《汽車(chē)拖拉機(jī)學(xué) 第2版》 課件 第3、4章 發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)換氣系統(tǒng)

汽車(chē)拖拉機(jī)學(xué)《汽車(chē)拖拉機(jī)學(xué)》課件第三章發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)2024/7/2第三章發(fā)動(dòng)機(jī)曲柄連桿機(jī)構(gòu)第一節(jié)機(jī)體組第二節(jié)活塞連桿組第三節(jié)曲軸飛輪組《汽車(chē)拖拉機(jī)學(xué)》課件第三章的教學(xué)內(nèi)容2024/7/2機(jī)體組的構(gòu)造原理活塞連桿組的構(gòu)造原理曲軸飛輪組的構(gòu)造原理第三章的重點(diǎn)、難點(diǎn)2024/7/2掌握缸體結(jié)構(gòu)掌握活塞結(jié)構(gòu)原理掌握曲軸受力分析第三章的教學(xué)要求2024/7/21.缸體結(jié)構(gòu)與材料2.活塞結(jié)構(gòu)原理與實(shí)踐3.曲軸受力分析與實(shí)踐第三章的課程思政融入點(diǎn)2024/7/2科學(xué)精神科技發(fā)展辯證思想可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)新思維第三章的課程思政的育人目標(biāo)2024/7/2第三章的“耕讀教育”思政點(diǎn)映射表課程耕讀教育要點(diǎn)耕讀教育映射與融入點(diǎn)教育方法與載體途徑耕讀育人預(yù)期成效缸體結(jié)構(gòu)與材料1.缸體結(jié)構(gòu)為何如此復(fù)雜？2.為何缸體由鑄件，向鋁合金、鎂合金方向發(fā)展？3.缸體是如何制造的？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科學(xué)精神科技發(fā)展辯證思想活塞結(jié)構(gòu)原理與實(shí)踐1.為何說(shuō)活塞是發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟？2.活塞為何有多種類(lèi)型？3.活塞為何會(huì)磨損失效？4.活塞是如何實(shí)現(xiàn)全壽命周期設(shè)計(jì)的？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT辯證思想科技發(fā)展科學(xué)精神可持續(xù)發(fā)展曲軸受力分析與實(shí)踐1.曲軸為何設(shè)計(jì)曲軸形狀？2.曲軸是怎樣實(shí)現(xiàn)將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛剞D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的？3.曲軸飛輪為何采用雙質(zhì)量飛輪？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科技發(fā)展科學(xué)精神辯證思想創(chuàng)新思維2024/7/272024/7/2第一節(jié)機(jī)體組82024/7/2第一節(jié)機(jī)體組曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用是：將燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，再通過(guò)連桿將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而對(duì)外輸出動(dòng)力。曲柄連桿機(jī)構(gòu)由機(jī)體組、

活塞連桿組和曲軸飛輪組3部分組成。

機(jī)體組是發(fā)動(dòng)機(jī)的骨架和基礎(chǔ)，發(fā)動(dòng)機(jī)上其他零件均直接或間接固定在機(jī)體上。主要包括機(jī)體、氣缸蓋罩、油底殼、襯墊、氣缸蓋和氣缸墊等不動(dòng)件。92024/7/2圖3-1機(jī)體組10一、機(jī)體1.機(jī)體的組成氣缸為活塞在其中運(yùn)動(dòng)、為其導(dǎo)向的圓柱形空間。支承和固定氣缸的整體稱(chēng)為氣缸體。形成曲軸及連桿大頭運(yùn)動(dòng)空腔的實(shí)體稱(chēng)為曲軸箱。曲軸箱一般分為上、下曲軸箱兩部分。

水冷式內(nèi)燃機(jī)的上曲軸箱常與氣缸體為一體，以提高剛度，簡(jiǎn)化工藝，氣缸體與曲軸箱的組合體稱(chēng)為機(jī)體。2024/7/2112.機(jī)體的結(jié)構(gòu)形勢(shì)根據(jù)機(jī)體主要零件結(jié)構(gòu)和受力的不同，機(jī)體常分為3種形式，即組合式機(jī)體、獨(dú)立氣缸體式機(jī)體和機(jī)座式機(jī)體，如下圖所示。2024/7/2123.氣缸活塞在其中運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向的圓柱形空腔稱(chēng)為氣缸。氣缸工作表面因常與高溫高壓燃?xì)饨佑|，且活塞在其中高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以要求氣缸耐高溫、耐磨損和耐腐蝕。同時(shí)，氣缸外壁周?chē)€設(shè)置了水套或鑄有許多散熱片，借助冷卻介質(zhì)水或風(fēng)，保證氣缸體散熱充分。但是，除了與活塞配合的氣缸壁外，其他各部分的耐磨性要求不高，若氣缸體全部采用上述優(yōu)質(zhì)材料是不經(jīng)濟(jì)的。因此，除某些負(fù)荷較小，缸徑不大的小型內(nèi)燃機(jī)常將氣缸與機(jī)體鑄造加工成一體外，絕大多數(shù)內(nèi)燃機(jī)采用了氣缸與機(jī)體可拆裝的組合式結(jié)構(gòu)，即在機(jī)體的氣缸體中鑲?cè)雰?yōu)質(zhì)材料精制而成的氣缸套，并保證其具有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨性和抗腐蝕能力。2024/7/2133.氣缸氣缸有直接加工和鑲?cè)霘飧滋變煞N。為了節(jié)省貴金屬材料，降低成本，方便維修，現(xiàn)代汽車(chē)廣泛采用鑲?cè)霘飧滋追椒ā榱颂岣邭飧妆砻娴哪湍バ?，目前已?jīng)有采用等離子或激光表面處理的缸套。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸的排列方式基本有3種形式：直列式、V形式和對(duì)置式。其中常用的是直列式和V形式兩種。2024/7/2143.氣缸①直列通常3、4缸發(fā)動(dòng)機(jī)都采用直列式，少數(shù)的5、6缸發(fā)動(dòng)機(jī)也有采用的。直列式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單使用一個(gè)氣缸蓋。其制造成本低，尺寸緊湊，穩(wěn)定性高；但發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)度有所增加。②V形式發(fā)動(dòng)機(jī)排量>2.5L的多采用V形式。V形式發(fā)動(dòng)機(jī)的高度、長(zhǎng)度尺寸小，布置方便；但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高。德國(guó)大眾汽車(chē)公司將V形發(fā)動(dòng)機(jī)每側(cè)氣缸再進(jìn)行小角度錯(cuò)開(kāi)，即兩個(gè)小V形組成一個(gè)大W形。W形發(fā)動(dòng)機(jī)比V形發(fā)動(dòng)機(jī)更節(jié)省空間，重量更輕些；但發(fā)動(dòng)機(jī)寬度更大，發(fā)動(dòng)機(jī)艙更滿。③對(duì)置式對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)的重心降低了，車(chē)頭又扁又低，增強(qiáng)了其穩(wěn)定性，運(yùn)轉(zhuǎn)平順性比V形發(fā)動(dòng)機(jī)更好，功率損失小。其缺點(diǎn)是兩排氣缸對(duì)置，造成發(fā)動(dòng)機(jī)很寬。發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)排列復(fù)雜。2024/7/2154.氣缸套按氣缸套是否與冷卻液接觸分為干式氣缸套和濕式氣缸套兩種。2024/7/2164.氣缸套（1）干式氣缸套缸套外壁不直接與冷卻液接觸。冷卻液在缸體密封水套內(nèi)流動(dòng)。缸套壁厚一般為1～3mm。它結(jié)構(gòu)緊湊，不需要特殊密封裝置，裝配后機(jī)體強(qiáng)度、剛度高。但缸套外圓和缸體內(nèi)孔必須精加工，以保證良好配合，且散熱性較差，拆裝要求較高。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)一般裝用干式氣缸套。（2）濕式氣缸套缸套外壁直接與冷卻液接觸，具有散熱性好、冷卻均勻、加工容易、拆裝方便等優(yōu)點(diǎn)。其壁厚一般為5～9mm，磨損后經(jīng)適當(dāng)鏜磨，并換用加大尺寸的活塞，可延長(zhǎng)缸套使用期限。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)一般裝用濕式氣缸套。2024/7/2175.曲軸箱它是指部分圍住曲軸回轉(zhuǎn)空間，有主軸承和安裝用的箱形部件。曲軸箱有通氣口與大氣相通，其下部與油底殼相連。機(jī)體除了氣缸和曲軸箱外，內(nèi)部有許多水道和油道，外部還鑄有發(fā)動(dòng)機(jī)號(hào)和生產(chǎn)商標(biāo)記，可作為維修、配件選配和管理的依據(jù)。6.曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)又稱(chēng)PCV系統(tǒng)。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，會(huì)有部分可燃混合氣和燃燒產(chǎn)物經(jīng)活塞環(huán)由氣缸竄入曲軸箱內(nèi)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫下運(yùn)行時(shí)，還可能有液態(tài)燃油漏入曲軸箱。這些物質(zhì)將加速機(jī)油變質(zhì)并使機(jī)件受到腐蝕或銹蝕?，F(xiàn)代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)所采用的強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)，就是防止曲軸箱氣體排放到大氣中的凈化裝置。2024/7/218二、氣缸蓋1.氣缸蓋的作用

氣缸蓋的主要功用是密封氣缸上部，并與活塞頂部和氣缸壁一起形成燃燒室。氣缸蓋內(nèi)部也有冷卻水套，其端面上的冷卻水孔與氣缸體的冷卻水孔相通，以便利用循環(huán)水來(lái)冷卻燃燒室等高溫部分。2.氣缸蓋的類(lèi)型

氣缸蓋分為單體式、塊狀式和整體式3種。在多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的一列中，只覆蓋一個(gè)氣缸的氣缸蓋，稱(chēng)為單體氣缸蓋；能覆蓋部分（兩個(gè)以上）氣缸的，稱(chēng)為塊狀氣缸蓋；能覆蓋全部氣缸的氣缸蓋，則稱(chēng)為整體氣缸蓋。2024/7/2第一節(jié)機(jī)體組193.氣缸蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)氣缸蓋由于與高溫燃?xì)饨佑|而承受很高的熱負(fù)荷，同時(shí)還由于承受氣體壓力和緊固氣缸蓋螺栓所造成的機(jī)械負(fù)荷，且溫度和壓力很不均勻。為了保證氣缸的良好密封，氣缸蓋既不能損壞，也不能變形。因此，氣缸蓋應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。為了使氣缸蓋的溫度分布盡可能均勻，避免進(jìn)、排氣門(mén)座發(fā)生熱裂紋，應(yīng)對(duì)氣缸蓋進(jìn)行良好的冷卻。氣缸蓋內(nèi)部設(shè)有冷卻水套，其端面冷卻水孔與氣缸體冷卻水孔相通，以便利用循環(huán)水冷卻燃燒室等高溫部分。氣缸蓋上設(shè)有安裝噴油器或火花塞、進(jìn)排氣門(mén)座、氣門(mén)導(dǎo)管的孔和進(jìn)排氣通道等。氣缸蓋用螺栓緊固在氣缸體上，其間裝有氣缸墊。它的主要作用是封閉氣缸上部，并與活塞頂部和氣缸壁一起構(gòu)成燃燒室。2024/7/2204.燃燒室（1）汽油機(jī)燃燒室汽油機(jī)的燃燒室是由活塞頂部及缸蓋上相應(yīng)的凹部空間組成。燃燒室形狀對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作影響很大，所以對(duì)燃燒室有兩點(diǎn)基本要求：一是結(jié)構(gòu)盡可能緊湊，表面積要小，以減少熱量損失及縮短火焰行程；其次是使混合氣在壓縮終了時(shí)具有一定的渦流運(yùn)動(dòng)，以提高

