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第四章 配气机构

第四章 配气机构. 概述 配气机构的组成和零件 气门间隙 配气相位. 第一节 概述. 一、功用：. 按发动机各气缸内所进行的工作循环或发火次序的要求，定时开启和关闭每个气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。. 二、充气效率：. 在进气行程中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量与在进气系统进口状态下充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃混合气的质量之比。 η v = M / M 0 M — 进气过程中，实际 进 入气缸的新气的质量； M o — 在理想状态下， 充满气缸工作容积的新气质 量 。.

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第四章 配气机构

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  1. 第四章配气机构 概述 配气机构的组成和零件 气门间隙 配气相位

  2. 第一节概述 一、功用： 按发动机各气缸内所进行的工作循环或发火次序的要求，定时开启和关闭每个气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。

  3. 二、充气效率： 在进气行程中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量与在进气系统进口状态下充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃混合气的质量之比。 ηv=M/M0 M —进气过程中，实际进入气缸的新气的质量； Mo—在理想状态下，充满气缸工作容积的新气质量。

  4. 三、组成： 由气门组和气门传动组组成。

  5. 气门组 油封

  6. 气门传动组 摇臂轴 摇臂 凸轮轴 推杆 凸轮轴正时齿轮 挺柱

  7. 配气机构影视

  8. 第二节 配气机构的布置和工作情况 一、气门的布置型式 1、气门顶置式 特点： A、气门行程大，结构较复杂，燃烧室紧凑。 B、曲轴与凸轮轴传动比为2:1。

  9. 2、气门侧置式 进排气门都布置在气缸的一侧，结构简单、零件数少。气门布置在同一侧导致燃烧室结构不紧凑、热量损失大、进气道曲折、进气阻力大，使发动机性能下降，已趋于淘汰。

  10. 二、凸轮轴的布置型式 1、凸轮轴下置 不利因素：凸轮轴与气门相距较远，动力传递路线较长，环节多，因此不适用于高速发动机。有利因素：简化曲轴与凸轮轴之间传动装置，有利于发动机的布置。

  11. 摇臂 调整螺钉 挺柱 凸轮轴 活塞 2、凸轮轴中置式 传动方式：凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去了推杆。 应用：适用于发动机转速较高时，可以减少气门传动机构的往复运动质量。

  12. 3、凸轮轴上置式 凸轮 凸轮 特点：凸轮轴与气门距离近，不需要推杆、挺柱，使往复运动的惯量减少。 活塞

  13. 三、凸轮轴的传动方式

  14. 传动方式图例 凸轮轴 一汽audi轿车的齿形带传动装置 曲轴

  15. 第三节 配气机构的组件和工作情况 一、气门组 气门功用：燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开关，承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。 性能：强、刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨

  16. 气门工作条件： A、温度高。 B、头部承受气体压力、气门弹簧力等。 C、冷却和润滑条件差。 D、被气缸中燃烧生成物腐蚀。 杆部 头部 进气门570K~670K（铬钢或铬镍钢） 排气门1050K~1200K（硅铬钢）

  17. 1、气门头部结构形式

  18. 气门实物图 排气门 进气门

  19. 2、气门锥角：气门头部与气门座圈接触的 锥面与气门顶部平面的夹角。 A、与气门座配合获得较大的压力，提高密封性和导热性。 B、气门落座时有较好的对中、定位作用。 C、避免气流拐弯过大而降低流速。 边缘应保持一定的厚度1~3mm。 装配前应将密封锥面研磨。

  20. 3、气门杆 气门杆尾部： 环形槽、锁销孔 凹槽 较高的加工精度，表面经过热处理和磨光，保证同气门导管的配合精度和耐磨性 易断裂处

  21. 4、气门座 气门座：气缸盖的进、排气道与气门锥面相结合的部位。 作用： 靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。接受气门传来的热量。 气门座

  22. 5、气门座圈： 以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。 镶嵌式气门座特点： 优点：提高气门座的使用寿命，便于更换。 缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重事故。 汽油机：排气门采用镶嵌式气门座 柴油机：进气门采用镶嵌式气门座 铝合金气缸盖为何气门座都要镶嵌气门座圈？

  23. 气门座影视

  24. 6、气门导管 气门导管 作用：为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导热作用。 工作条件：工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨损。 材料：含石墨较多的铸铁。 气缸盖 卡环：防止气门导管在使用中脱落。 伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。 过盈配合

