓋。注意：按正確的順序擺放拆下的零件

29、。圖2-3-39 氣門組件的拆卸（1）項(xiàng)目二 配氣機(jī)構(gòu)的拆裝 （2）拆卸進(jìn)氣門。如圖2-3-40所示，用SST 09202-70020（09202-00010）和木塊壓縮并拆下氣門座圈鎖片。拆下彈簧座圈、氣門彈簧和氣門。注意：按正確的順序擺放拆下的零件。圖2-3-40 氣門組件的拆卸（2）項(xiàng)目二 配氣機(jī)構(gòu)的拆裝 （3）拆卸排氣門。如圖2-3-41所示，用SST 09202-70020（09202-00010）和木塊壓縮并拆下氣門座圈鎖片。拆下彈簧座圈、氣門彈簧和氣門。注意：按正確的順序擺放拆下的零件。 （4）拆卸氣門桿油封。如圖2-3-42所示，用尖嘴鉗拆下油封。圖2-3-41 氣門組件的拆卸（3）圖2-3-42 氣門組件的拆卸（4）項(xiàng)目二 配氣機(jī)構(gòu)的拆裝 （5）拆卸氣門彈簧座。如圖2-3-43所示，用壓縮空氣和磁棒，吹入空氣以拆下氣門彈簧座。 （6）拆卸2號(hào)直螺紋塞。如圖2-3-44所示，用10mm直六角扳手拆下3個(gè)