《汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修》配套課后習(xí)題：項(xiàng)目3-配氣機(jī)構(gòu)

項(xiàng)目三配氣機(jī)構(gòu)一、資訊說明：每位學(xué)生應(yīng)在工作任務(wù)實(shí)施前獨(dú)立完成準(zhǔn)備工作。1、凸輪軸通過正時(shí)齒輪由驅(qū)動(dòng)，四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)工作循環(huán)凸輪軸轉(zhuǎn)一周，各氣門開啟1次。2、頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)的凸輪軸布置有三種形式，它們是上置式、下置式、中置式。3、氣門疊開角是和進(jìn)氣提前角和排氣滯后角之和4、氣門間隙是指在氣門組與氣門傳動(dòng)組之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙。氣門間隙過大，氣門開啟時(shí)刻變晚，關(guān)閉時(shí)刻變?cè)纾粴忾T間隙過小，易使氣門工作關(guān)閉不嚴(yán),造成漏氣。5、氣門采用雙彈簧結(jié)構(gòu)時(shí)，外彈簧剛度較大，內(nèi)彈簧剛度較小，且兩彈簧的旋向相反。6、曲軸與凸輪軸之間的傳動(dòng)方式有齒輪傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)以及齒形膠帶傳動(dòng)三種。7、氣門彈簧座一般是通過鎖塊(夾)或鎖銷固定在氣門桿尾端的。二、內(nèi)容小結(jié)1、配氣機(jī)構(gòu)的功用是什么?根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)每一缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)和發(fā)火順序的要求，定時(shí)開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，使新鮮可染混合氣（汽油機(jī)）或空氣（柴油機(jī)）得以及時(shí)進(jìn)入氣缸，廢氣得以及時(shí)從氣缸排除。新鮮空氣或可染混合氣被吸入氣缸越多，則發(fā)動(dòng)機(jī)可能發(fā)出的功率越大，新鮮混合氣或空氣充滿氣缸的程度，用充氣效率來表示。充氣效率=在進(jìn)氣行程中實(shí)際進(jìn)入氣缸的新鮮空氣或可染混合氣的質(zhì)量/充滿氣缸工作容積的質(zhì)量2、配氣機(jī)構(gòu)中進(jìn)、排氣門為什么早開晚關(guān)?進(jìn)氣門早開的目的是為了在進(jìn)氣開始時(shí)能有較大的開度或較大的進(jìn)氣通過斷面，以減小進(jìn)氣阻力，使進(jìn)氣順暢。進(jìn)氣門晚關(guān)則是為了充分利用氣流的慣性，在進(jìn)氣遲后角內(nèi)繼續(xù)進(jìn)氣，以增加進(jìn)氣量。進(jìn)氣阻力減小不僅可以增加進(jìn)氣量，還可以減少進(jìn)氣過程消耗的功率。排氣門早開的目的是為了在排氣門開啟時(shí)氣缸內(nèi)有較高的壓力，使廢氣能以很高的速度自由排出，并在極短的時(shí)間內(nèi)排出大量廢氣。當(dāng)活塞開始排氣行程時(shí)，氣缸內(nèi)的壓力已大大下降，排氣門開度或排氣通過斷面明顯增大，從而使強(qiáng)制排氣的阻力和排氣消耗的功率大為減小。排氣門晚關(guān)則是為了利用廢氣流動(dòng)的慣性，在排氣遲后角內(nèi)繼續(xù)排氣，以減小干缸內(nèi)的殘余廢氣量。3、簡述液力挺柱的工作原理。保證氣門關(guān)閉嚴(yán)密，在氣門桿端與氣門驅(qū)動(dòng)件（搖臂、挺桿或凸輪）之間留有適當(dāng)?shù)拈g隙，稱為氣門間隙。氣門間隙在熱車時(shí)比較小，在冷車時(shí)比較大，這是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，氣門桿因溫度升高而膨脹伸長，導(dǎo)致間隙縮小。若氣門間隙調(diào)整不當(dāng)就會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行不正常，過大會(huì)影響氣門的開啟量，氣門升程減少引起進(jìn)氣不足，排氣不徹底；過小會(huì)引起氣門關(guān)閉不嚴(yán)引起漏氣，造成動(dòng)力下降。為了避免氣門間隙調(diào)整不當(dāng)引起的麻煩，一般高速發(fā)動(dòng)機(jī)上都使用可自行調(diào)整氣門間隙的液力挺桿。