  25. 7、气门弹簧 功用：保证气门的回位。 材料：高锰碳钢、铬钒钢 锁片 气门弹簧座 气门弹簧

  26. 气门弹簧 不等螺距弹簧：随着有效圈数的减少，自然频率不固定。 圆柱等螺距弹簧 圆柱形螺旋弹簧

  27. 双弹簧布置 应用车型： 奥迪100，捷达，桑塔纳, 广州标致505 旋向相反的两个弹簧，防止断裂的弹簧卡入另一弹簧

  28. 二、气门传动组 组成： 功用：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适当的气门间隙。

  29. 1、凸轮轴 作 用：驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。 工作条件：承受气门间歇性开启的冲击载荷。 材 料：优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 结 构： 凸轮 凸轮轴轴颈 驱动分电器的螺旋齿轮

  30. 2、凸轮 工作条件： 承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。 凸轮性能： 表面有良好的耐磨性，足够的刚度。 凸轮与挺柱接触，接触压力大，磨损快。

  31. 气门升程最大时刻 气门开启点 凸轮轮廓 气门关闭点

  32. 4、同名凸轮的相对角位置 同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位相对应的。 点火顺序： 1—3—4—2 四缸发动机凸轮投影

  33. 5、凸轮轴的驱动 （1）齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。

  34. （2）链条和齿形皮带传动：链条传动噪声小，用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。（2）链条和齿形皮带传动：链条传动噪声小，用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。 凸轮轴正时齿形带轮 中间轴齿形带轮 张紧轮 曲轴正时齿形带轮

  35. 6、挺柱 （1）作用：将凸轮的推力传给推杆或气门。 （2）挺柱的分类：

  36. （1）挺柱端面与凸轮的关系 凸轮轴线为何要偏离挺柱轴线？ 凸轮

  37. （2）液力挺柱 发动机润滑油 结构： 性能： 消除了配气机构的间隙，减小了各零件的冲击载荷和噪声提高发动机高速时的性能。

  38. 7、气门推杆 作用：将挺柱传来的推力传给摇臂。 工作情况：是气门机构中最容易弯曲的零件。 材料：硬铝或钢

  39. 8、摇臂 功用：将推杆或凸轮传来的力改变方向，作用 到气门杆端以推开气门。 摇臂 气门间隙调节螺钉 调节螺母 易磨损部位 堆焊耐磨合金 摇臂轴套 与推杆接触的球头 摇臂结构示意图

  40. 摇臂润滑油道示意图 润滑油道 油槽 润滑油道

  41. 摇臂轴紧固螺钉 螺栓 摇臂 摇臂轴 定位弹簧 摇臂轴支座 摇臂称套 调整螺钉 9、摇臂组示意图

  42. 摇臂和摆臂 摇臂的功用是将推杆和凸轮传来的运动和作用力，改变方向传给气门使其开启。摇臂在摆动过程中承受很大的弯，因此应有足够的强度和刚度以及较小的质量。摇臂是一个双臂杠杆，以摇臂轴为支点。 摆臂的功用与摇臂相同。两者的区别只在于摆臂是单臂杠杆，其支点在摆臂的一端。

  43. 第四节气门间隙 • 为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。 • 进气门间隙：0.25～0.30mm • 排气门间隙：0.30～0.35mm

  44. 一、气门间隙概念： 摇臂 气门间隙 气门间隙的作用： 发动机工作时发热，由于热胀冷缩的原因，在气门杆尾端与气门驱动零件要留一点它热膨胀之后的间隙，使其正常工作。 气门杆

  45. 气门升程最大时刻 3、凸轮轮廓与气门的运动规律 气门关闭点 气门开启点 出现气门间隙阶段 消除气门间隙阶段

  46. 为何排气门间隙大于进气门间隙？

  47. 二、气门间隙过大与过小的危害 间隙过大：缩短了进排气时间，降低了气门的开启高度，改变了正常的配气相位，使发动机因进气不足，排气不净而功率下降；此外，还使配气机构零件的撞击增加，磨损加快。 无间隙或间隙过小：发动机工作后，零件受热膨胀，将气门推开，使气门关闭不严，造成漏气，功率下降，并使气门的密封表面严重积碳或烧坏，甚至气门撞击活塞。

  48. 三、气门间隙调整原则 1、不可调区域： 将要排气，正在排气，排气刚完的排气门不可调。 将要进气，正在进气，进气刚完的进气门不可调。 2、调气门间隙的步骤： 1）画出配气相位图 2）排出各缸的位置 3）当一缸在压缩上止点时，判断其它缸位于何行程，并判断间隙是否可调。

  49. 第五节配气相位 配气相位：用曲轴转角表示的进、排气门的实际开闭时刻和开启的持续时间。 配气相位对发动机工作的影响：影响发动机的动力性、功率。 配气相位对发动机工作的要求：理论上进排气时间占180o曲轴转角，但时间太短，造成进排气不充分。所以要求延长进、排气时间，即进气门和排气门早开晚关。

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