第三章配氣機構(gòu)(高職高專汽車構(gòu)造)

1、汽車構(gòu)造汽車構(gòu)造第三章 配氣機構(gòu)第二章第二章 小結(jié)小結(jié)配氣機構(gòu)的功用及組成配氣機構(gòu)的功用及組成一、功用一、功用使新鮮可燃混合氣使新鮮可燃混合氣( (汽油機汽油機) )或空氣或空氣( (柴油機柴油機) )得以及時得以及時進入氣缸，廢氣得進入氣缸，廢氣得以及時從氣缸排出。以及時從氣缸排出。按照發(fā)動機每個氣缸按照發(fā)動機每個氣缸內(nèi)所進行的工作循環(huán)內(nèi)所進行的工作循環(huán)和點火次序的要求，和點火次序的要求，定時開啟和關(guān)閉氣缸定時開啟和關(guān)閉氣缸的進、排氣門的進、排氣門，3.1概述概述v v= =M/MM/M0 0 M M 進氣過程中，實際進進氣過程中，實際進入氣缸的新氣的質(zhì)量；入氣缸的新氣的質(zhì)量； M Mo o

2、在理想狀態(tài)下，充滿在理想狀態(tài)下，充滿氣缸工作容積的新氣質(zhì)量。氣缸工作容積的新氣質(zhì)量。 術(shù)語：充氣效率術(shù)語：充氣效率在進氣行程中，實際進入氣缸內(nèi)的新鮮空氣或在進氣行程中，實際進入氣缸內(nèi)的新鮮空氣或可燃混合氣的質(zhì)量與在進氣系統(tǒng)理想狀態(tài)下充可燃混合氣的質(zhì)量與在進氣系統(tǒng)理想狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的新鮮空氣或可燃混合氣的質(zhì)滿氣缸工作容積的新鮮空氣或可燃混合氣的質(zhì)量之比。量之比。 四沖程汽油機0.70.85；四沖程非增壓柴油機0.750.90四沖程增壓柴油機0.901.05配氣機構(gòu)型式配氣機構(gòu)型式 氣孔式配氣機構(gòu) 氣門式配氣機構(gòu)目前國產(chǎn)的汽目前國產(chǎn)的汽車發(fā)動機都采車發(fā)動機都采用氣門頂置式用氣門頂置式配氣機

3、構(gòu)。配氣機構(gòu)。 壓縮比受到限壓縮比受到限制，進排氣門制，進排氣門阻力較大，發(fā)阻力較大，發(fā)動機的動力性動機的動力性和高速性均較和高速性均較差，逐漸被淘差，逐漸被淘汰。汰。 3.1.1配氣機構(gòu)分類配氣機構(gòu)分類凸輪軸下置凸輪軸下置凸輪軸中置凸輪軸中置凸輪軸上置凸輪軸上置2.凸輪軸的布置型式傳動方式傳動方式圖圖 示示應(yīng)應(yīng) 用用齒輪傳動齒輪傳動 凸輪軸下置、凸輪軸下置、中置式配氣機構(gòu)中置式配氣機構(gòu)鏈條傳動鏈條傳動 凸輪軸上置式凸輪軸上置式配氣機構(gòu)配氣機構(gòu) 齒形帶傳動齒形帶傳動 凸輪軸上置式凸輪軸上置式配氣機構(gòu)配氣機構(gòu)3、凸輪軸的傳動方式每每缸缸四四氣氣門門的的布布置置4. 氣門數(shù)目及排列方式氣門數(shù)目及排

4、列方式每每缸缸氣氣門門數(shù)數(shù)氣門間隙氣門間隙：為保證氣門關(guān)閉嚴密，通常發(fā)動機在冷態(tài)裝為保證氣門關(guān)閉嚴密，通常發(fā)動機在冷態(tài)裝配時，在氣門與氣門傳動零件（搖臂、挺柱或凸輪）配時，在氣門與氣門傳動零件（搖臂、挺柱或凸輪）之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙。之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙。氣氣 門桿門桿凸輪軸凸輪軸氣門氣門間間 隙隙進氣門進氣門0.250.250.30mm0.30mm排氣門排氣門0.300.300.35mm0.35mm1 1、概念：、概念：3.1.2氣門間隙氣門間隙實實 物物 圖圖測量氣門間隙測量氣門間隙 用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進、用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進、排氣門開閉時刻及從開排氣門開閉時刻及從開啟到關(guān)閉所經(jīng)歷的時間，啟到關(guān)閉

