汽車構(gòu)造-4發(fā)動(dòng)機(jī)-配氣機(jī)構(gòu)201407

四、配氣機(jī)構(gòu)主講：張永波《汽車構(gòu)造》學(xué)習(xí)內(nèi)容

1．配氣機(jī)構(gòu)的作用、組成與分類

2．氣門組零部件的結(jié)構(gòu)與作用

3．氣門傳動(dòng)組零部件的結(jié)構(gòu)與作用

4．可變進(jìn)氣簡(jiǎn)介課后思考與練習(xí)

本章總結(jié)1．配氣機(jī)構(gòu)的作用、組成與分類2．氣門組零部件的構(gòu)造與檢修3．氣門傳動(dòng)組零部件的構(gòu)造與檢修4．可變配氣機(jī)構(gòu)的控制與檢修1.配氣機(jī)構(gòu)的作用、組成與分類配氣機(jī)構(gòu)的作用配氣機(jī)構(gòu)的作用：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的需要，定時(shí)開閉進(jìn)氣門，使新鮮可燃混合氣或空氣進(jìn)入氣缸，定時(shí)開閉排氣門使廢氣及時(shí)從氣缸排出。

門要開得好，不遲也不早，不多也不少，既要開得快，又要關(guān)得牢，還得噪聲??！配氣機(jī)構(gòu)的組成配氣機(jī)構(gòu)包括：氣門組、氣門傳動(dòng)組氣門的布置凸輪軸的布置分類1-單頂置凸輪軸SOHC分類2-雙頂置凸輪軸的驅(qū)動(dòng)帶搖臂驅(qū)動(dòng)直接驅(qū)動(dòng)挺柱SOHC與DOHC的比較

SOHC

—

中低速性能好，配氣不可變，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。DOHC—

高速性能好，效率高，易實(shí)現(xiàn)可變配氣，工藝較復(fù)雜、成本較高。比較結(jié)果：DOHC

略勝一籌充氣效率：在每個(gè)循環(huán)中，實(shí)際進(jìn)入氣缸內(nèi)的充量與在大氣壓力狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的理論充量的比值。充氣效率汽油機(jī)：0.7～0.85；柴油機(jī)：0.75～0.9配氣相位理論上：四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門應(yīng)該在曲拐處在上止點(diǎn)時(shí)開啟，在曲拐轉(zhuǎn)到下止點(diǎn)時(shí)關(guān)閉；排氣門則應(yīng)該在曲拐在下止點(diǎn)時(shí)開啟，在上止點(diǎn)時(shí)關(guān)閉。實(shí)際上：進(jìn)、排氣門不按理論時(shí)刻開閉。配氣相位：進(jìn)、排氣門的實(shí)際開啟和關(guān)閉的時(shí)刻以曲軸轉(zhuǎn)角的形式表示，也稱作配氣定時(shí)。配氣相位圖為什么氣門要早開晚關(guān)？發(fā)動(dòng)機(jī)的曲軸轉(zhuǎn)速很高，活塞每一行程歷時(shí)都很短，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為6000r／min時(shí)，一個(gè)行程歷時(shí)僅為60／（6000×2)＝0.005s），往往會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)充氣不足或排氣不凈，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)都采取延長(zhǎng)進(jìn)、排氣時(shí)間的方法即：氣門的開啟和關(guān)閉的時(shí)刻分別提早和延遲一定曲軸轉(zhuǎn)角，以改善進(jìn)、排氣狀況，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性。進(jìn)氣相位分析進(jìn)氣開始時(shí)刻：提前100-300開啟進(jìn)氣關(guān)閉時(shí)刻：延遲400-800關(guān)閉

目的：保證進(jìn)氣行程開始時(shí)進(jìn)氣門已開大，新鮮氣體能順利地充入氣缸。當(dāng)活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)壓力仍低于大氣壓力，在壓縮行程開始階段，活塞上移速度較慢的情況下，仍可以利用氣流慣性和壓力差繼續(xù)進(jìn)氣，因此進(jìn)氣門晚關(guān)一點(diǎn)是有利于充氣的。排氣相位分析排氣開始時(shí)刻：提前400-800開啟排氣關(guān)閉時(shí)刻：延遲100-300關(guān)閉原因分析：作功行程活塞接近下止點(diǎn)時(shí)，氣體有0.3-0.4MPa壓力，但作功作用不大，若稍開啟排氣門，大部分廢氣在此壓力作用下可迅速自缸內(nèi)排出，當(dāng)活塞到下止點(diǎn)時(shí)，缸內(nèi)壓力已下降約為0.115MPa，減少了活塞上行時(shí)的排氣阻力，高溫廢氣的迅速排出，還可以防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱。當(dāng)活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，廢氣壓力仍高于大氣壓力，加之排氣時(shí)氣流有一定慣性，所以排氣門遲一點(diǎn)關(guān)，可以使廢氣排放得較干凈。氣門重疊角分析

