汽车构造_配气机构

3.1 概述
一、配气机构功用： 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 定时开启和关闭气缸的进、排气门， 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， (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。 气缸排出。 二、充气效率： 在进气行程中， 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。 气或可燃混合气的质量之比。
双凸轮轴上置式发动机
应用： 应用：高速发动机 桑塔纳轿车发动机
活塞
a)凸轮摇臂驱动式
b)凸轮直接驱动式
GL1
三、气门间隙
1、概念： 、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 为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，
气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱或凸轮） 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。 的间隙。 摇臂 气门间隙
工作过程
特点： 特点： A、气门行程大，结构较复杂，燃烧室紧凑。 、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。 传动比为 、曲轴与凸轮轴传动比 。
2、气门侧置式
进排气门都布置在气缸 的一侧，结构简单、 的一侧，结构简单、零件数 目少。 目少。 气门布置在同一侧导致 燃烧室结构不紧凑、 燃烧室结构不紧凑、热量损 失大、进气道曲折、 失大、进气道曲折、进气阻 力大，使发动机性能下降， 力大，使发动机性能下降， 已趋于淘汰。
性能： 性能：
进气门570K~670K（ 进气门 （ 强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、 铬钢或 强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨 铬镍钢） 铬镍钢） 排气门 1050K~1200K（硅铬钢） （硅铬钢）
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 结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小， 都可采用。 门都可采用。 适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小， 适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清除效 排气门 果好，但球形的受势面积大，质量和惯性力大加工较复杂。 果好，但球形的受势面积大，质量和惯性力大加工较复杂。
为何排气 门间隙大 于进气门 间隙？ 间隙？
气门 间隙
气门杆
进气门 0.25~0.30mm 排气门 0.30~0.35mm
四、配气相位
1、气门从开启到关闭所经历的曲 、 轴转角， 轴转角，称为配气相位。
上止点
α β γ δ
10°~30 ° 下止点 40°~80 ° 40°~80 ° 10°~30 °
同一气缸的进、 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。 气相位相对应的。
传动方式图例
凸轮轴
齿形带传动装置
曲轴
片式链条张紧器
允许对链条施加较低的张紧力，实现低摩擦。 允许对链条施加较低的张紧力，实现低摩擦。 比带式更节省空间。 比带式更节省空间。
片式链条张紧器
3.3
配气机构的组件和工作情况
包括气门组和气门传动组
一、气门组
气门组实物图
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 功用：燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开关，
配气相位演示
3、气门叠开
气门叠开：当进气门早开和排气门晚关时， 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。 气门同时开启的现象。 气门叠开角：气门同时开启的角度（ 气门叠开角：气门同时开启的角度（α+ δ）。
排气过程
进气过程
五、凸轮轴的传动方式
五、凸轮轴的传动方式
力、高温冲击、高速气流冲击。 高温冲击、高速气流冲击。
杆部
工作条件： 工作条件：
A、进气门570K~670K，排气门 、进气门 ，排气门1050K~1200K。 。 B、头部承受气体压力、气门弹簧力等， 、头部承受气体压力、气门弹簧力等， C、冷却和润滑条件差， 、冷却和润滑条件差，
头部
D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。 、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。
Ⅱ、教学内容： 教学内容：
配气机构的功用，配气机构的布置型式与工作机理， 配气机构的功用，配气机构的布置型式与工作机理，几种 型式配气机构的比较；凸轮轴的传动方式，气门间隙；气门组、 型式配气机构的比较；凸轮轴的传动方式，气门间隙；气门组、 气门传动组的主要机件和工作机理；配气相位、配气相位图、 气门传动组的主要机件和工作机理；配气相位、配气相位图、 配气相位用于对发动机的发火正时和调整气门脚间隙。 配气相位用于对发动机的发火正时和调整气门脚间隙。
边缘应保持 一定的厚度， 一定的厚度， 1~3mm。 。 装配前应将 密封锥面研 磨。
气门杆
气门杆尾部： 气门杆尾部： 环形槽、 环形槽、锁 销孔
凹槽
较高的加工精度， 较高的加工精度，表面 经过热处理和磨光， 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
2、气门座