混合氣燃燒速度，保證混合氣得到及時(shí)和充分燃燒汽油機(jī)常用燃燒室形狀有楔形、盆形、半球形等幾種。2024/7/2214.燃燒室（2）柴油機(jī)燃燒室柴油機(jī)燃燒室的形狀不勝枚舉，一般均按其結(jié)構(gòu)形式分為直噴式燃燒室和分開(kāi)式燃燒室兩大類(lèi)。直噴式燃燒室的容積集中于氣缸之中，且其大部分集于活塞頂上的燃燒室凹坑內(nèi)（圖3-7）。燃燒室凹坑的形狀多種多樣，極具創(chuàng)造性。其中有的為回轉(zhuǎn)體（圖a），有的則是非回轉(zhuǎn)體（圖b、c、d）。2024/7/2224.燃燒室（2）柴油機(jī)燃燒室分開(kāi)式燃燒室的容積則一分為二，一部分位于氣缸蓋中，另一部分則在氣缸內(nèi)。在氣缸內(nèi)的那部分稱(chēng)主燃燒室，位于氣缸蓋中的那部分稱(chēng)副燃燒室。主、副燃燒室之間用通道連通。分開(kāi)式燃燒室又有渦流燃燒室（圖a）和預(yù)燃燃燒室（圖b）之分。渦流燃燒室的副燃燒室又稱(chēng)渦流室，預(yù)燃燃燒室的副燃燒室則稱(chēng)預(yù)燃室。2024/7/2234.燃燒室（2）柴油機(jī)燃燒室2024/7/2245.氣缸蓋螺栓

缸蓋螺栓是保證缸蓋與缸體密封的重要連接件。螺栓連接時(shí)總預(yù)緊力應(yīng)為缸蓋所受最大燃?xì)鈮毫Φ?～4倍。在結(jié)構(gòu)允許的前提下，缸蓋螺栓數(shù)應(yīng)盡可能多一些，螺栓直徑適當(dāng)小一些，以使缸蓋受力更均勻，密封效果更好。同時(shí)，為保證缸蓋與缸體結(jié)合面能均勻壓緊，在擰緊缸蓋螺栓時(shí)，應(yīng)由中間對(duì)稱(chēng)地向四周多次交叉進(jìn)行。2024/7/225三、氣缸墊1.氣缸墊的功用

位于氣缸蓋與氣缸體之間的氣缸墊，用以保證缸蓋和缸體結(jié)合面的密封，防止燃?xì)庑孤?.氣缸墊的結(jié)構(gòu)（1）金屬-石棉墊石棉纖維中間夾有金屬絲或金屬屑，外裹銅皮或鋼皮。燃燒室孔、水孔和油孔等周?chē)ㄟ^(guò)金屬鑲邊予以加強(qiáng)，以防被高溫燃?xì)鉄龘p。氣缸墊壓緊厚度一般為1.2～2.0mm。氣缸墊有很好的彈性和柔性，能重復(fù)使用，但厚度和質(zhì)量分布的均勻性較差。安裝氣缸墊時(shí)應(yīng)注意把光滑的一面朝向氣缸體，否則容易被高溫高壓氣體沖壞。2024/7/2第一節(jié)機(jī)體組26（2）純金屬墊由單層或多層金屬片（銅、鋁或低碳鋼）制成，在燃燒室孔、水孔和油孔等處沖有彈性凸筋，以使密封可靠，通常被一些強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)采用。近年來(lái)，出現(xiàn)了一些新型氣缸墊，主要有：①鋼板-軟材料氣缸墊②金屬-涂層氣缸墊③金屬-彈性體氣缸墊2024/7/227四、油底殼1.油底殼的功用油底殼的主要功用是儲(chǔ)存機(jī)油（潤(rùn)滑油）并封閉曲軸箱。油底殼受力較小，一般用薄鋼板沖壓而成。其形狀取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的總體布置和機(jī)油容量的大小。有的發(fā)動(dòng)機(jī)為達(dá)到良好的散熱效果，采用帶有散熱筋片的鋁合金鑄造而成的輕金屬油底殼。2024/7/2第一節(jié)機(jī)體組282024/7/2第二節(jié)活塞連桿組29活塞連桿組主要由活塞、活塞環(huán)、油塞銷(xiāo)、連桿組等組成。2024/7/2第二節(jié)活塞連桿組30一、活塞1.活塞的功用活塞承受氣缸中的氣體壓力，并通過(guò)活塞銷(xiāo)將此力傳給連桿驅(qū)動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，活塞頂部還與氣缸蓋、氣缸壁一起組成燃燒室。2.活塞的工作特點(diǎn)活塞直接與高溫氣體接觸，散熱條件差，工作時(shí)頂部溫度高達(dá)600～700K，且溫度分布很不均勻，容易破壞活塞與其相關(guān)零件的配合。溫度過(guò)高，間隙過(guò)小，容易造成活塞拉缸；間隙過(guò)大，又會(huì)導(dǎo)致壓縮不良，功率下降，油耗上升。2024/7/2312.活塞的工作特點(diǎn)活塞頂部承受氣體壓力很大，在做功行程中汽油機(jī)的活塞瞬時(shí)承受的最大壓力值達(dá)3～5kPa，柴油機(jī)高達(dá)6～9kPa，增壓發(fā)動(dòng)機(jī)可達(dá)14～16kPa，并承受側(cè)壓力的作用，加速了活塞表面的磨損，也容易引起活塞變形?；钊跉飧變?nèi)以很高的速度（10～14m/s）往復(fù)變速運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生很大的慣性力，使活塞受到周期性交變的拉伸、壓縮和彎曲載荷。鑒于活塞的上述工作特點(diǎn)，要求活塞要有足夠的剛度和強(qiáng)度，傳力可靠，導(dǎo)熱性能好，耐高壓、高溫，耐磨損，質(zhì)量輕，盡可能地減小往復(fù)慣性力。因此，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的活塞目前一般都采用高強(qiáng)度鋁合金，只在一些低速柴油機(jī)上采用高級(jí)鑄鐵或耐熱鋼。活塞的結(jié)構(gòu)也作了精巧設(shè)計(jì)。2024/7/2323.活塞的結(jié)構(gòu)活塞由頂部、頭部、槽部和裙部4部分組成（1）活塞頂部它是燃燒室的組成部分，其形狀、位置和大小都是為了滿足可燃混合氣形成和燃燒的要求，其頂部有平頂、凸頂、凹頂和凹坑4種。汽油機(jī)活塞頂部多采用平頂，其優(yōu)點(diǎn)是吸熱面積小，制造工藝簡(jiǎn)單。有些汽油機(jī)為了改善混合氣形成和燃燒而采用凹頂活塞。凹坑的大小還可以用來(lái)調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比。二沖程汽油機(jī)常采用凸頂活塞。柴油機(jī)的活塞頂部常常設(shè)有各種各樣的凹坑，其具體形狀、位置和大小都必須與柴油機(jī)混合氣的形成或與燃燒要求相適應(yīng)。2024/7/2333.活塞的結(jié)構(gòu)2024/7/2343.活塞的結(jié)構(gòu)（2）活塞頭部活塞第一道氣環(huán)槽以上的部分稱(chēng)為活塞頭部，用來(lái)承受氣體壓力和傳遞熱量。有的活塞在頭部還加工有隔熱槽，起隔熱作用。將活塞頂?shù)臒崃糠至鳎言瓉?lái)由第一活塞環(huán)承擔(dān)的熱量傳給第二、第三活塞環(huán)。2024/7/235（3）活塞槽部（防漏部）活塞槽部也稱(chēng)防漏部，是指活塞環(huán)槽部分。其主要功用是與活塞環(huán)配合實(shí)現(xiàn)氣缸密封，并將活塞頂部所吸收的熱量通過(guò)活塞環(huán)傳遞給氣缸壁。柴油機(jī)壓縮比較高，一般四道環(huán)槽中的上面三道是氣環(huán)，下面一道是油環(huán)；汽油機(jī)一般三道環(huán)槽中的上面兩道是氣環(huán)，下面一道是油環(huán)。油環(huán)槽底面上的若干小孔，使得被油環(huán)從缸壁刮下的多余機(jī)油經(jīng)此流回油底殼。2024/7/2363.活塞的結(jié)構(gòu)（4）活塞裙部活塞裙部是自油環(huán)槽下沿起至活塞底面的部分。其功用是為活塞在氣缸內(nèi)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向并承受側(cè)壓力。為使裙部承受均勻壓力，并與缸壁保持較小而安全的間隙，要求活塞在工作時(shí)呈理想的圓柱形。但由于活塞的厚度不可能很均勻，同時(shí)受到氣體壓力及熱負(fù)荷作用，沿活塞銷(xiāo)座的軸向變形量較垂直活塞銷(xiāo)座大。為使活塞與氣缸圓周間隙大致相等，防止活塞在氣缸內(nèi)卡滯，常將裙部橫截面做成橢圓形，橢圓的長(zhǎng)軸方向與銷(xiāo)座垂直，促使活塞工作時(shí)趨近理想圓柱。有的則在銷(xiāo)座處除去部分金屬，以減少活塞銷(xiāo)座熱膨脹變形。2024/7/2373.活塞的結(jié)構(gòu)（4）活塞裙部有的活塞裙部做成變橢圓桶形，即橢圓度由下而上逐漸增大，故亦稱(chēng)拋物線形裙部。它不僅適應(yīng)活塞溫度分布，而且裙部與承受側(cè)壓力的一邊的缸壁之間容易形成雙向“油楔”，保證裙部有良好的潤(rùn)滑及較高的承載能力。有些高速汽油機(jī)還把活塞裙部負(fù)荷不大的部分去掉，提高裙部彈性，使裙部與氣缸壁的配合間隙很小而不卡死，并使活塞質(zhì)量減輕15％左右。有的活塞具有記憶功能。2024/7/2384.活塞冷卻為了減輕活塞頂部和頭部的熱負(fù)荷，常采取機(jī)油冷卻,常見(jiàn)的方法有：（1）噴射冷卻從連桿小頭上的噴油孔或從安裝在機(jī)體上的噴油嘴噴射機(jī)油到活塞內(nèi)表面。（2）振蕩冷卻從連桿小頭上的噴油孔將機(jī)油噴入活塞內(nèi)壁的環(huán)形油槽中，由于活塞的運(yùn)動(dòng)使機(jī)油在油槽中產(chǎn)生振蕩而冷卻活塞。（3）強(qiáng)制冷卻在活塞頭部鑄出冷卻油道或鑄入冷卻油管，使機(jī)油在其中強(qiáng)制流動(dòng)以冷卻活塞。強(qiáng)制冷卻法被增壓發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛采用。2024/7/2392024/7/2405.活塞銷(xiāo)孔偏置

有些高速汽油機(jī)的活塞銷(xiāo)孔中心線偏離活塞中心線平面向做功行程中受側(cè)壓力的一方偏移了e=1～2mm。這種結(jié)構(gòu)可使活塞在壓縮行程到做功行程中較為柔和地從壓向氣缸的一面過(guò)渡到壓向氣缸的另一面，以減小敲缸的聲音。在安裝時(shí)要注意，活塞銷(xiāo)偏置的方向不能裝反，否則換向敲擊力會(huì)增大，使裙部受損。2024/7/241二、活塞環(huán)活塞環(huán)分為氣環(huán)和油環(huán)。氣環(huán)與活塞一起保證氣缸壁與活塞間的密封，防止高溫、高壓燃?xì)獯罅柯┏銮S箱，并與活塞頂部吸入的熱量的大部分傳到氣缸壁，再由冷卻液或空氣帶走。油環(huán)將機(jī)油均布在氣缸壁上，將多余的機(jī)油刮下來(lái)，流回曲軸箱，以減少機(jī)油消耗，并達(dá)到減少活塞組與缸壁間的摩擦的目的?；钊h(huán)在高溫、高壓和高速條件下工作，且潤(rùn)滑條件差，因而要求具有良好的彈性和耐磨性，并且對(duì)缸壁的磨損小。為此活塞環(huán)多采用合金鑄鐵材料，并對(duì)第一道氣環(huán)多采取鍍鉻或噴鉬處理。2024/7/2第二節(jié)活塞連桿組421.氣環(huán)（1）氣環(huán)的作用