氣門重疊角：進(jìn)氣門在上止點(diǎn)前開啟，排氣門在上止點(diǎn)后關(guān)閉，這就出現(xiàn)了進(jìn)、排氣門同時(shí)開啟（氣門重疊）的現(xiàn)象，重疊的曲軸轉(zhuǎn)角稱為氣門重疊角。

分析：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重疊角選擇適當(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。這將對(duì)于換氣是有利的。

2.氣門組零部件的結(jié)構(gòu)與作用組成：氣門氣門導(dǎo)管氣門彈簧氣門彈簧座鎖片氣門油封氣門頂部形狀氣門密封面錐角氣門密封錐面的錐角有450和300，多采用450氣門桿尾部彈簧座氣門彈簧雙氣門彈簧作用：降低高度提高可靠性抑制共振氣門導(dǎo)管卡環(huán)氣門座氣門導(dǎo)管氣缸蓋作用：導(dǎo)向散熱

3.氣門傳動(dòng)組零部件的結(jié)構(gòu)與作用1-曲軸正時(shí)齒輪2-正時(shí)皮帶3-凸輪軸4-氣門5-凸輪軸正時(shí)齒輪氣門轉(zhuǎn)動(dòng)組包括：

從曲軸前端的正時(shí)齒輪到氣門之間的所有傳動(dòng)零部件不同發(fā)動(dòng)機(jī)該結(jié)構(gòu)有較大差別

凸輪軸的傳動(dòng)方式三種方式：

齒輪傳動(dòng)鏈條傳動(dòng)齒帶傳動(dòng)提示：齒輪傳動(dòng)已淘汰

鏈條傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠、緊湊、布置容易。缺點(diǎn)：價(jià)格高、質(zhì)量大、噪聲大。提示：新式鏈條重量及噪音減小，新型發(fā)動(dòng)機(jī)更多采用。

齒帶傳動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適合高速、噪聲小。缺點(diǎn)：可靠性和準(zhǔn)確性稍差、需定期檢查更換。提示：使用較多凸輪軸CamShaft挺柱Lifter

機(jī)械挺柱、液壓挺柱功用：將來自凸輪的運(yùn)動(dòng)和力傳至氣門

液壓挺柱原理優(yōu)點(diǎn)：無氣門間隙、沖擊和噪聲小、高速性能好搖臂Rockerarm普通搖臂滾輪式搖臂氣門間隙為什么留氣門間隙？

如果氣門與傳動(dòng)件冷態(tài)時(shí)無間隙或間隙過小，熱態(tài)下氣門及其傳動(dòng)件的受熱膨脹，引起氣門關(guān)閉不嚴(yán)，造成發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮和作功行程中的漏氣、功率下降，嚴(yán)重時(shí)其至不易起動(dòng)。

冷態(tài)時(shí)氣門間隙大?。?/p>

進(jìn)氣門0.25-0.30mm，排氣門0.30-0.35mm4.可變進(jìn)氣簡(jiǎn)介傳統(tǒng)配氣機(jī)構(gòu)有什么不足？

配氣正時(shí)和升程固定。低速時(shí)氣流慢且真空度大，廢氣倒流，造成怠速不穩(wěn)、扭矩低等。高速時(shí)進(jìn)氣時(shí)間短，進(jìn)氣不足、排氣不凈、功率下降。理想配氣機(jī)構(gòu)應(yīng)該什么樣？