5、所經(jīng)歷的時間，稱為稱為配氣定時（配氣相配氣定時（配氣相位）位）。一、概念一、概念3.1.3配氣相位配氣相位1.進氣門的配氣相位進氣門的配氣相位 進氣提前角 進氣遲后角上止點上止點下止點下止點2.排氣門的配氣相位排氣門的配氣相位 排氣提前角 排氣遲后角配氣相位演示3.氣門的疊開氣門的疊開二、氣門重疊氣門重疊：氣門重疊：當(dāng)進氣門早開和排氣門遲關(guān)時，出當(dāng)進氣門早開和排氣門遲關(guān)時，出現(xiàn)的進排氣門同時開啟的現(xiàn)象。現(xiàn)的進排氣門同時開啟的現(xiàn)象。 氣門重疊角：氣門重疊角：氣門同時開啟的角度（氣門同時開啟的角度（ + + ）。）。排氣過程排氣過程進氣過程進氣過程氣門重疊角氣門重疊角 氣門 氣門座 氣門導(dǎo)管 氣門

6、彈簧3.23.2 氣門組氣門組A A、進氣門、進氣門570K570K670K670K，排氣門，排氣門1050K1050K1200K1200K； B B、頭部承受氣體壓力、氣門彈簧力及配、頭部承受氣體壓力、氣門彈簧力及配氣機構(gòu)運動件的慣性力等；氣機構(gòu)運動件的慣性力等； C C、冷卻和潤滑條件差；、冷卻和潤滑條件差； D D、被氣缸中燃燒生成物中的、被氣缸中燃燒生成物中的物質(zhì)所腐蝕。物質(zhì)所腐蝕。 功用：功用：燃燒室的組成部分，是氣體進、出燃燒室通道的開關(guān)，燃燒室的組成部分，是氣體進、出燃燒室通道的開關(guān)，承受沖擊力、高溫沖擊、高速氣流沖擊。承受沖擊力、高溫沖擊、高速氣流沖擊。 頭部頭部桿部桿部工作條

7、件：工作條件：性能：性能： 強度和剛度大、耐熱、強度和剛度大、耐熱、耐腐蝕、耐磨耐腐蝕、耐磨進氣門：鉻鋼進氣門：鉻鋼或鉻鎳鋼；或鉻鎳鋼； 排氣門：硅鉻排氣門：硅鉻鋼鋼3.2.1、氣門、氣門氣門頭部氣門頭部的結(jié)構(gòu)形的結(jié)構(gòu)形式式平頂式平頂式結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，吸熱面積小，質(zhì)量也較小，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，吸熱面積小，質(zhì)量也較小，進、排氣門都可采用。進、排氣門都可采用。凸頂式凸頂式（球面頂）（球面頂）適用于排氣門，因為其強度高，排氣阻力小，廢氣適用于排氣門，因為其強度高，排氣阻力小，廢氣的清除效果好，但球形的受勢面積大，質(zhì)量和慣性的清除效果好，但球形的受勢面積大，質(zhì)量和慣性力大加工較復(fù)雜。力大加工較復(fù)