氣環(huán)的作用是保證氣缸與活塞間的密封性，防止漏氣，并且把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給氣缸壁，由冷卻液帶走。（2）氣環(huán)的結(jié)構(gòu)氣環(huán)是一種具有適度彈力的開(kāi)口彈性環(huán)。2024/7/2431.氣環(huán)（3）氣環(huán)的密封原理氣環(huán)開(kāi)有切口，具有彈性，在自由狀態(tài)下外徑大于氣缸直徑，它與活塞一起裝入氣缸后，外表面緊貼在氣缸壁上，形成第一密封面；被封閉的氣體不能通過(guò)環(huán)周與氣缸之間，便進(jìn)入了環(huán)與環(huán)槽的空隙，一方面把環(huán)壓到環(huán)槽端面形成第二密封面；另一方面，作用在環(huán)背的氣體壓力又大大加強(qiáng)了第一密封面的密封作用。氣體的密封效果一般與氣環(huán)數(shù)量有關(guān)，汽油機(jī)一般采用2道氣環(huán)，柴油機(jī)一般采用3道氣環(huán)2024/7/2441.氣環(huán)（4）氣環(huán)的類(lèi)型根據(jù)氣環(huán)的不同斷面形狀.氣環(huán)分為矩形環(huán)、錐面環(huán)、扭曲環(huán)、梯形環(huán)和桶面環(huán)等多種。2024/7/22024/7/245①矩形環(huán)（圖3-20a）。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性和導(dǎo)熱性好，應(yīng)用較多。但隨活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，易將缸壁上的機(jī)油泵入氣缸中，如圖3-21所示。即活塞下行時(shí)，因環(huán)與缸壁之間摩擦阻力和環(huán)的慣性，使環(huán)壓靠環(huán)槽上端面，缸壁上的機(jī)油被刮入下邊隙和背隙內(nèi)?；钊闲袝r(shí)，環(huán)壓靠環(huán)槽下端面，原進(jìn)入第一道環(huán)背隙內(nèi)的機(jī)油就進(jìn)入了氣缸乃至燃燒室。它不僅增加了機(jī)油消耗，而且可能在燃燒室和環(huán)槽中形成積炭，使環(huán)被卡死而失去密封作用，甚至劃傷缸壁或使環(huán)折斷。對(duì)此，在矩形氣環(huán)之下裝有油環(huán)。2024/7/246②錐面環(huán)（圖3-20b）。其外圓工作面錐度為0.5°～1.5°，減少了環(huán)與缸壁的接觸面，提高了環(huán)端面接觸壓力，有利于磨合與密封。隨活塞下行時(shí)刮油；活塞上行時(shí)，因錐角的“油楔”作用，可在油膜上“漂浮”而過(guò)，減少磨損。但該環(huán)在高壓氣體作用下，有被推離缸壁縮向環(huán)槽的趨勢(shì)，不宜作第一道環(huán)。安裝時(shí)不能反裝。③扭曲環(huán)（圖3-20c、d）。其類(lèi)似將矩形環(huán)內(nèi)圓的上邊緣或外網(wǎng)的下邊緣切去一部分。它裝入活塞及氣缸后，由于其斷面非對(duì)稱(chēng)，彈性內(nèi)力亦不對(duì)稱(chēng)，致使環(huán)平面發(fā)生扭曲變形。環(huán)外側(cè)下邊緣緊貼缸壁，環(huán)外徑呈上小下大，具有錐面環(huán)的效果。同時(shí)，使環(huán)的邊緣與環(huán)槽上下端面緊貼，防止因環(huán)上下躥動(dòng)的“泵油作用”，提高了密封性。目前扭曲環(huán)已在內(nèi)燃機(jī)上廣泛應(yīng)用。2024/7/247④梯形環(huán)（圖3-20e）。其主要性能是當(dāng)活塞在方向變化的側(cè)向力作用下橫向擺動(dòng)時(shí)，環(huán)與環(huán)槽的側(cè)隙會(huì)發(fā)生變化，從而將結(jié)焦沉積物從環(huán)槽中擠出，并使間隙中的機(jī)油得以更新，防止環(huán)被黏結(jié)而折斷。同時(shí)，高壓燃?xì)庾饔迷诃h(huán)上的徑向分力，提高了環(huán)的密封作用。因此，它常用在熱負(fù)荷較高的柴油機(jī)上，只是制造工藝較復(fù)雜。⑤桶面環(huán)（圖3-20f）。其隨活塞上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，外凸圓弧狀均能與缸壁構(gòu)成楔形空間，有利于機(jī)油進(jìn)入摩擦面，顯著降低磨損。同時(shí)，對(duì)氣缸表面和活塞的偏擺適應(yīng)性均較好，有利于密封。它是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新結(jié)構(gòu)，目前較廣泛用作強(qiáng)化柴油機(jī)的第一環(huán)，只是桶形表面加工較復(fù)雜。⑥開(kāi)槽環(huán)（圖3-20g）。在外圓面上加工出環(huán)形槽，在槽內(nèi)填充能吸附機(jī)油的多孔性氧化鐵，有利于潤(rùn)滑、磨合和密封。⑦頂岸環(huán)（圖3-20h）。斷面為“L”形，因?yàn)轫敯董h(huán)距活塞頂面近，做功行程時(shí)，燃?xì)鈮毫δ苎杆僮饔糜诃h(huán)的上側(cè)面和內(nèi)側(cè)面，使環(huán)的下面與環(huán)槽的下面、外側(cè)面與氣缸壁面貼緊，有利于密封，還可以減少汽車(chē)尾氣中HC的排放量。頂岸環(huán)主要有直開(kāi)口、斜開(kāi)口和階梯開(kāi)口等。直開(kāi)口加工容易，但密封性差；階梯形開(kāi)口密封性好，工藝性差；斜開(kāi)口的密封性和工藝性介于前兩種開(kāi)口之間，斜角一般為30°或45°。2024/7/248492.油環(huán)（1）油環(huán)的作用油環(huán)起布油和刮油的作用。下行時(shí)，刮除氣缸壁上多余的機(jī)油，上行時(shí)在氣缸壁上鋪涂一層均勻的油膜。這樣既可以防止機(jī)油竄入氣缸燃燒，又可以減少活塞、活塞環(huán)與氣缸壁的摩擦阻力，還能起到封氣的輔助作用。（2）油環(huán)的類(lèi)型

油環(huán)分為普通油環(huán)和組合油環(huán)兩種。2024/7/250（2）油環(huán)的類(lèi)型①普通油環(huán)。其外圓柱面的中間加工有一道凹槽，且在凹槽底部加工有許多回油孔或狹縫，上唇的上端面外緣通常倒角。該油環(huán)隨活塞下行時(shí).從缸壁上刮下的多余機(jī)油通過(guò)回油孔或狹縫流回曲軸箱，活塞上行時(shí)，環(huán)上倒角不僅有利于潤(rùn)滑油膜形成，而且使刮下的多余機(jī)油仍能通過(guò)回油孔流回曲軸箱。普通油環(huán)因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,在早期發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用較多。但其比壓低,尤其是磨損后其比壓下降更快,刮油效果差,壽命較短。因此,目前在轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用較少。2024/7/2512.油環(huán)（2）油環(huán)的類(lèi)型

②組合油環(huán)。它由互相獨(dú)立的上、下刮油鋼片1、3和產(chǎn)生徑向、軸向彈力作用的襯環(huán)2組成。優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)量小，刮油能力強(qiáng)，對(duì)缸套變形的適應(yīng)性好，回油通路大，因此，組合油環(huán)應(yīng)用日益增多；缺點(diǎn)是制造成本高。轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上均采用了組合油環(huán)。2024/7/252三、活塞銷(xiāo)1.活塞銷(xiāo)的作用活塞銷(xiāo)的功用是連接活塞和連桿小頭，將活塞所承受的氣體壓力傳給連桿。2.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)活塞銷(xiāo)在高溫下承受很大的周期性沖擊載荷，潤(rùn)滑條件很差（一般靠飛濺潤(rùn)滑），因而要求有足夠的剛度和強(qiáng)度，表面耐磨，質(zhì)量盡可能小。為此，活塞銷(xiāo)通常做成空心圓柱體?；钊N(xiāo)一般用低碳鋼或低碳合金鋼制造，先經(jīng)表面滲碳處理以提高表面硬度，并保證心部有一定的沖擊韌度，然后進(jìn)行精磨和拋光。活塞銷(xiāo)的內(nèi)孔形狀有圓柱形、兩段截錐形以及兩段截錐與一段圓柱的組合形等。2024/7/2第二節(jié)活塞連桿組532.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)圓柱孔容易加工，但活塞銷(xiāo)的質(zhì)量較大。兩段錐形孔的活塞銷(xiāo)質(zhì)量較小，又接近于等強(qiáng)度梁的要求（因活塞銷(xiāo)所承受的彎矩在中部最大，距中部越遠(yuǎn)越小），但孔的加工較復(fù)雜。組合孔的結(jié)構(gòu)則介于兩者之間。2024/7/2543.活塞銷(xiāo)的連接方式活塞銷(xiāo)與活塞銷(xiāo)座孔及連桿小頭襯套孔的連接方式有全浮式和半浮式兩種。（1）全浮式

全浮式是指當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，活塞銷(xiāo)、連接小頭和活塞銷(xiāo)座都有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使磨損均勻（圖3-25）。為了防止活塞銷(xiāo)軸向竄動(dòng)刮傷氣缸壁，在活塞銷(xiāo)兩端裝有卡環(huán)，進(jìn)行軸向定位。由于鋁活塞熱膨脹系數(shù)比鋼大，為了保證在高溫工作時(shí)活塞銷(xiāo)與活塞銷(xiāo)座孔有正常的間隙0.01～0.02mm，在冷態(tài)時(shí)為過(guò)渡配合，裝配時(shí)，應(yīng)先把鋁活塞加熱到一定程度，再裝入活塞銷(xiāo)。2024/7/255（2）半浮式半浮式的特點(diǎn)是活塞銷(xiāo)中部與連桿小頭采用緊固螺旋連接，活塞銷(xiāo)只能在兩端銷(xiāo)座內(nèi)作自由擺動(dòng)，而和連桿小頭沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以不需要連桿襯套。活塞銷(xiāo)不會(huì)作軸向竄動(dòng)，不需要卡環(huán)。此種形式在小轎車(chē)上應(yīng)用較多，半浮式活塞銷(xiāo)如圖3-26所示。2024/7/256四、連桿組連桿組包括連桿、連桿軸瓦、連桿蓋、連桿螺栓和連桿小端襯套等零件。連桿組是連接活塞和曲軸，并將活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)變成曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)及傳遞動(dòng)力的重要組件。2024/7/2第二節(jié)活塞連桿組571.連桿（1）功用

連桿的功用是將活塞承受的力傳給曲軸，從而使得活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（2）組成連桿由連桿小端、桿身、連桿大端3部分構(gòu)成。（3）連桿大端的剖分面連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連，大頭有整體式和分開(kāi)式兩種。一般都采用分開(kāi)式，分開(kāi)式又分為平分和斜分兩種2024/7/258

①平分式。剖分面與連桿桿身軸線垂直，汽油機(jī)多采用這種連桿。因?yàn)橐话闫蜋C(jī)連桿大頭的橫向尺寸都小于氣缸直徑，可以方便地通過(guò)氣缸進(jìn)行拆裝。②斜分式。剖分面與連桿桿身軸線成30°～60°

夾角。柴油機(jī)多采用這種連桿。因?yàn)椴裼蜋C(jī)壓縮比大，受力較大，曲軸的連桿軸頸較粗，相應(yīng)的連桿大頭尺寸往往超過(guò)了氣缸直徑。為了使連桿大頭能通過(guò)氣缸，便于拆裝，一般都采用斜切口。2024/7/259（4）連桿蓋與連桿的定位方式平切口的連桿蓋與連桿的定位，是利用連桿螺栓上的精加工的圓柱凸臺(tái)或光圓柱部分，與經(jīng)過(guò)精加工的螺栓孔來(lái)保證的。斜切口式連桿承受慣性力拉伸時(shí)，在切口方向受到較大的橫向分力，致使連桿螺栓承受剪切作用，故一般采用以下定位措施。