气门座： 气门座： 气缸盖的进、 气缸盖的进、排气道与气门锥面相结 合的部位。 合的部位。 作用： 作用： 靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。 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。 接受气门传来的热量。 气门密封干涉角： 气门密封干涉角： 比气门锥角大0.5~1度的气门座圈锥角。 度的气门座圈锥角。 比气门锥角大 度的气门座圈锥角
凸顶式（ 凸顶式（球 面顶） 面顶）
凹顶式（喇 凹顶式（ 叭顶） 叭顶）
凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形， 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 进气门， 气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门 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。 于排气门。
凸轮性能： 凸轮性能：
承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击 承受气门弹簧的张力， 载荷。 载荷。
凸轮与挺柱线接 接触压力大， 触，接触压力大， 磨损快。 磨损快。
凸轮的轮廓
凸轮轮廓与气门的运动规律
气门升程最大时刻 缓冲结束点 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
同名凸轮的相对角位置
气缸盖
伸入深度应适量。 伸入深度应适量。锥度 可减少气流阻力。 可减少气流阻力。
过盈配合
4、气门弹簧
功用：保证气门的回位。 功用：保证气门的回位。 材料：高锰碳钢、 材料：高锰碳钢、铬钒钢 锁片
气门弹簧座 气门弹簧
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
气门弹簧的装配
气门弹簧
Chap3 配气机构
李书伟
Tel:88968111 yclsw@
Ⅰ、教学目的及教学要求： 教学目的及教学要求：
了解配气机构的功用，掌握配气机构的布置形式， 了解配气机构的功用，掌握配气机构的布置形式，了解凸 轮轴传动方式，掌握气门间隙的作用和大小； 轮轴传动方式，掌握气门间隙的作用和大小；了解配气机构的 零件和零件组组成、结构特点、材料；了解配气相位的概念。 零件和零件组组成、结构特点、材料；了解配气相位的概念。
不等螺距弹簧安装 时应注意什么问题？ 时应注意什么问题？ 随着有效圈数 的减少， 的减少，自然 频率提高。 频率提高。
圆柱等螺距弹簧
不等距弹簧 圆柱形螺旋弹簧 应用： 应用：CA7560
双弹簧布置
旋向相反的 两个弹簧， 两个弹簧， 防止断裂的 弹簧卡入另 一弹簧
应用车型： 应用车型： 奥迪100，捷达，桑塔纳, 广州标致 ，捷达，桑塔纳 广州标致505 奥迪
ηv=M/M0
M ——进气过程中，实际进入气缸的新气的质量； 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。 在理想状态下，充满气缸工作容积的新气质量。
3.2 配气机构的布置和工作情况
一、气门的布置型式
一、气门的布置型式
1、气门顶置式 、 组成： 组成：
气门座
2、气门座
气门座圈： 气门座圈： 以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。 以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。 镶嵌式气门座特点： 镶嵌式气门座特点： 优点：提高气门座的使用寿命，便于更换。 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。 缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重事故。
汽油机： 汽油机：排气门采用镶嵌式气门座 柴油机： 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？
3、气门导管
作用： 作用： 为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导热作用。 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： 工作条件： 倒角 工作温度较高， 工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨损。 。润滑困难，易磨损。 材料： 材料： 用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。 用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。气门导管 加工方法： 加工方法： 外表面加工精度较高 内表面精绞 卡环： 卡环：防止气门导 装配： 装配： 管在使用中脱落。 管在使用中脱落。 气门杆与气门间隙0.05～0.12mm。 气门杆与气门间隙 ～ 。
气门旋转机构
锥形套筒
锁片
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 、功用：定时驱动气门开闭， 隙。
摇臂轴 摇臂
凸轮轴
推杆 凸轮轴正 时齿轮 挺柱
凸轮轴
作用： 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 驱动和控制各缸气门的开启和关闭， 顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。 顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。 工作条件： 工作条件： 承受气门间歇性开启的冲击载荷。 承受气门间歇性开启的冲击载荷。 材料： 材料： 优质钢、合金铸铁、 优质钢、合金铸铁、球墨铸铁 结构： 结构：