8、雜。凹頂式凹頂式（喇叭頂）（喇叭頂）凹頂頭部與桿部的過渡部分具有一定的流線形，可凹頂頭部與桿部的過渡部分具有一定的流線形，可以減少進氣阻力，但其頂部受熱面積大，故適用于以減少進氣阻力，但其頂部受熱面積大，故適用于進氣門，而不宜用于排氣門。進氣門，而不宜用于排氣門。氣門桿部較高的加工精較高的加工精度，表面經(jīng)過度，表面經(jīng)過熱處理和磨光，熱處理和磨光，保證同氣門導(dǎo)保證同氣門導(dǎo)管的配合精度管的配合精度和耐磨性和耐磨性氣門桿尾部：氣門桿尾部：環(huán)形槽、鎖銷環(huán)形槽、鎖銷孔孔凹槽凹槽易斷裂處易斷裂處氣門尾端形狀氣門實物圖進氣門（大）進氣門（大）排氣門（?。┡艢忾T（?。?.2.2.氣門座與氣門座圈 氣門座概念：

9、氣門座概念： 氣缸蓋的進、排氣道與氣門錐面相結(jié)氣缸蓋的進、排氣道與氣門錐面相結(jié) 合的部位。合的部位。 作用：作用： 靠其內(nèi)錐面與氣門錐面的緊密貼合密靠其內(nèi)錐面與氣門錐面的緊密貼合密封氣缸。封氣缸。 接受氣門傳來的熱量。接受氣門傳來的熱量。 氣門密封干涉角：氣門密封干涉角： 比氣門錐角大比氣門錐角大0.50.51 1度的氣門座圈錐角。度的氣門座圈錐角。 氣門座氣門座氣門錐角氣門錐角氣門錐角概念：氣門錐角概念：氣門頭部與氣門座圈接觸的錐面與氣門頂氣門頭部與氣門座圈接觸的錐面與氣門頂部平面的夾角。部平面的夾角。錐角作用：錐角作用： A A、獲得較大的氣門座合壓力，提高密封性和導(dǎo)熱性。、獲得較大的氣門

10、座合壓力，提高密封性和導(dǎo)熱性。 B B、氣門落座時有較好的對中、定位作用。、氣門落座時有較好的對中、定位作用。C C、避免氣流拐彎過大而降低流速。、避免氣流拐彎過大而降低流速。裝配前應(yīng)將密裝配前應(yīng)將密封錐面研磨。封錐面研磨。邊緣應(yīng)保持一定的邊緣應(yīng)保持一定的厚度，厚度，1 13mm3mm。汽油機：汽油機：排氣門采用鑲嵌式氣門座排氣門采用鑲嵌式氣門座 柴油機：柴油機：進氣門采用鑲嵌式氣門座進氣門采用鑲嵌式氣門座 2.2.氣門座圈：氣門座圈： 以較大過盈量鑲嵌在氣門座上的圓環(huán)。以較大過盈量鑲嵌在氣門座上的圓環(huán)。鑲嵌式氣門座特點：鑲嵌式氣門座特點： 優(yōu)點：優(yōu)點：提高氣門座的使用壽命，便于更換。提高氣門

11、座的使用壽命，便于更換。 缺點：缺點：導(dǎo)熱性差，加工精度高，脫落時易造導(dǎo)熱性差，加工精度高，脫落時易造成嚴重事故。成嚴重事故。氣門座圈氣門座圈3.2.3.3.2.3.氣門導(dǎo)管氣門導(dǎo)管作用：作用： 為氣門的運動導(dǎo)向，為氣門的運動導(dǎo)向，保證氣門直線運動兼起導(dǎo)保證氣門直線運動兼起導(dǎo)熱作用。熱作用。 工作條件：工作條件： 工作溫度較高，工作溫度較高，約約500K500K。潤滑困難，易磨。潤滑困難，易磨損。損。 材料：材料： 用含石墨較多的鑄用含石墨較多的鑄鐵，能提高自潤滑作用。鐵，能提高自潤滑作用。 加工方法：加工方法：外表面加工精度外表面加工精度較高較高，內(nèi)表面精絞。內(nèi)表面精絞。 裝配：裝配： 氣門