①止口定位。其工藝簡(jiǎn)單，但只是單向定位，故定位不可靠，且結(jié)構(gòu)不緊湊，對(duì)連桿大端止口向內(nèi)變形和連桿蓋止口向外變形均無(wú)法控制。②銷(xiāo)套定位。即在連桿蓋的螺栓孔內(nèi)壓配剛度大且剪切強(qiáng)度高的套筒，為使連桿蓋拆裝方便，其與連桿大端保持很高精度的配合間隙。但這種定位方式工藝復(fù)雜，要求高。2024/7/260（4）連桿蓋與連桿的定位方式③鋸齒定位。其定位可靠，結(jié)構(gòu)緊湊。但對(duì)齒距精度要求嚴(yán)格，維修不便。2024/7/261（5）v型發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿①并列式連桿。相對(duì)應(yīng)的左右兩個(gè)氣缸的連桿，沿曲軸的長(zhǎng)度方向一前一后裝配在一個(gè)曲柄銷(xiāo)（曲軸上的連桿軸頸）上。連桿可以通用，兩列氣缸的活塞連桿組的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同，但曲軸的長(zhǎng)度增加。②主副連桿。一列氣缸的連桿為主連桿，連桿大頭直接裝配在曲柄銷(xiāo)的全長(zhǎng)上。另一列氣缸的連桿為副連桿，副連桿分別與對(duì)應(yīng)的主連桿鉸接傳動(dòng)。不增加發(fā)動(dòng)機(jī)的軸向長(zhǎng)度；但主副連桿不能互換,兩列氣缸活塞連桿組的運(yùn)動(dòng)規(guī)律不同。2024/7/262（5）v型發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿③叉形連桿左、右兩列對(duì)應(yīng)氣缸的兩個(gè)連桿中，一個(gè)連桿的大頭制成叉形，跨于另一個(gè)桿的厚度較小的片形大頭兩端。兩列氣缸中的活塞連桿組的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相同；但叉形連桿的制造工藝復(fù)雜，且連桿大頭的剛度較低。2024/7/2632.連桿軸瓦位于連桿大端孔中的連桿軸瓦（滑動(dòng)軸承）通常為剖分式結(jié)構(gòu)，如圖3-31所示。它是在厚1～3mm的鋼背的內(nèi)圓面上澆鑄厚0.3～0.7mm的減摩合金而成。減摩合金有巴氏合金、銅鉛合金和錫鋁合金等多種，其中巴氏合金軸瓦因疲勞強(qiáng)度較低，只能用于負(fù)荷不大的汽油機(jī)，高錫鋁合金軸瓦因具有較高承載能力和耐疲勞性，故廣泛用于汽油機(jī)和柴油機(jī)。2024/7/23.連桿螺栓連桿螺栓用于連接連桿和連桿蓋。它承受交變載荷，很容易因疲勞破壞而發(fā)生斷裂，故通常采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或優(yōu)質(zhì)合金鋼制成并經(jīng)熱處理。652024/7/2第三節(jié)曲軸飛輪組曲軸飛輪組66曲軸飛輪組主要由曲軸、飛輪、帶輪和正時(shí)齒輪

（或正時(shí)鏈輪）等組成2024/7/2第三節(jié)曲軸飛輪組67一、曲軸1.曲軸的功用曲軸是發(fā)動(dòng)機(jī)最重要的機(jī)件之一。它與連桿配合將作用在活塞上的氣體壓力變?yōu)樾D(zhuǎn)的動(dòng)力，傳給底盤(pán)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)和其他輔助裝置，如風(fēng)扇、水泵、發(fā)電機(jī)等。2.曲軸的類(lèi)型曲軸可分為整體式和組合式兩種。除連桿大頭為整體式的某些小型汽油機(jī)或采用滾動(dòng)軸承作為曲軸主軸承的發(fā)動(dòng)機(jī)（隧道式氣缸體）采用組合式曲軸外，發(fā)動(dòng)機(jī)多采用整體式曲軸。2024/7/2第三節(jié)曲軸飛輪組2024/7/268692.曲軸的類(lèi)型曲軸按其主軸頸的數(shù)目分為全支撐曲軸及非全支撐曲軸。在相鄰兩曲拐間都設(shè)置一個(gè)主軸頸的曲軸，稱(chēng)為全支撐曲軸；否則稱(chēng)為非全支撐曲軸。全支撐曲軸剛度較好且主軸頸的負(fù)荷相對(duì)較小，多用于柴油機(jī)和負(fù)荷較大的汽油機(jī)。非全支撐曲軸長(zhǎng)度短，結(jié)構(gòu)和制造工藝簡(jiǎn)單，多用于中小負(fù)荷的汽油機(jī)。2024/7/2703.曲軸的組成曲軸由主軸頸、曲軸銷(xiāo)（連桿軸頸）、曲柄、前端、后端等部分組成。（1）主軸頸

主軸頸支承在主軸承上。主軸頸數(shù)的多少根據(jù)既保證曲軸足夠的強(qiáng)度和剛度，又盡量減小曲軸長(zhǎng)度的原則來(lái)決定。若采用全支承軸承，則主軸頸數(shù)比曲柄銷(xiāo)多一個(gè)；若采用非全支承曲軸，則主軸頸數(shù)等于或少于曲柄銷(xiāo)數(shù)。主軸頸表面的機(jī)油來(lái)自機(jī)體主油道。2024/7/2713.曲軸的組成（2）曲柄銷(xiāo)曲柄銷(xiāo)與連桿大端相連，并在連桿軸承中轉(zhuǎn)動(dòng)。曲柄銷(xiāo)數(shù)與氣缸數(shù)相等，為使曲軸盡可能平衡，曲柄銷(xiāo)應(yīng)對(duì)稱(chēng)布置。曲柄銷(xiāo)通常做成空腔，以便盡可能減小質(zhì)量和離心力。同時(shí)，空腔貯存來(lái)自主軸頸潤(rùn)滑油道的機(jī)油，并保證連桿軸頸摩擦面間的可靠潤(rùn)滑。2024/7/272（3）曲柄

曲柄用以連接主軸頸和曲柄銷(xiāo)。由于其連接處應(yīng)力集中嚴(yán)重，容易引起曲軸裂縫或斷裂。對(duì)此，在保證軸頸軸承的承壓能力的條件下，其連接處應(yīng)采用盡可能大的過(guò)渡圓角。同時(shí)，為了平衡曲軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)慣性力及力矩，可在曲柄上設(shè)置與曲柄銷(xiāo)方向相反的平衡重。2024/7/2（4）曲軸前端曲軸前端裝有三角皮帶輪和正時(shí)齒輪，分別驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)、噴油泵、機(jī)油泵和水泵、風(fēng)扇、發(fā)電機(jī)等工作。為防止機(jī)油沿曲軸頸外漏，前端還裝有隨曲軸旋轉(zhuǎn)的甩油盤(pán)，被齒輪擠出和甩出的機(jī)油落到該盤(pán)后，再由該盤(pán)甩到正時(shí)齒輪室蓋內(nèi)壁上，并沿壁流回油底殼中。74（5）曲軸后端

曲軸后端設(shè)有安裝飛輪的接盤(pán)。為防止機(jī)油外漏而引起離合器打滑，除在后端設(shè)置擋油盤(pán)和油封裝置外，還專(zhuān)制有回油螺紋，其旋向與曲軸旋轉(zhuǎn)方向一致，以引導(dǎo)曲軸上的機(jī)油流回曲軸箱內(nèi)。（6）平衡重平衡重用來(lái)平衡曲軸的離心力及其力矩，有時(shí)也平衡一部分活塞連桿組的往復(fù)慣性力及其力矩，以使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，并可減小曲軸主軸承的負(fù)荷。對(duì)四缸、六缸等直列多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，因曲拐對(duì)稱(chēng)布置，就整機(jī)而言其慣性力、離心力及其所產(chǎn)生的力矩是平衡的。2024/7/2754.曲軸曲拐的布置曲軸曲柄的布置，不但影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的平衡，還影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序。

多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火順序應(yīng)均勻分布在720°CA內(nèi)，并且使連續(xù)做功的兩缸相距盡可能遠(yuǎn)，以減輕主軸瓦的載荷，避免可能發(fā)生的進(jìn)氣重疊現(xiàn)象。

常見(jiàn)多缸發(fā)動(dòng)機(jī)的曲拐布置如下：（1）直列四缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)

點(diǎn)火間隔角為720°/4=180°。采用全支撐曲軸時(shí)。其四個(gè)曲拐布置在同一平面內(nèi)，具有良好的平衡性。點(diǎn)火順序有兩種方式，即1-2-4-3或1-3-4-2。2024/7/276（2）直列六缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火間隔角為720°/6=120°，曲拐均勻布置在互呈120°的三個(gè)平面內(nèi)。國(guó)產(chǎn)汽車(chē)的六缸發(fā)動(dòng)機(jī)常用的點(diǎn)火順序?yàn)?-5-3-6-2-4，其曲拐布置如下所示，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的前半部氣缸與后半部氣缸的做功行程是交替進(jìn)行的。

圖3-38b所示曲軸的曲拐布置，其點(diǎn)火為順序?yàn)?-4-2-6-3-5，其性能與前一種直列六缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有差別。2024/7/277（3）直列五缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火間隔角為720°/5=144°，常用的點(diǎn)火順序?yàn)?-2-4-5-3，其曲拐布置如下所示2024/7/2785.曲軸的受力與平衡曲柄連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)慣性力如圖3-40所示。當(dāng)活塞上下變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，要產(chǎn)生往復(fù)慣性力（方向與大小隨運(yùn)動(dòng)位置而變化）；同時(shí)，由于曲柄、曲柄銷(xiāo)和連桿大頭繞曲軸軸線旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)慣性力，即離心力，其方向沿曲柄半徑向外，其大小與曲柄半徑、旋轉(zhuǎn)部分的質(zhì)量及曲軸轉(zhuǎn)速有關(guān)。往復(fù)慣性力和旋轉(zhuǎn)慣性力的作用，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)零部件的變形和磨損，必須采取平衡措施。2024/7/22024/7/279對(duì)于4缸、6缸等多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，由于曲柄對(duì)稱(chēng)布置，往復(fù)慣性力和離心力及其產(chǎn)生的力矩，從整體上看相互平衡。圖3-41a所示為4缸發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸的受力與平衡，第一和第四連桿軸頸的離心力

和。與第二和第三連桿軸頸的離心力和大小相等、方向相反而互相平衡；

和

形成的力偶矩

與和

形成的力偶矩

也能互相平衡。但兩個(gè)力偶矩都給曲軸造成了彎曲載荷，曲軸若剛度不夠就會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，引起主軸頸和軸瓦偏磨。為了減輕主軸瓦負(fù)荷，一般都在曲柄的相反方向設(shè)置平衡重（圖3-41b）。806.曲軸的轉(zhuǎn)向定位

由于曲軸經(jīng)常受到離合器施加于飛輪的軸向力作用，有的曲軸前端采用斜齒傳動(dòng)，使曲軸產(chǎn)生前后竄動(dòng)，影響了曲柄連桿機(jī)構(gòu)各零件的正確位置，增大了發(fā)動(dòng)機(jī)磨損、異響和振動(dòng)，故必須進(jìn)行曲軸軸向定位。另外，曲軸工作時(shí)會(huì)受熱膨脹，還必須留有膨脹的余地。曲軸定位一般采用滑動(dòng)推力軸承，安裝在曲軸前端或中后部主軸瓦上。推力軸承有兩種形式：翻邊主軸瓦的翻邊部分或具有減摩合金層的半圓環(huán)止推片，磨損后可更換。2024/7/2817.曲軸的潤(rùn)滑為了潤(rùn)滑曲軸主軸頸和曲柄銷(xiāo)（連桿軸頸），在軸頸上鉆有油道，并由斜油道相通再與機(jī)體的主油道連通。2024/7/282二、飛輪1.飛輪的作用

