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广州工程技术职业学院配气机构主讲：广州工程技术职业学院第3章配气机构概述配气相位配气机构的组成和零件可变配气相位广州工程技术职业学院§3.1概述一、功用：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、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理论上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/M0M——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。广州工程技术职业学院§3.2配气机构的布置和工作情况一、气门的布置型式1、气门顶置式组成：广州工程技术职业学院工作过程特点：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。广州工程技术职业学院2、气门侧置式进排气门都布置在气缸的一侧，结构简单、零件数目少。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。广州工程技术职业学院二、凸轮轴的布置型式1、凸轮轴下置缺点：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。优点：简化曲轴与凸轮轴之间才传动装置，有利于发动机的布置。广州工程技术职业学院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。凸轮轴挺柱活塞摇臂调整螺钉广州工程技术职业学院3、凸轮轴上置式应用：高速发动机桑塔纳轿车发动机特点：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。双凸轮轴上置式发动机广州工程技术职业学院捷达轿车气缸盖实物图广州工程技术职业学院上置凸轮轴实物图广州工程技术职业学院三、凸轮轴的传动方式1、齿轮传动曲轴正时齿轮凸轮轴正时齿轮正时标记广州工程技术职业学院2、链条传动导链板张紧机构广州工程技术职业学院3、齿带传动凸轮轴正时齿轮张紧机构曲轴正时齿轮齿形带广州工程技术职业学院传动方式传动路线应用齿轮传动曲轴正时齿轮→凸轮轴正时齿轮凸轮轴下置、中置式配气机构链条传动曲轴→链条→凸轮轴正时齿轮凸轮轴上置式配气机构齿形带传动曲轴→齿形皮带→凸轮轴正时齿轮凸轮轴上置式配气机构广州工程技术职业学院四、气门间隙1、概念：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。气门杆摇臂气门间隙气门间隙进气门0.25~0.30mm排气门0.30~0.35mm为何排气门间隙大于进气门间隙？广州工程技术职业学院五、配气相位1、气门从开启到关闭所经历的曲轴转角，称为配气相位。10°~30°40°~80°40°~80°10°~30°上止点下止点广州工程技术职业学院3、气门叠开气门叠开：当进气门早开和排气门晚关时，出现的进排气门同时开启的现象。气门叠开角：气门同时开启的角度（+）。排气过程进气过程广州工程技术职业学院作业1、作出配气相位图，并分析气门早开与迟闭的原因。广州工程技术职业学院§4.3配气机构的组件和工作情况一、气门组广州工程技术职业学院1、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。工作条件：A、进气门570K~670K，排气门1050K~1200K。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中的物质所腐蚀。性能：强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨进气门570K~670K（铬钢或铬镍钢）排气门1050K~1200K（硅铬钢）头部杆部广州工程技术职业学院气门头部的结构形式平顶式结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、排气门都可采用。凸顶式（球面顶）适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清除效果好，但球形的受势面积大，质量和惯性力大加工较复杂。凹顶式（喇叭顶）凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可以减少进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门，而不宜用于排气门。广州工程技术职业学院（2）气门锥角1）定义：气门锥面与顶平面的夹角称气门锥角。α广州工程技术职业学院2）气门锥角的作用•就向锥形塞子可以塞紧瓶口一样，能获得较大的气门座合压力，以提高密封性和导热性；•气门落座时有自动定位作用；•避免气流拐弯过大而降低流速；•气门落座时能挤掉接触面的沉积物，即有自洁作用。广州工程技术职业学院3）进、排气门锥角的大小进气门锥角较小，多用300。因锥角越小，进气通道截面越大，进气量越多。排气门锥角较大，通常为450。因锥角越大，气门头部边缘的厚度大，不易变形。排气门热负荷较大而用较大的锥角，以加强散热和避免受热变形。且锥角越大，座合压力越大，自洁作用越大。广州工程技术职业学院3）气门头部直径气门头部直径越大，气门口通道截面就越大，进、排气阻力就越小。通常进气门头部直径大于排气门。另外，排气门稍小些，还不易变形。h1h2h1h2广州工程技术职业学院气门杆较高的加工精度，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气门杆尾部：环形槽、锁销孔凹槽易断裂处广州工程技术职业学院2、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：1.靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。2.接受气门传来的热量。气门座广州工程技术职业学院气门座圈：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广州工程技术职业学院3、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：用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。加工方法：外表面加工精度较高内表面精绞装配：气门杆与气门间隙0.05～0.12mm。广州工程技术职业学院常见气门导管形式广州工程技术职业学院4、气门弹簧功用：保证气门的回位。材料：高锰碳钢、铬钒钢气门弹簧的装配气门弹簧气门弹簧座锁片气门关闭保证气门及时关闭、密封气门开启保证气门不脱离凸轮广州工程技术职业学院气门弹簧圆柱形螺旋弹簧圆柱等螺距弹簧不等距弹簧应用：CA7560广州工程技术职业学院双弹簧布置旋向相反的两个弹簧，防止断裂的弹簧卡入另一弹簧应用车型：奥迪100，捷达，桑塔纳,广州标致505广州工程技术职业学院作业1、气门弹簧起什么作用？为什么在装配气门弹簧时要预先压缩？2、气门锥角有什么作用？3.分析气门早开与迟闭的原因。4.配气相位广州工程技术职业学院二、气门驱动组1、组成2、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。广州工程技术职业学院凸轮轴作用：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广州工程技术职业学院凸轮工作条件：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。广州工程技术职业学院凸轮的轮廓凸轮轮廓与气门的运动规律气门开启点消除气门间隙阶段气门升程最大时刻气门关闭点出现气门间隙阶段广州工程技术职业学院同名凸轮的相对角位置如何通过同名凸轮的相对角位置判定发动机的工作顺序？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。四缸发动机凸轮投影点火顺序：1—2—4—3广州工程技术职业学院作用：为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿轮产生的轴向力。正时齿轮止推板隔圈（调节环）凸轮轴颈凸轮轴的轴向间隙气缸体利用调节环控制轴向窜动窜动量广州工程技术职业学院2、挺柱（1）作用：将凸轮的推力传给推杆或气门。（2）挺柱的分类：菌式气门侧置式筒式气门顶置式滚轮式减小摩擦所造成的对挺柱的侧向力。多用于大缸径柴油机。广州工程技术职业学院•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。液力挺柱广州工程技术职业学院桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图气门关闭时气门打开时单向阀弹簧被压缩广州工程技术职业学院3、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：硬铝或钢广州工程技术职业学院4、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。摇臂结构示意图气门间隙调节螺钉调节螺母摇臂摇臂轴套易磨损部位堆焊耐磨合金广州工程技术职业学院摇臂结构示意图润滑油道油槽润滑油道广州工程技术职业学院摇臂组示意图摇臂轴螺栓摇臂轴支座摇臂轴紧固螺钉摇臂称套调整螺钉摇臂定位弹簧广州工程技术职业学院摇臂组实物图广州工程技术职业学院桑塔纳发动机的配气机构广州工程技术职业学院实物图测量气门间隙拧松紧定螺母，调正调节螺钉广州工程技术职业学院可变配气相位★气门定时和升程可变的进气系统★可变谐振增压系统广州工程技术职业学院控制原理广州工程技术职业学院VTEC高速时广州工程技术职业学院气缸数目可变机构广州工程技术职业学院可变进气谐振增压系统广州工程技术职业学院VG30DE可变谐振增压系统