12、桿與氣門間隙氣門桿與氣門間隙0.050.050.12mm0.12mm。 氣門導(dǎo)氣門導(dǎo)管管氣缸氣缸蓋蓋過盈配合過盈配合卡環(huán)：防止氣門卡環(huán)：防止氣門導(dǎo)管在使用中脫導(dǎo)管在使用中脫落。落。伸入深度應(yīng)適量。錐伸入深度應(yīng)適量。錐度可減少氣流阻力。度可減少氣流阻力。3.2.4.3.2.4.氣門彈簧氣門彈簧功用：功用：保證氣門的回位。保證氣門的回位。 材料：材料：高錳碳鋼、鉻釩鋼。高錳碳鋼、鉻釩鋼。氣門彈簧氣門彈簧氣門彈簧座氣門彈簧座鎖夾鎖夾氣門關(guān)閉氣門關(guān)閉 保證氣門及保證氣門及時關(guān)閉、密封時關(guān)閉、密封氣門開啟氣門開啟 保證氣門不保證氣門不脫離凸輪脫離凸輪 防止共振：防止共振：提高氣門彈簧的剛度；采用不等螺距

13、的圓柱彈簧；采用雙氣門彈簧。(a)粗徑等螺距彈簧(b)變螺距彈簧(c)雙彈簧5.氣門旋轉(zhuǎn)機構(gòu) 作用：作用： 防止氣門局部過熱引起的變形和清除氣門座積炭。防止氣門局部過熱引起的變形和清除氣門座積炭。組成：組成： 功用功用：定時驅(qū)動氣門開閉，并保證氣門有足夠的開度和適定時驅(qū)動氣門開閉，并保證氣門有足夠的開度和適當(dāng)?shù)臍忾T間隙。當(dāng)?shù)臍忾T間隙。凸輪軸凸輪軸挺柱挺柱推桿推桿搖臂搖臂凸輪軸正凸輪軸正時齒輪時齒輪搖臂軸搖臂軸3.3.2氣門傳動組氣門傳動組1.凸輪軸結(jié)構(gòu)作用：作用： 驅(qū)動和控制各缸氣門的開啟和關(guān)閉，使其符合發(fā)動驅(qū)動和控制各缸氣門的開啟和關(guān)閉，使其符合發(fā)動機的工作順序、配氣相位和氣門開度的變化規(guī)律

14、等要求。機的工作順序、配氣相位和氣門開度的變化規(guī)律等要求。 工作條件：工作條件： 承受氣門間歇性開啟的沖擊載荷。承受氣門間歇性開啟的沖擊載荷。 材料：材料： 優(yōu)質(zhì)鋼、合金鑄鐵、球墨鑄鐵優(yōu)質(zhì)鋼、合金鑄鐵、球墨鑄鐵 結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：軸頸軸頸斜齒輪斜齒輪凸輪凸輪偏心輪偏心輪正時齒輪正時齒輪斜齒輪：斜齒輪：驅(qū)動分電器、驅(qū)動分電器、（機油泵）（機油泵）偏心輪：偏心輪：驅(qū)動器汽油泵驅(qū)動器汽油泵2.凸輪凸輪性能：凸輪性能： 承受氣門彈簧的張力，間歇性承受氣門彈簧的張力，間歇性的沖擊載荷。的沖擊載荷。 表面有良好的耐磨性，足夠的表面有良好的耐磨性，足夠的剛度。剛度。 凸輪與挺柱線接觸，凸輪與挺柱線接觸，接觸壓力大

15、，磨損接觸壓力大，磨損快?？?。工作條件：工作條件：凸輪的輪廓凸輪的輪廓凸輪輪廓與氣門的運動規(guī)律凸輪輪廓與氣門的運動規(guī)律氣門開啟點氣門開啟點消除氣門間消除氣門間隙階段隙階段氣門升程最大時刻氣門升程最大時刻氣門關(guān)閉點氣門關(guān)閉點出現(xiàn)氣門間出現(xiàn)氣門間隙階段隙階段緩沖結(jié)束點緩沖結(jié)束點3.3.同名凸輪的相對角位置同名凸輪的相對角位置 同一氣缸的進、排氣凸輪的相對角位置是與相應(yīng)的配氣同一氣缸的進、排氣凸輪的相對角位置是與相應(yīng)的配氣相位相對應(yīng)的。相位相對應(yīng)的。四缸發(fā)動機凸輪投影四缸發(fā)動機凸輪投影點火順序：點火順序： 124312434.凸輪軸的驅(qū)動A A、齒輪傳動：應(yīng)用在下置凸輪軸發(fā)動機。采用斜齒齒輪。、齒輪