飛輪是一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大的金屬圓盤(pán)。其主要作用是儲(chǔ)存做功過(guò)程的一部分能量，保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)；此外，飛輪又是傳動(dòng)系統(tǒng)中摩擦離合器的主動(dòng)盤(pán)，或自動(dòng)變速器中液力變矩器的驅(qū)動(dòng)盤(pán)。2024/7/2第三節(jié)曲軸飛輪組2.飛輪的結(jié)構(gòu)飛輪外緣壓有齒圈與啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)齒輪嚙合，供啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)用；汽車(chē)離合器也裝在飛輪上，利用飛輪后端面作為驅(qū)動(dòng)件的摩擦面，用來(lái)對(duì)外傳遞動(dòng)力。在飛輪輪緣上做有標(biāo)記（刻線或銷(xiāo)控）供找上止點(diǎn)用。當(dāng)飛輪上的記號(hào)與外殼上的記號(hào)對(duì)正時(shí)，正好是上止點(diǎn)。有的還有進(jìn)排氣相位記號(hào)、供油（柴油機(jī)）或點(diǎn)火（汽油機(jī)）記號(hào)，供安裝和修理用。843.雙質(zhì)量飛輪雙質(zhì)量飛輪將原來(lái)的一個(gè)飛輪分成兩個(gè)部分，一部分保留在原來(lái)發(fā)動(dòng)機(jī)一側(cè)的位置上，起到原來(lái)飛輪的作用，用于啟動(dòng)和傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩，這一部分稱(chēng)為第一質(zhì)量（初級(jí)質(zhì)量），另一部分則放置在傳動(dòng)系變速器一側(cè)，用于提高變速器的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，這一部分稱(chēng)為第二質(zhì)量（次級(jí)質(zhì)量）。兩部分飛輪之間有一個(gè)環(huán)型的油腔，在腔內(nèi)裝有彈簧減振器，由彈簧減振器將兩部分飛輪連接為一個(gè)整體，構(gòu)成了無(wú)聲平衡系統(tǒng)。2024/7/285三、曲軸軸承曲軸軸承（瓦）按其承載方向可分為徑向軸承和軸向（推力）軸承兩種。1.曲軸徑向軸承（軸瓦）徑向軸承用于支承曲軸，通常是剖分式的滑動(dòng)軸承。軸承底座是在氣缸體的曲軸箱部分直接加工出來(lái)的，再由軸承蓋、螺栓共同將滑動(dòng)軸承進(jìn)行徑向定位、緊固。2024/7/2第三節(jié)曲軸飛輪組861.曲軸軸向軸承推力軸承承受離合器傳來(lái)的軸向力，用來(lái)限制曲軸的軸向竄動(dòng)，保證曲柄連桿機(jī)構(gòu)各零件正確的對(duì)位置。在曲軸受熱膨脹時(shí)，應(yīng)允許其能自由伸縮，因此曲軸只能有一處設(shè)置軸向定位裝置。曲軸軸承還可將徑向軸承與推力軸承合二為一制成翻邊軸承。曲軸軸向定位除了采用翻邊軸承外，還可用半圓環(huán)止推片、軸向推力軸承軸向定位。2024/7/287四、曲軸軸向減振器1.曲軸軸向減振器的功用在發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程中，經(jīng)連桿傳給連桿軸頸的作用力大小和方向都是周期性變化的，所以曲軸各個(gè)曲柄的旋轉(zhuǎn)速度也是忽快忽慢呈周期性變化，導(dǎo)致各曲柄之間產(chǎn)生周期性相對(duì)扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱(chēng)為曲軸的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，簡(jiǎn)稱(chēng)扭振。曲軸扭振會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)磨損加劇、功率下降。當(dāng)振動(dòng)強(qiáng)烈時(shí)甚至?xí)嗲S。扭轉(zhuǎn)減振器的功用就是吸收曲軸扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的能量，消減扭轉(zhuǎn)振動(dòng)。2.曲軸軸向減振器的類(lèi)型發(fā)動(dòng)機(jī)多采用橡膠扭轉(zhuǎn)減振器、硅油扭轉(zhuǎn)減振器和硅油-橡膠扭轉(zhuǎn)減振器。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的輕量化和大功率化，已經(jīng)采用了多級(jí)的橡膠阻尼式扭轉(zhuǎn)減振器。2024/7/2第三節(jié)曲軸飛輪組2024/7/288（1）橡膠扭轉(zhuǎn)減振器

如圖3-48a所示，減振器殼體與曲軸連接，并通過(guò)橡膠層與減振質(zhì)量連接在一起。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，減振器殼體與曲軸一起振動(dòng)，由于減振質(zhì)量慣性滯后于減振器殼體，因而在兩者之間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使橡膠層來(lái)回揉搓，振動(dòng)能量被橡膠的內(nèi)摩擦阻尼吸收，從而使曲軸的扭振得以消減。圖3-48b所示為帶輪-橡膠扭轉(zhuǎn)減振器，它的工作原理與前面相似。橡膠扭轉(zhuǎn)減振器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，制造容易，在汽車(chē)上廣泛應(yīng)用。但其阻尼作用小，橡膠容易老化，故在大功率發(fā)動(dòng)機(jī)上較少應(yīng)用。2024/7/289（2）硅油扭轉(zhuǎn)減振器如圖3-49a所示，減振器殼體與曲軸連接。側(cè)蓋與減振器殼體組成封閉腔，其中滑套著減振質(zhì)量。減振質(zhì)量與封閉腔之間留有一定的間隙，里面充滿高黏度硅油。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，減振器殼體與曲軸一起旋轉(zhuǎn)，減振質(zhì)量則被硅油的黏性摩擦阻尼和襯套的摩擦力所帶動(dòng)。由于減振質(zhì)量相當(dāng)大，因此它近似作勻速運(yùn)動(dòng)，于是在減振質(zhì)量與減振器殼體間產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。曲軸的振動(dòng)能量被硅油的內(nèi)摩擦阻尼吸收，使扭振消除或減輕。硅油扭轉(zhuǎn)減振器減振效果好，性能穩(wěn)定，工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便，但它需要良好的密封和較大的減振質(zhì)量，致使減振器尺寸較大。2024/7/290（3）硅油-橡膠扭轉(zhuǎn)減振器如圖3-49b所示，扭轉(zhuǎn)減振器中的橡膠環(huán)主要用作彈性體，并用來(lái)密封硅油和支撐減振質(zhì)量。在封閉腔內(nèi)注滿高黏度硅油。硅油-橡膠扭轉(zhuǎn)減振器集中體現(xiàn)了硅油減振器和橡膠減振器的優(yōu)點(diǎn)，即體積小，質(zhì)量輕和減振性能穩(wěn)定等。91思考題1.曲柄連桿機(jī)構(gòu)的功用是什么？其組成如何？2.氣缸體的結(jié)構(gòu)有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？各自特點(diǎn)是什么？3.活塞的主要作用和組成如何？4.氣環(huán)的主要作用是什么？5.扭曲環(huán)為什么能起密封作用？6.氣環(huán)常見(jiàn)斷面有哪幾種？7.活塞銷(xiāo)和連桿的功用分別是什么？2024/7/292思考題8.曲軸的組成和作用分別是什么？9.什么是全支撐曲軸和非全支撐曲軸？10.畫(huà)出直列四缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)和六缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)表。11.橡膠摩擦式扭轉(zhuǎn)減振器的結(jié)構(gòu)和工作原理是怎樣的？12.裝有雙質(zhì)量飛輪有哪些優(yōu)點(diǎn)？13.油底殼為何局部較深？14.活塞冷態(tài)為什么不做成圓柱形？15.何謂活塞的“泵油作用”？它有何不良后果？應(yīng)如何防止？2024/7/293思考題16.何謂活塞環(huán)的“泵油作用”?它有何不良后果?應(yīng)如何防止?17.何謂活塞環(huán)的端間隙、邊間隙?為什么要有這些間隙?活塞環(huán)裝入氣缸時(shí)應(yīng)注意些什么問(wèn)題?為什么?18.組合式油環(huán)的構(gòu)造如何?它有哪些主要優(yōu)點(diǎn)?19.活塞銷(xiāo)與銷(xiāo)座及連桿小頭的連接方式有幾種?全浮式活塞銷(xiāo)在裝配和工作時(shí),有何特點(diǎn)?為什么要有軸向限位?20.連桿組的功用是什么?由哪些零件組成?連桿大頭為什么要剖分成兩半?為什么有的連桿剖分面采用斜切口式?如何保證連桿大頭與蓋的正確裝配位置?21.試舉例說(shuō)明曲軸的構(gòu)造和軸向定位方法。為什么要軸向定位?2024/7/294思考題22.發(fā)動(dòng)機(jī)的連桿大、小頭孔以及機(jī)體主軸承座為什么要裝襯套或軸承?常用什么軸承?軸瓦安裝時(shí)如何定位?23.飛輪起什么作用?為什么飛輪與曲軸的裝配位置必須確定不變?24.什么是干式缸套?什么是濕式缸套?它們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上有什么不同點(diǎn)?25.氣缸蓋有何功用?如何擰緊缸蓋螺栓?為什么?26.試分析發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的受力。27.試分析單缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)比多缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)振動(dòng)大的原因。有哪些解決方法?2024/7/2

汽車(chē)拖拉機(jī)學(xué)2024/7/2《汽車(chē)拖拉機(jī)學(xué)》課件第四章發(fā)動(dòng)機(jī)換氣系統(tǒng)第四章發(fā)動(dòng)機(jī)換氣系統(tǒng)第一節(jié)配氣機(jī)構(gòu)第二節(jié)近氣裝置與排氣裝置第三節(jié)換氣過(guò)程和換氣損失第四節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣增壓技術(shù)《汽車(chē)拖拉機(jī)學(xué)》課件2024/7/296第四章的教學(xué)內(nèi)容配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)氣裝置與排氣裝置的結(jié)構(gòu)原理?yè)Q氣過(guò)程與換氣損失原理第四章的重點(diǎn)、難點(diǎn)掌握氣門(mén)間隙的調(diào)整掌握配氣相位設(shè)計(jì)掌握進(jìn)氣增壓技術(shù)設(shè)計(jì)第四章的教學(xué)要求1.氣門(mén)間隙的調(diào)整與實(shí)踐2.配氣相位設(shè)計(jì)與實(shí)踐3.進(jìn)氣增壓技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)踐第四章的課程思政融入點(diǎn)科學(xué)精神創(chuàng)新思維適應(yīng)發(fā)展科技發(fā)展自主學(xué)習(xí)第四章的課程思政的育人目標(biāo)第四章的“耕讀教育”思政點(diǎn)映射表課程耕讀教育要點(diǎn)耕讀教育映射與融入點(diǎn)教育方法與載體途徑耕讀育人預(yù)期成效氣門(mén)間隙的調(diào)整與實(shí)踐1.氣門(mén)為何需要有一定的間隙？2.進(jìn)氣門(mén)間隙與排氣門(mén)間隙是一致的嗎？3.氣門(mén)間隙是怎樣實(shí)現(xiàn)從人工調(diào)整到自動(dòng)調(diào)整的？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科學(xué)精神創(chuàng)新思維適應(yīng)發(fā)展配氣相位設(shè)計(jì)與實(shí)踐1.進(jìn)、排氣門(mén)的配氣相位是如何變化的？2.配氣相位對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率有何影響？3.可變配氣相位是如何實(shí)現(xiàn)的？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科學(xué)精神科技發(fā)展自主學(xué)習(xí)進(jìn)氣增壓技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)踐1.發(fā)動(dòng)機(jī)為何從自然吸氣向增壓進(jìn)氣發(fā)展？2.為何汽油機(jī)和柴油機(jī)越來(lái)越多采用廢氣渦輪增壓技術(shù)？3.為何有的發(fā)動(dòng)機(jī)采用雙增壓技術(shù)？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT科學(xué)精神科技發(fā)展創(chuàng)新思維102

2024/7/2第一節(jié)配氣機(jī)構(gòu)103

2024/7/2

換氣系統(tǒng)的作用是根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的工作循環(huán)和著火次序適時(shí)地開(kāi)啟和關(guān)閉各缸的進(jìn)、排氣門(mén)，使足量的純凈空氣或空氣與燃油的混合氣及時(shí)地進(jìn)入氣缸，并及時(shí)地將廢氣排出。