配氣相位和升程應(yīng)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、負(fù)荷及其它工況而改變?？商岣甙l(fā)動(dòng)機(jī)低速時(shí)的扭矩和高速時(shí)的功率，發(fā)動(dòng)機(jī)性能有很大改善?？勺兗夹g(shù)氣缸數(shù)目自動(dòng)變化機(jī)構(gòu)可變配氣相位機(jī)構(gòu)可變進(jìn)氣管多氣門分段工作的可變進(jìn)氣雙進(jìn)氣管分段工作的進(jìn)變進(jìn)氣氣門定時(shí)和升程可變的可變進(jìn)氣可變配氣系統(tǒng)本田VTEC可變配氣系統(tǒng)豐田VVT-i可變配氣系統(tǒng)奧迪可變配氣系統(tǒng)可變進(jìn)氣系統(tǒng)日產(chǎn)可變進(jìn)氣系統(tǒng)奧迪可變進(jìn)氣系統(tǒng)豐田可變進(jìn)氣系統(tǒng)大眾可變進(jìn)氣系統(tǒng)

本田VTEC可變配氣系統(tǒng)

VTEC

可變氣門正時(shí)和升程電子控制系統(tǒng)(VariableValveTiming&ValveLift

ElectronicControlSystem)1989年推出，是世界上第一個(gè)能同時(shí)控制氣門開閉時(shí)間及升程在兩種不同情況下工作的氣門控制系統(tǒng)。

VTEC的結(jié)構(gòu)組成

VTEC的作用本田雅閣轎車采用單頂置凸輪軸(SOHC)16氣門，它的VTEC系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊(ECM)控制。發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，VTEC不工作，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒效率較高且燃油消耗較低；發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊ECM控制VTEC同時(shí)改變進(jìn)氣門的正時(shí)和升程，增加進(jìn)氣量，使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性大大提高。

VTEC在發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)VTEC在發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)豐田VVT-i可變配氣系統(tǒng)組成：1.VVT-i控制器2.凸輪軸位置傳感器3.水溫傳感器4.正時(shí)機(jī)油控制閥5.曲軸位置傳感器豐田VVT-i可變配氣機(jī)構(gòu)1.葉片2.外殼3.鎖銷4.油壓排氣凸輪軸進(jìn)氣凸輪軸凸輪軸調(diào)節(jié)閥N205液壓缸排氣凸輪軸進(jìn)氣凸輪軸凸輪軸調(diào)整器（與鏈條張緊器一體）

奧迪可變配氣系統(tǒng)功率調(diào)整：鏈條下部短,上部長(zhǎng),進(jìn)氣門延遲關(guān)閉進(jìn)氣管內(nèi)氣流速高,氣缸充氣量足

高轉(zhuǎn)速時(shí)，功率大排氣凸輪軸進(jìn)氣凸輪軸凸輪軸調(diào)整器高速功率調(diào)整扭矩調(diào)整：凸輪軸調(diào)整器向下拉長(zhǎng),鏈條上部變短,下部變長(zhǎng)因?yàn)榕艢馔馆嗇S被齒形帶固定了,此時(shí)排氣凸輪軸不能被轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)氣凸輪軸被轉(zhuǎn)一個(gè)角度,進(jìn)氣門提前關(guān)閉

中低速時(shí)，扭矩大低速扭矩調(diào)整怠速怠速時(shí)，進(jìn)氣門延遲關(guān)閉扭矩調(diào)整轉(zhuǎn)速在1000rpm以上時(shí),進(jìn)氣門提前關(guān)閉。左側(cè)凸輪軸調(diào)整器向下,右側(cè)調(diào)整器向上運(yùn)動(dòng)功率調(diào)整轉(zhuǎn)速在3700rpm以上時(shí),左側(cè)凸輪軸調(diào)整器向上,右側(cè)調(diào)整器向下運(yùn)動(dòng),進(jìn)氣門延遲關(guān)閉怠速調(diào)整可變進(jìn)氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理一定的進(jìn)氣歧管長(zhǎng)度、粗細(xì)使進(jìn)氣具有一定的諧振頻率，在某一轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)可有效提高充氣效率。即進(jìn)氣諧波和氣門開閉節(jié)拍合上了。

轉(zhuǎn)速不在諧波范圍內(nèi)怎么辦呢？

——改變進(jìn)氣歧管長(zhǎng)度或粗細(xì)。歧管越長(zhǎng)越細(xì)，諧波越慢，適合低速；歧管越短越粗，諧波越快，適合高速；

VIS–VariableIntakeSystem日產(chǎn)可變進(jìn)氣系統(tǒng)奧迪可變進(jìn)氣系統(tǒng)－低速控制閥關(guān)閉獲得大轉(zhuǎn)矩奧迪可變進(jìn)氣系統(tǒng)－高速控制閥打開獲得高功率豐田可變進(jìn)氣系統(tǒng)閥門打開