第3节配气机构一、概述二、配气机构的布置形式及驱动方式三、配气相位四、配气机构的主要零件一、概述一、配气机构的作用按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求,定时开启和关闭气缸的进、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、配气机构的组成气门组、气门传动组三、配气机构的工作过程气门的开启是通过气门传动组的作用完成的,而气门的关闭则是由气门弹簧来完成的。气门的启闭时刻和规律完全取决于凸轮的轮廓曲线。发动机曲轴带动气门开启点气门升程最大时刻气门关闭点凸轮轮廓与气门的运动规律二、配气机构的布置形式及驱动方式1、气门的布置形式2、气门的开启方式3、凸轮轴的布置形式4、凸轮轴的传动方式5、气门数目及排列方式6、气门间隙1、气门(valve)的布置形式目前国产的汽车发动机都采用气门顶置式配气机构。优点:具有结构简单、零件数目少等优点。缺点:1)由于气门偏置气缸体一侧,使燃烧室结构不紧凑,不利于燃烧,使表面积增大,热量损失较大。2)气道曲折,进气和排气阻力较大,充气效率较低,使发动机动力性和高速性的提高受到影响,逐渐被淘汰。2、气门(valve)的开启方式摇臂驱动式凸轮轴直接驱动气门升程3、凸轮轴(camshaft)的布置形式凸轮轴上置式1、凸轮轴位于气缸盖上2、无挺柱、推杆,甚至无摇臂,正时传动复杂,用于高速发动机凸轮轴下置式3、凸轮轴(camshaft)的布置形式4、凸轮轴的传动方式传动方式图示应用齿轮传动凸轮轴下置、中置式配气机构链条传动凸轮轴上置式配气机构齿形带传动凸轮轴上置式配气机构5、气门数目及排列方式二气门发动多气门发动机:四气门、五气门上置双凸轮轴(DOHC,doubleoverheadcamshaft)直接驱动配气机构优点:1)适用于多气门及V型气缸排列发动机,特点是使用两根凸轮轴分别驱动进、排气门;2)上置凸轮轴缩短了凸轮轴与气门之间的距离,可直接使用凸轮轴驱动气门;3)加大了气门布置的自由度,是火花塞(喷油器)很容易布置到气缸的中央;4)双凸轮轴有利于布置更多的气门数。缺点:1)凸轮轴与曲轴的距离拉远,是定时传动机构更为复杂;2)发动机高度变高,拆装气缸盖也变得困难。5、气门间隙气门间隙: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之间留有适当的间隙。三、配气相位(valvetiming)3、配气相位就是进、排气门的实际开闭时刻,通常用相对于活塞上下止点的曲轴转角来表示。2、桑塔纳发动机最高功率时的转速5600转/分,每行程时间是60/(5600*2)=0.0054s;造成进气不足排气不净。1、理论上四冲程发动机进气门在活塞在上止点时开启,在活塞到下止点时关闭;排气门在活塞在下止点时开启,在活塞到上止点时关闭,进、排气时间各占180度曲轴转角。现代发动机气门开启和关闭的时刻,并不是在活塞在上止点和下止点的时刻,而是分别提前和延迟一定的曲轴转角。配气相位演示VTEC:可变气门配气相位和气门升程电子控制系统”,“VariableValveTimingandValveLiftElectronicControlSystem”,是世界上第一个能同时控制气门开闭时间及升程等两种不同情况的气门控制系统.本田公司的VTEC四、配气机构的主要零件1、气门组1)气门(valve)2)气门座(valveinsert)3)气门导管(valveguide)4)气门弹簧(valvespring)气门组实物图锁片弹簧座气门实物图进气门(大)排气门(小)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。凸轮轴挺柱推杆摇臂凸轮轴正时齿轮摇臂轴2、气门传动组曲轴正时齿轮思考凸轮轴通常用曲轴通过一对正时齿轮驱动,为什么大小齿轮的传动比为2:1(对于四冲程发动机)?回答:四冲程发动机每完成一个工作循环,曲轴旋转两周,在这个过程中各缸进、排气门各开启一次,此时凸轮轴只旋转一周,因此曲轴与凸轮轴转速传动比为2:1。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。斜齿轮凸轮偏心轮正时齿轮斜齿轮:驱动分电器、(机油泵)偏心轮:驱动汽油泵结构:A、齿轮传动:应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。凸轮轴的驱动B、链条和齿形皮带传动:用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。曲轴正时齿形带轮中间轴齿形带轮张紧轮凸轮轴正时齿形带轮2)其它部件实物图测量气门间隙拧松紧定螺母,调整调节螺钉