換氣系統(tǒng)主要由配氣機(jī)構(gòu)、進(jìn)氣裝置、排氣裝置等組成。104一、配氣機(jī)構(gòu)

1.配氣機(jī)構(gòu)的作用

配氣機(jī)構(gòu)的作用是按照發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的工作過(guò)程和著火順序的要求，定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉各缸進(jìn)、排氣門(mén)，準(zhǔn)時(shí)地供給清潔、足量的新鮮工作介質(zhì)（空氣或可燃混合氣），及時(shí)并盡可能徹底地排出廢氣，以保證發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過(guò)程的有效進(jìn)行。配氣機(jī)構(gòu)工作得好壞，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作性能影響很大。同時(shí)配氣機(jī)構(gòu)又是發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲的主要來(lái)源之一。2024/7/2第一節(jié)配氣機(jī)構(gòu)105二、配氣機(jī)構(gòu)的類(lèi)型

1.按氣門(mén)的布置位置分

按氣門(mén)的布置位置不同，配氣機(jī)構(gòu)可以分為側(cè)置氣門(mén)式和頂置氣門(mén)式。

側(cè)置式的氣門(mén)布置在氣缸的一側(cè)，使燃燒室結(jié)構(gòu)不緊湊，熱量損失大，氣道比較曲折，進(jìn)氣流通阻力大，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性變差。目前，這種布置形式已被淘汰。

現(xiàn)代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)均采用氣門(mén)布置在氣缸蓋上的頂置式氣門(mén)結(jié)構(gòu)

拖拉機(jī)柴油機(jī)一般采用搖臂推桿頂置式配氣結(jié)構(gòu)2024/7/2第一節(jié)配氣機(jī)構(gòu)106

1.按氣門(mén)的布置位置分2024/7/2107

2.按凸輪軸布置位置分

按凸輪軸布置位置不同，配氣機(jī)構(gòu)分為上置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)、中置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)、下置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)3種。（1）下置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)

將凸輪軸布置在曲軸箱上，由曲軸正時(shí)齒輪帶動(dòng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)。這種結(jié)構(gòu)布置的主要優(yōu)點(diǎn)是凸輪軸離曲軸較近，可用齒輪驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)簡(jiǎn)單。但存在零件較多、傳動(dòng)鏈長(zhǎng)、系統(tǒng)彈性變形大、影響配氣準(zhǔn)確性等缺點(diǎn)。在轎車(chē)高速發(fā)動(dòng)機(jī)中已趨于淘汰，輕、中型汽車(chē)上還有應(yīng)用。2024/7/2108

（2）中置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)

將凸輪軸布置在曲軸箱上。與下置凸輪軸相比，省去了推桿，由凸輪軸經(jīng)過(guò)挺柱直接驅(qū)動(dòng)搖臂，減小了氣門(mén)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，適應(yīng)更高速的發(fā)動(dòng)機(jī)。2024/7/2109

（3）上置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)

將凸輪軸直接布置在氣缸蓋上，直接通過(guò)搖臂或凸輪來(lái)推動(dòng)氣門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉。這種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)沒(méi)有推桿等運(yùn)動(dòng)件，系統(tǒng)往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量大大減小，非常適合現(xiàn)代高速發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其是轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)。

根據(jù)頂置氣門(mén)凸輪軸的個(gè)數(shù)不同，上置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)又分為單頂置凸輪軸（SOHC）和雙頂置凸輪軸（DOHC）兩種。1)單頂置凸輪軸。僅用一根凸輪軸同時(shí)驅(qū)動(dòng)進(jìn)、排氣門(mén),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,布置緊湊。2)雙頂置凸輪軸。由兩個(gè)凸輪軸分別驅(qū)動(dòng)進(jìn)、排氣門(mén)。其有兩種布置型式,一種是凸輪通過(guò)搖臂驅(qū)動(dòng)氣門(mén),另一種是凸輪直接驅(qū)動(dòng)氣門(mén),有利于增加氣門(mén)數(shù)目,提高進(jìn)、排氣效率,提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,是現(xiàn)代高速發(fā)動(dòng)機(jī)配氣機(jī)構(gòu)的主要型式。2024/7/2110

2024/7/2111

3.按曲軸和配氣凸輪軸的傳動(dòng)方式分

根據(jù)曲軸和配氣凸輪軸的傳動(dòng)方式不同，配氣機(jī)構(gòu)可分為齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和同步帶傳動(dòng)3種。（1）齒輪傳動(dòng)

凸輪軸下置、中置的配氣機(jī)構(gòu)大多采用齒輪傳動(dòng)。一般從曲軸到凸輪軸間的傳動(dòng)只需一對(duì)正時(shí)齒輪，必要時(shí)可加裝中間齒輪。為了嚙合平穩(wěn)，減小噪聲，正時(shí)齒輪多用斜齒輪，也有的采用夾布膠木制造，以減小噪聲。

為了裝配時(shí)保證配氣相位正確，齒輪上都有正時(shí)標(biāo)記，裝配時(shí)必須按要求對(duì)齊。2024/7/22024/7/2112113

（2）鏈傳動(dòng)

鏈傳動(dòng)多用在凸輪軸頂置的配氣機(jī)構(gòu)中。為使傳動(dòng)鏈在工作時(shí)具有一定的張力而不至于脫落，一般裝有導(dǎo)鏈板和張緊輪等。這種傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是布置容易，若傳動(dòng)距離較遠(yuǎn)，還可用兩級(jí)鏈傳動(dòng)。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)質(zhì)量及噪聲較大，鏈的可靠性和耐久性不易得到保證。（3）同步帶傳動(dòng)

現(xiàn)代高速發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛采用同步帶傳動(dòng)。同步帶用氯丁橡膠制成，中間夾有玻璃纖維和尼龍織物，以增加強(qiáng)度。同步帶的張力可以由張緊輪進(jìn)行調(diào)整。這種傳動(dòng)方式可以減小噪聲，減小結(jié)構(gòu)質(zhì)量和降低成本2024/7/2114

4.按每缸氣門(mén)的數(shù)目分

根據(jù)每缸氣門(mén)的數(shù)目不同，配氣機(jī)構(gòu)有2氣門(mén)、3氣門(mén)、4氣門(mén)和5氣門(mén)之分。

傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)都采用每缸2氣門(mén)（一個(gè)進(jìn)氣門(mén)，一個(gè)排氣門(mén)）。為了改善發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣性能，應(yīng)盡量加大氣門(mén)的直徑，但由于氣缸的限制，氣門(mén)的直徑不能超過(guò)氣缸直徑的一半。因此，現(xiàn)代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中，普遍采用多氣門(mén)（3～5氣門(mén)）結(jié)構(gòu)，使發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)排氣流通截面積增大，提高了充氣效率，改善了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性能、經(jīng)濟(jì)性能和排放性能。2024/7/2115

當(dāng)每缸采用4氣門(mén)時(shí)，氣門(mén)的排列方式有兩種：一種是同名氣門(mén)排成兩列，由一根凸輪軸通過(guò)T形驅(qū)動(dòng)桿同時(shí)驅(qū)動(dòng)，由于兩同名氣門(mén)在氣道中的位置不同，可能使二者的工作條件和工作效果不一致，故不常用；另一種是同名氣門(mén)排成一列，這種結(jié)構(gòu)在組織進(jìn)氣渦流、保證排氣門(mén)及缸蓋熱負(fù)荷均勻等方面都具有優(yōu)越性，但一般需要兩根凸輪軸，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。2024/7/2116三、配氣機(jī)構(gòu)的主要部件

配氣機(jī)構(gòu)的主要部件有氣門(mén)組、氣門(mén)傳動(dòng)組。1.氣門(mén)組氣門(mén)組主要由氣門(mén)、氣門(mén)座、氣門(mén)導(dǎo)管、氣門(mén)彈簧、氣門(mén)鎖夾等零件組成2024/7/2第一節(jié)配氣機(jī)構(gòu)117

1.氣門(mén)組（1）氣門(mén)氣門(mén)的作用是控制進(jìn)、排氣道的開(kāi)啟和關(guān)閉，在壓縮和做功沖程保證氣缸密封良好，因此對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、耐久性和啟動(dòng)性能等均有很大影響，是發(fā)動(dòng)機(jī)重要零件之一。氣門(mén)分為進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)。進(jìn)氣門(mén)一般用中碳合金鋼（鉻鋼、鉻鉬鋼和鎳鉻鋼等）制造；排氣門(mén)則用耐熱合金鋼（硅鋁鋼、硅鉻鉬鋼和硅鉻錳鋼等）制成。高強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)可用奧氏體鋼或鉻鎳鎢鉬鋼制作氣門(mén)。氣門(mén)由頭部和桿部?jī)刹糠纸M成。2024/7/2118

①氣門(mén)頭部。頭部用來(lái)封閉氣缸的進(jìn)、排氣通道。氣門(mén)頭部的形狀有平頂、喇叭形頂和球面頂。2024/7/2119

目前使用最多的是平頂氣門(mén)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，吸熱面積較小，質(zhì)量小，進(jìn)、氣門(mén)均可采用。喇叭形頂頭部與桿部的過(guò)渡部分具有一定的流線型，氣流流通較便利，可減小進(jìn)氣阻力，但其頂部受熱面積較大，故多用于進(jìn)氣門(mén)。球面頂氣門(mén)頭部，其強(qiáng)度高，排氣阻力小，廢氣清除效果好，適用于排氣門(mén)，但球形氣門(mén)頂部的受熱面積大，質(zhì)量和慣性力也大，加工較困難。氣門(mén)頭部與氣門(mén)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(mén)頂部平面的夾角稱(chēng)為氣門(mén)錐角，一般做成45°，少數(shù)為30°。2024/7/2120

采用錐形工作面的目的:像錐形塞子可以塞緊瓶口一樣,能獲得較大的氣門(mén)座閉合壓力,提高密封性和導(dǎo)熱性;氣門(mén)落座時(shí)有定位作用;避免氣流拐彎過(guò)大而降低流速。為了保證良好密合,裝配前應(yīng)將氣門(mén)頭與氣門(mén)座二者的密封錐面互相研磨,研磨好的零件不能互換。氣門(mén)頭部直徑越大,氣門(mén)口通道截面就越大,進(jìn)、排氣阻力就越小。為了盡量減小進(jìn)氣阻力,進(jìn)氣門(mén)直徑比排氣門(mén)大15%~30%。但在排氣門(mén)數(shù)目少于進(jìn)氣門(mén)數(shù)目的發(fā)動(dòng)機(jī)中(如3個(gè)進(jìn)氣門(mén),2個(gè)排氣門(mén)),排氣門(mén)頭部直徑大于進(jìn)氣門(mén)。2024/7/2121

②氣門(mén)桿部桿部的功用是為氣門(mén)的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向。氣門(mén)桿有較高的加工精度和表面粗糙度要求，應(yīng)與氣門(mén)導(dǎo)管有良好配合。氣門(mén)桿尾部結(jié)構(gòu)取決于氣門(mén)彈簧座的固定方式，常用的結(jié)構(gòu)是用剖分成兩半的錐形鎖片來(lái)固定氣門(mén)彈簧座。這時(shí)氣門(mén)桿的尾部可切出環(huán)形槽來(lái)安裝鎖片；也可以用鎖銷(xiāo)來(lái)固定氣門(mén)彈簧座，對(duì)應(yīng)的氣門(mén)桿尾部應(yīng)有一個(gè)用來(lái)安裝鎖銷(xiāo)的徑向孔。2024/7/2122

（2）氣門(mén)座氣門(mén)座的作用是靠其內(nèi)錐面與氣門(mén)錐面的緊密貼合密封氣缸，并接受氣門(mén)傳來(lái)的熱量。氣門(mén)座可直接在氣缸蓋上加工出來(lái)，也可用合金鑄鐵或奧氏體鋼制成單獨(dú)的氣門(mén)座圈，再鑲嵌到氣缸蓋相應(yīng)的座孔中，構(gòu)成鑲嵌式氣門(mén)座。鑲嵌式氣門(mén)座可使鋁合金和鑄鐵氣缸蓋的使用壽命得以延長(zhǎng)。氣門(mén)座也有相應(yīng)的錐面與氣門(mén)頭部錐面相配合。2024/7/2123