16、傳動：應(yīng)用在下置凸輪軸發(fā)動機。采用斜齒齒輪。正時齒輪及正時標記正時齒輪及正時標記B B、鏈條傳動：鏈條傳動噪聲、鏈條傳動：鏈條傳動噪聲小，用于中置式或頂置式凸小，用于中置式或頂置式凸輪軸發(fā)動機。輪軸發(fā)動機。c、齒形帶傳動：曲軸正時齒曲軸正時齒形帶輪形帶輪中間軸齒形中間軸齒形帶輪帶輪張緊輪張緊輪凸輪軸正時凸輪軸正時齒形帶輪齒形帶輪凸輪軸的軸向定位凸輪軸的軸向定位:作用：作用： 為了防止凸輪軸在工作中產(chǎn)生軸向竄動和承受斜齒輪為了防止凸輪軸在工作中產(chǎn)生軸向竄動和承受斜齒輪產(chǎn)生的軸向力。產(chǎn)生的軸向力。3.3.2.挺 柱（1 1）作用：）作用：將凸輪的推力傳給推桿或氣門。將凸輪的推力傳給推桿或氣門。 （

17、2 2）挺柱的分類：）挺柱的分類：普通挺柱和液力挺柱。普通挺柱和液力挺柱。普通普通挺柱挺柱用途用途圖示圖示筒式筒式氣門頂置式氣門頂置式滾輪滾輪式式減小摩擦所造成減小摩擦所造成的對挺柱的側(cè)向的對挺柱的側(cè)向力。多用于大缸力。多用于大缸徑柴油機。徑柴油機。液力挺柱結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：性能：性能： 消除了配氣機消除了配氣機構(gòu)的間隙，構(gòu)的間隙，減小了減小了各零件的沖擊載荷各零件的沖擊載荷和噪聲提高發(fā)動機和噪聲提高發(fā)動機高速時的性能。高速時的性能?？ōh(huán)卡環(huán)閥架閥架支承支承座座單向單向閥閥柱塞柱塞彈簧彈簧碟形碟形彈簧彈簧挺桿挺桿體體柱塞柱塞推桿推桿桑塔納發(fā)動機液壓挺柱工作示意圖桑塔納發(fā)動機液壓挺柱工作示意圖氣門關(guān)閉

18、時氣門關(guān)閉時氣門打開時氣門打開時單向閥單向閥彈簧被壓縮彈簧被壓縮3.3.3氣門推桿作用：作用： 將挺柱傳來的推將挺柱傳來的推力傳給搖臂。力傳給搖臂。 工作情況：工作情況： 是氣門機構(gòu)中最是氣門機構(gòu)中最容易彎曲的零件。容易彎曲的零件。 材料：材料： 硬鋁或鋼。硬鋁或鋼。 短臂短臂 長臂長臂3.3.4搖臂和搖臂軸功用：功用： 搖臂結(jié)構(gòu)示意圖搖臂結(jié)構(gòu)示意圖將推桿或凸輪傳來的力改變方向，作用到氣門桿端以推將推桿或凸輪傳來的力改變方向，作用到氣門桿端以推開氣門。開氣門。搖臂搖臂分類：分類：普通搖臂和無噪聲搖臂。普通搖臂和無噪聲搖臂。3.3.5氣門間隙調(diào)整氣門間隙調(diào)整3.4 可變進氣系統(tǒng) 采用可變配氣定時機構(gòu)可以改善發(fā)動機的性能。 發(fā)動機轉(zhuǎn)速不同，要求不同的配氣定時。當(dāng)發(fā)動機在低速運轉(zhuǎn)時，氣流慣性小，若此時配氣定時保持不變，則部分進氣將被活塞推出氣缸，使