挺桿的一端與凸輪接觸，另一端與氣門接觸，它的作用是將凸輪的推力傳給氣門。舊式發(fā)動(dòng)機(jī)上的挺桿一端裝有調(diào)整螺釘和鎖緊螺母，用于調(diào)整氣門間隙，而液力挺桿省略了調(diào)整螺釘和鎖緊螺母，用液力調(diào)節(jié)代替了這些剛性零件的作用。

液力挺桿時(shí)刻與凸輪軸接觸，無間隙運(yùn)行。挺桿內(nèi)部則運(yùn)用液力來達(dá)到間隙調(diào)節(jié)的作用。液力挺桿主要由柱塞、單向閥和單向閥彈簧等組成，利用單向閥的作用儲(chǔ)存或釋放機(jī)油，通過改變挺桿體腔內(nèi)的機(jī)油壓力就可以改變液力挺桿的工作長度，從而起到自動(dòng)調(diào)整氣門間隙的作用。

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，當(dāng)氣門關(guān)閉，機(jī)油經(jīng)挺桿體(1)和柱塞(2)的孔道進(jìn)入柱塞腔(a)，推開單向閥(3)直入挺桿體腔(b)，柱塞便在挺桿體腔的油壓及彈簧(4)的作用下上升，壓緊氣門推桿(5)。此時(shí)柱塞的上升力不足以克服氣門彈簧的張力，氣門不會(huì)被打開而僅是消除了整個(gè)氣門機(jī)構(gòu)中的間隙。此時(shí)挺桿體腔已充滿油，單向閥在油壓及彈簧(6)的作用下關(guān)閉，切斷了油路。當(dāng)凸輪(7)轉(zhuǎn)到工作面時(shí)挺桿上升，氣門彈簧張力通過氣門推桿作用在柱塞上，但此時(shí)單向閥巳關(guān)閉使油液無法溢出，而油液具有的不可壓縮性使得挺桿象一個(gè)整體一樣推動(dòng)著氣門開啟。在此過程中，由于挺桿體腔油壓很高，有少許油液通過挺桿體與柱塞的間隙處泄漏出去而使挺桿工作長度“縮短”。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)過工作面時(shí)挺桿下降，氣門關(guān)閉，挺桿體腔內(nèi)的油壓也隨之下降，于是主油道的機(jī)油又再次推開單向閥注入挺桿體腔內(nèi)，補(bǔ)充油液，重復(fù)循環(huán)以上動(dòng)作。

通過挺桿體腔內(nèi)的油液泄漏及補(bǔ)充，不斷自動(dòng)調(diào)節(jié)挺桿的工作長度，從而保持氣門工作正常而整個(gè)機(jī)構(gòu)又沒有間隙存在，減少了零件之間的沖擊和噪聲，消除了舊款發(fā)動(dòng)機(jī)氣門間隙的弊病。同時(shí)，采用液力挺桿可以將凸輪軸輪廓做得更徒一點(diǎn)，令氣門開啟與關(guān)閉得更快，更加符合現(xiàn)代高速發(fā)動(dòng)機(jī)的要求。4、什么是配氣相位?配氣相位是用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)、排氣門的開啟時(shí)刻和開啟延續(xù)時(shí)間，通常用環(huán)形圖表示。

發(fā)動(dòng)機(jī)在換氣過程中，若能夠做到排氣徹底、進(jìn)氣充分，則可以提高充氣系數(shù)，增大發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。四沖程的每個(gè)工作行程，其曲軸要轉(zhuǎn)180°。現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很高，一個(gè)行程經(jīng)歷的時(shí)間很短（如上海桑塔納的四沖程的發(fā)動(dòng)機(jī)，在最大功率的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)5600r/min，一個(gè)行程的時(shí)間只有0.0054s）。這樣短時(shí)間的進(jìn)氣和排氣過程往往會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)充氣不