（3）氣門(mén)導(dǎo)管氣門(mén)導(dǎo)管的主要作用是保證氣門(mén)作穩(wěn)定的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，保證氣門(mén)與氣門(mén)座正確配合，對(duì)氣門(mén)起導(dǎo)向作用。此外，還擔(dān)負(fù)部分傳熱作用。氣門(mén)導(dǎo)管通常為圓柱形管。外圓與內(nèi)孔均需精加工，為了外圓表面磨削方便，一般不設(shè)臺(tái)肩。外圓柱面以一定的過(guò)盈量壓入缸蓋。其材料要求耐磨性好，以減少內(nèi)孔磨損，常用合金鑄塊或鐵基粉末冶金。當(dāng)采用鋁合金缸蓋時(shí)，考慮鋁合金熱膨脹系數(shù)較大，工作時(shí)氣門(mén)導(dǎo)管可能松脫，因而有必要采用安全措施，如加卡圈等。2024/7/2124

（4）氣門(mén)彈簧氣門(mén)彈簧借其張力克服氣門(mén)關(guān)閉過(guò)程中氣門(mén)及傳動(dòng)件因慣性力而產(chǎn)生的間隙，保證氣門(mén)及時(shí)落座并緊密貼合，同時(shí)也可防止氣門(mén)在發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)因跳動(dòng)而破壞密封。為了防止彈簧發(fā)生共振，可采用變螺距的圓柱形彈簧。大多數(shù)高速發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)氣門(mén)裝有同心安裝的內(nèi)、外兩根氣門(mén)彈簧，這樣不但可以防止共振，而且當(dāng)一個(gè)彈簧折斷時(shí)，另一根仍可維持工作。此外，還能減小氣門(mén)彈簧的高度。當(dāng)裝用兩根氣門(mén)彈簧時(shí)，氣門(mén)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)。2024/7/2125

（5）氣門(mén)鎖夾氣門(mén)彈簧座的固定方式有兩種。一種是鎖夾式，在氣門(mén)桿端部的溝槽上裝有兩個(gè)半圓形的錐形鎖夾，彈簧座緊壓鎖夾，使其緊箍在氣門(mén)桿端部，從而使彈簧座、鎖夾與氣門(mén)連接成一整體，與氣門(mén)一起運(yùn)動(dòng)。另一種是以鎖銷(xiāo)代替鎖夾，在氣門(mén)桿端有一個(gè)用來(lái)安裝鎖銷(xiāo)的徑向孔，通過(guò)鎖銷(xiāo)進(jìn)行連接。2024/7/2126

1.氣門(mén)傳動(dòng)組氣門(mén)傳動(dòng)組的作用是使氣門(mén)按發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位規(guī)定的時(shí)刻及時(shí)開(kāi)、閉，并保證規(guī)定的開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間和開(kāi)啟高度。（1）凸輪軸凸輪軸主要由凸輪和凸輪軸軸頸等組成。對(duì)于下置凸輪軸的汽油機(jī)還具有用以驅(qū)動(dòng)分電器等的螺旋齒輪和用以驅(qū)動(dòng)汽油泵的偏心輪。凸輪受到氣門(mén)間歇性開(kāi)啟的周期性沖擊載荷，因此要求凸輪表面要耐磨，凸輪軸要有足夠的韌性和剛度。凸輪軸一般用優(yōu)質(zhì)鋼模鍛制成，或用球墨鑄鐵、合金鑄鐵鑄造制成。凸輪和軸頸的工作表面經(jīng)熱處理后精磨，以提高耐磨性。2024/7/2127

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同一氣缸的進(jìn)、排氣凸輪的相對(duì)角位置是與既定的配氣相位相適應(yīng)的。發(fā)動(dòng)機(jī)各個(gè)氣缸的進(jìn)、排氣凸輪的相對(duì)角位置應(yīng)符合發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的點(diǎn)火順序和點(diǎn)火間隔時(shí)間的要求。因此，根據(jù)凸輪軸的旋轉(zhuǎn)方向以及各缸進(jìn)、排氣和凸輪的工作順序，就可以判定發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火次序。四缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，每完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸需旋轉(zhuǎn)兩周而凸輪軸只旋轉(zhuǎn)一周，在這期間內(nèi)，每個(gè)氣缸都要進(jìn)行一次進(jìn)氣或排氣，且各缸進(jìn)氣與排氣的時(shí)間間隔相等，即各缸進(jìn)氣或排氣凸輪彼此間的夾角均為360°/4=90°。2024/7/2129發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸旋轉(zhuǎn)方向（從前端向后看）為逆時(shí)針?lè)较?，則該發(fā)動(dòng)機(jī)的點(diǎn)火次序?yàn)?-2-4-3。若六缸四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的凸輪軸沿逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，其點(diǎn)火次序?yàn)?-5-3-6-2-4，任何兩個(gè)相繼點(diǎn)火的氣缸進(jìn)或排氣凸輪間的夾角均為360°/6=60°，2024/7/2130

（2）挺柱挺柱的作用是將凸輪的推力傳給推桿或氣門(mén)，承受凸輪旋轉(zhuǎn)時(shí)傳來(lái)的側(cè)向力并傳給發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)體。常用的有菌形挺柱、平面挺柱和桶形挺柱3種。挺柱工作時(shí)，由于受凸輪側(cè)向推力的作用會(huì)引起挺柱與導(dǎo)管間的單面摩擦。為了減小這種單面摩擦及磨損，一般采取以下方法：①將挺柱工作面制成球面，這樣可使挺柱在工作時(shí)繞其中心線稍有轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到磨損均勻的目的。②挺柱相對(duì)凸輪偏心安置，工作時(shí)，挺柱繞其中心線稍作轉(zhuǎn)動(dòng)。③挺柱外表面制成兩端小、中間大的桶形，當(dāng)挺柱在座孔中歪斜時(shí)，它的定位作用仍可保證凸輪型面全寬與挺柱表面相接觸，減小接觸應(yīng)力，使磨損均勻。2024/7/2131

熱膨脹造成的氣門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)的問(wèn)題用預(yù)留氣門(mén)間隙的方法來(lái)解決；但由于氣門(mén)間隙的存在，配氣機(jī)構(gòu)在工作時(shí)將產(chǎn)生沖擊而發(fā)出響聲。為了解決這一矛盾，有的發(fā)動(dòng)機(jī)上采用了液力挺柱。2024/7/2132

（3）推桿氣門(mén)推桿用于下置凸輪軸頂置氣門(mén)的配氣機(jī)構(gòu)。它的功用是將挺柱、凸輪傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)傳給搖臂。對(duì)推桿的要求是剛度強(qiáng)、質(zhì)量輕。推桿多為細(xì)長(zhǎng)桿，用無(wú)縫鋼管或空心鋼管制成，其兩端焊有不同形狀的鋼頭。上端頭部是凹球形，與搖臂調(diào)節(jié)螺釘球頭接觸，下端頭部為圓球形，放置在挺柱的凹球形支承座內(nèi)。兩端頭部都經(jīng)過(guò)熱處理，以改善耐磨性能。（4）搖臂搖臂是一個(gè)雙臂杠桿，其功用是改變推桿傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向，并將運(yùn)動(dòng)傳給氣門(mén)桿尾端，以推開(kāi)氣門(mén)。2024/7/2133

（4）搖臂搖臂兩邊臂長(zhǎng)的比值稱(chēng)為搖臂比。搖臂比一般為1.2～1.8。短臂端裝有調(diào)節(jié)螺釘而與推桿接觸，長(zhǎng)臂端用以推動(dòng)氣門(mén)桿端。因此，在一定的氣門(mén)開(kāi)度下，可減少凸輪的最大升程。工作時(shí)，搖臂承受較大的彎曲應(yīng)力，搖臂長(zhǎng)端頭部沿氣門(mén)桿端滑移易磨損，所以要求它具有足夠的強(qiáng)度、剛度和耐磨性。搖臂通過(guò)搖臂軸支承在搖臂支座上。搖臂軸為中空形，搖臂內(nèi)鉆有油孔，機(jī)油從支座的油道經(jīng)搖臂軸通向搖臂的兩端進(jìn)行潤(rùn)滑。為了防止搖臂在軸上產(chǎn)生軸向移動(dòng)，相鄰兩搖臂間裝有彈簧。2024/7/22024/7/2134（5）正時(shí)齒輪

正時(shí)齒輪的功用是將曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳給各輔助機(jī)構(gòu)，如凸輪軸、噴油泵等。凸輪軸、噴油泵與曲軸的旋轉(zhuǎn)必須保持著嚴(yán)格的相對(duì)位置關(guān)系，一般都采用斜齒輪傳動(dòng)，并在齒輪端面上打上裝配標(biāo)記。小齒輪和大齒輪分別用鍵裝在曲軸和凸輪軸的前端，其傳動(dòng)比為2：1。安裝時(shí)各齒輪上的標(biāo)記必須對(duì)準(zhǔn)（圖4-21），以保證正確的配氣相位和點(diǎn)火時(shí)刻。2024/7/2135

正時(shí)斜齒輪副在傳動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生軸向力，導(dǎo)致凸輪軸產(chǎn)生軸向竄動(dòng)。因此凸輪軸必須采用軸向限位裝置，常見(jiàn)的軸向限位裝置如圖4-22所示。在凸輪軸前軸頸與正時(shí)齒輪之間，壓裝一個(gè)調(diào)節(jié)隔圈，在調(diào)節(jié)隔圈外再套上止推板，止推板用螺釘固定在機(jī)體前端面上。調(diào)節(jié)隔圈、凸輪軸正時(shí)齒輪輪轂與第一凸輪軸軸頸端面緊緊靠在一起。由于調(diào)節(jié)隔圈比止推板厚0.08～0.20mm，因此在止推板和凸輪軸正時(shí)齒輪輪轂或止推板與第一凸輪軸軸頸斷面之間形成0.08～0.20mm的間隙，此間隙即為凸輪軸最大軸向移動(dòng)量?？赏ㄟ^(guò)改變調(diào)節(jié)隔圈的厚度來(lái)調(diào)整凸輪軸產(chǎn)生軸向移動(dòng)量。136四、配氣相位

1.配氣相位的定義正進(jìn)、排氣門(mén)開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱(chēng)為配氣相位，簡(jiǎn)稱(chēng)配氣相位。表示配氣相位的環(huán)形圖稱(chēng)為配氣相位圖。發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位對(duì)其性能，特別是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性有很大影響。從理論上講，四行程發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位與活塞行程的開(kāi)始和結(jié)束相對(duì)應(yīng)，即進(jìn)氣門(mén)應(yīng)在上止點(diǎn)時(shí)開(kāi)啟、在下止點(diǎn)時(shí)關(guān)閉，排氣門(mén)應(yīng)在下止點(diǎn)時(shí)開(kāi)啟、在上止點(diǎn)時(shí)關(guān)閉，進(jìn)氣過(guò)程和排氣過(guò)程各對(duì)應(yīng)180°CA。但實(shí)際上發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速很高，活塞每一行程歷時(shí)都很短，而且氣門(mén)在凸輪軸作用下逐漸開(kāi)啟和關(guān)閉。2024/7/2第一節(jié)配氣機(jī)構(gòu)137

為保證氣缸進(jìn)氣充足和排氣徹底，實(shí)際上進(jìn)、排氣門(mén)應(yīng)提前打開(kāi)和延遲關(guān)閉，即進(jìn)氣門(mén)在活塞到達(dá)上止點(diǎn)前開(kāi)啟并在下止點(diǎn)后關(guān)閉；排氣門(mén)則在活塞到達(dá)下止點(diǎn)前開(kāi)啟，而在上止點(diǎn)后關(guān)閉。2024/7/2138

2.進(jìn)氣門(mén)配氣相位（1）進(jìn)氣提前角α在排氣行程接近終了、活塞到達(dá)上止點(diǎn)之前，進(jìn)氣門(mén)便開(kāi)始開(kāi)啟。從進(jìn)氣門(mén)開(kāi)始開(kāi)啟活塞移到上止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角，稱(chēng)為進(jìn)氣提前角α。進(jìn)氣門(mén)提前開(kāi)啟的目的是保證進(jìn)氣行程開(kāi)始時(shí)進(jìn)氣門(mén)已經(jīng)開(kāi)大，減小進(jìn)氣阻力，使新鮮氣體能順利地充入氣缸。2024/7/2（2）進(jìn)氣遲后角β在進(jìn)氣行程活塞到達(dá)下止點(diǎn)過(guò)后，活塞又上行一段時(shí)間，進(jìn)氣門(mén)才關(guān)閉。從下止點(diǎn)到進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱(chēng)為進(jìn)氣遲后角β。進(jìn)氣門(mén)遲后關(guān)閉的目的是由于活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)壓力仍低于大氣壓力，氣流還有相當(dāng)大的慣性，仍可以利用氣流慣性和壓力差繼續(xù)進(jìn)氣。由此可見(jiàn)，進(jìn)氣門(mén)開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間內(nèi)的曲軸轉(zhuǎn)角，即進(jìn)氣持續(xù)角度（α+180°+β）。α角一般為10°～30°，β角一般為30°～80°。2024/7/2139140

3.排氣門(mén)配氣相位（1）排氣提前角γ在做功行程接近終了，活塞到達(dá)下止點(diǎn)之前，排氣門(mén)便開(kāi)始開(kāi)啟。從排氣門(mén)開(kāi)始開(kāi)啟到活塞移至下止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角γ稱(chēng)為排氣提前角。排氣門(mén)提前開(kāi)啟的目的是，當(dāng)做功行程活塞接近下止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)的氣體還有0.30～0.50kPa的壓力，此壓力對(duì)做功的作用已經(jīng)不大，但仍比大氣壓力高，因此在此壓力作用下，氣缸內(nèi)的廢氣能迅速地自由排出；待活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)只剩約0.115kPa的壓力，此時(shí)進(jìn)一步加大排氣門(mén)開(kāi)度，可降低活塞上行的排氣阻力，使排氣行程所消耗的功率大為減??；此外，高溫廢氣迅速地排出，還可以防止發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱，保持在正常的工作狀態(tài)。2024/7/2141

（2）排氣遲后角δ在排氣行程接近終了，活塞越過(guò)上止點(diǎn)后，排氣門(mén)才關(guān)閉。從上止點(diǎn)到排氣門(mén)關(guān)閉所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱(chēng)為排氣遲后角δ。排氣門(mén)遲后關(guān)閉的目的是由于活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí)，氣缸內(nèi)的殘余廢氣壓力繼續(xù)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較充分。由此可見(jiàn)，排氣門(mén)開(kāi)啟持續(xù)時(shí)間內(nèi)的曲軸轉(zhuǎn)角，即排氣持續(xù)角度為（γ+180°+δ）。γ角一般為40°～80°，δ角一般為10°～30°。2024/7/2142

4.氣門(mén)重疊由于進(jìn)氣門(mén)在上止點(diǎn)前即開(kāi)啟，而排氣門(mén)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)、排氣門(mén)同時(shí)開(kāi)啟的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱(chēng)為氣門(mén)重疊，同時(shí)開(kāi)啟的曲軸轉(zhuǎn)角（α+δ）稱(chēng)為氣門(mén)重疊角。在這一重疊時(shí)間內(nèi)，由于進(jìn)氣歧管內(nèi)的新鮮氣流和排氣歧管內(nèi)的廢氣流的流動(dòng)慣性都比較大，致使氣缸內(nèi)的氣體在短時(shí)間內(nèi)是不會(huì)改變流向的。所以只要?dú)忾T(mén)重疊角選擇適當(dāng)，就不會(huì)有廢氣倒流入進(jìn)氣歧管和新鮮氣體隨同廢氣排出的可能性。相反，由于廢氣氣流周?chē)幸欢ǖ恼婵斩?，?duì)排氣速度有一定影響，從進(jìn)氣門(mén)進(jìn)入的少量新鮮氣體可對(duì)此真空度加以填補(bǔ)，還有助于廢氣的排出。2024/7/2143

增壓柴油機(jī)氣門(mén)重疊角可選擇大一些。因?yàn)樵鰤翰裼蜋C(jī)進(jìn)氣壓力較高，廢氣不可能進(jìn)入進(jìn)氣歧管，并且可利用新鮮氣體將廢氣掃除干凈。不同發(fā)動(dòng)機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)形式、轉(zhuǎn)速各不相同，因而配氣相位也不相同。同一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不同也應(yīng)有不同的配氣相位，轉(zhuǎn)速越高，提前角和遲后角也應(yīng)越大，但這在發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)上很難做到。通常根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)性能要求，通過(guò)試驗(yàn)確定該種發(fā)動(dòng)機(jī)在某一常用轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)較為合適的配氣相位。2024/7/2144

5.可變配氣正時(shí)為了獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速、大功率，要求配氣機(jī)構(gòu)有較大的進(jìn)、排氣持續(xù)角度，特別是進(jìn)氣遲后角要大，充分利用氣體流動(dòng)慣性，多進(jìn)氣；為了獲得發(fā)動(dòng)機(jī)的低轉(zhuǎn)速、大轉(zhuǎn)矩，進(jìn)氣遲后角要小，防止低速倒流；為了獲得中小負(fù)荷較好的燃油經(jīng)濟(jì)性，氣門(mén)重疊角應(yīng)小。若能同時(shí)滿足上述要求，配氣機(jī)構(gòu)應(yīng)裝用可變配氣正時(shí)系統(tǒng)。2024/7/2145四、氣門(mén)間隙

1.氣門(mén)間隙的定義

氣門(mén)間隙是指發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)、氣門(mén)關(guān)閉時(shí)，氣門(mén)與搖臂之間的間隙。其作用是為氣門(mén)及驅(qū)動(dòng)組件工作時(shí)留有受熱膨脹的余地。氣門(mén)間隙的大小由發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠根據(jù)試驗(yàn)確定。一般在冷態(tài)時(shí)，進(jìn)氣門(mén)的間隙為0.25～0.3mm，排氣門(mén)的間隙為0.30～0.35mm。如果氣門(mén)間隙過(guò)小，發(fā)動(dòng)機(jī)在熱態(tài)下可能關(guān)閉不嚴(yán)而發(fā)生漏氣，導(dǎo)致功率下降，甚至燒壞氣門(mén)。如果氣門(mén)間隙過(guò)大，則傳動(dòng)零件之間以及氣門(mén)與氣門(mén)座之間撞擊聲增大，并加速磨損。同時(shí)，也會(huì)使氣門(mén)開(kāi)啟的延續(xù)角度變小，氣缸的充氣及排氣情況變壞。發(fā)動(dòng)機(jī)工作中，由于氣門(mén)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)零件磨損，會(huì)導(dǎo)致氣門(mén)間隙產(chǎn)生變化，應(yīng)注意檢查調(diào)整。2024/7/2第一節(jié)配氣機(jī)構(gòu)146

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2.氣門(mén)間隙的調(diào)整（1）人工調(diào)整氣門(mén)間隙的調(diào)整可以通過(guò)搖臂一端的氣門(mén)間隙調(diào)整螺釘進(jìn)行（圖4-24），旋入間隙變小，旋出間隙變大，主要用于拖拉機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)上。調(diào)整氣門(mén)間隙時(shí)，必須使活塞處于壓縮行程上止點(diǎn)附近，此時(shí)進(jìn)、排氣門(mén)都處于關(guān)閉狀態(tài)。對(duì)于多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，一般首先確定第一缸的上止點(diǎn)，調(diào)整好第一缸的氣門(mén)間隙后，再根據(jù)該機(jī)的工作順序和著火間隔角，依次對(duì)其他各缸的氣門(mén)間隙進(jìn)行調(diào)整。（2）自動(dòng)調(diào)整對(duì)于采用液壓挺柱的發(fā)動(dòng)機(jī)不預(yù)留氣門(mén)間隙，利用液壓油使挺柱的頂面與凸輪始終緊貼狀態(tài)，即自動(dòng)調(diào)節(jié)了氣門(mén)間隙，主要用汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上。2024/7/2148

2024/7/2第二節(jié)進(jìn)氣裝置與排氣裝置149一、進(jìn)氣裝置

發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣裝置的功用是供給發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)所需要的新鮮、清潔的可燃混合氣或空氣，并將發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒后的廢氣排至大氣。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣裝置主要由空氣濾清器、進(jìn)氣總管、進(jìn)氣岐管等組成。進(jìn)氣裝置上一般安裝空氣流量計(jì)，用于測(cè)量空氣的流量，是供油控制的主要傳感器之一。2024/7/2第二節(jié)進(jìn)氣裝置與排氣裝置150

1.空氣濾清器（1）功用空氣濾清器的作用是濾清空氣中所含的塵土和雜質(zhì)，讓潔凈的空氣進(jìn)入氣缸，以減少氣缸、活塞、活塞環(huán)等有關(guān)零件的磨損，延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。（2）類(lèi)型空氣濾清器應(yīng)具有較強(qiáng)的除塵能力，流動(dòng)阻力小，并能較長(zhǎng)時(shí)間使用而不降低其工作性能。根據(jù)工作原理的不同，空氣濾清器可分慣性式、過(guò)濾式和黏附式；根據(jù)空氣通過(guò)的介質(zhì)狀態(tài)的不同可分為干式和濕式兩種，汽油機(jī)一般采和干式空氣濾清器，柴油機(jī)一般采用濕式空氣濾清器。2024/7/2151

（3）濕式空氣濾清器

下圖為柴油機(jī)的濕式空氣濾清器。它包含了慣性式、過(guò)濾式和黏附式3種過(guò)濾原理。柴油機(jī)工作時(shí)，在進(jìn)氣行程的氣缸真空吸力作用下，空氣經(jīng)導(dǎo)流板產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，較大的塵粒在離心力的作用下被甩向集塵罩，然后再落入集塵杯內(nèi)。2024/7/2經(jīng)過(guò)一級(jí)慣性過(guò)濾的空氣，沿吸氣管向下流動(dòng)，沖擊油碗中的機(jī)油油面，并急劇改變方向向上流動(dòng)，一部分塵土因?yàn)閼T性的作用而黏附在油面上，這是第二級(jí)黏附式過(guò)濾?？諝庠傧蛏贤ㄟ^(guò)濺有機(jī)油的金屬絲濾芯，細(xì)小的塵粒被阻擋在濾芯外并黏附在濾芯上。經(jīng)過(guò)這三級(jí)過(guò)濾后，清潔的空氣才由進(jìn)氣管被吸入氣缸。153

（4）干式空氣濾清器與濕式濾清器相比，紙質(zhì)空氣濾清器具有質(zhì)量輕、體積小、成本低等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是使用壽命較短，需定期更換濾芯。2024/7/2干式紙質(zhì)濾清器的構(gòu)造如圖所示，其濾芯由樹(shù)脂處理的微孔濾紙制成，濾芯的上下兩端有塑料密封圈。工作時(shí)空氣首先從上蓋及殼體之間的空隙進(jìn)入濾芯外腔，經(jīng)過(guò)濾后再進(jìn)入濾芯內(nèi)腔而流向進(jìn)氣管。為了延長(zhǎng)紙質(zhì)濾芯的使用壽命，一般汽車(chē)每行駛一定里程就進(jìn)行一次保養(yǎng)，即取出濾芯，采用輕拍或用壓縮空氣法去除沉積在濾芯外表面的灰塵。使用一定時(shí)間后需要更換155

2.進(jìn)氣總管進(jìn)氣總管是指空氣濾清器到進(jìn)氣歧管之間的管道，其中在進(jìn)氣總管與進(jìn)氣歧管連接處通常有一個(gè)氣室，用來(lái)減少因節(jié)氣門(mén)頻繁變化而產(chǎn)生的進(jìn)氣脈沖。3.進(jìn)氣歧管進(jìn)氣歧管的作用是將可燃混合氣較均勻地分送到各個(gè)氣缸的進(jìn)氣門(mén)2024/7/2156