d第三章 配气机构

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三、气门导管
主要起导向作用，保证气门作直线往复运动，同时，气门导 管还起导热作用。
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四、气门弹簧
保证气门及时落座并紧紧贴合，同时防止发动机振动时气门跳动。
为防止共振，可采取以下措施：① 双气门弹簧；② 变螺距弹簧； ③ 锥形弹簧
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五、气门旋转机构
可使气门头沿圆周温度分布均匀，同时，摩擦锥面上的摩擦 力能阻止沉积物形成。 通过变厚度凹槽的设计，使得气门旋转。
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第三节 气门传动组 气门传动组主要包括凸轮
轴（及正时齿轮）、挺柱、
推杆、摇臂、摇臂轴等。 作用：是使进、排气门能 按配气相位规定的时刻开闭， 且保证有足够的开度。
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一、凸轮轴
1 、工作条件：承受周期性载荷，高速摩擦，要求有足够的刚度和耐 磨性。一般用优质钢模锻。 2 、构造 （1）组成：主要有进排气凸轮，驱动分电器的齿轮和驱动油泵的 偏心轮。
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3 、气门密封 气门密封锥面的锥角为气门锥角，一般为45° ，也有的为30°
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4 、气门散热 气门头部的热量直接通 过气门座以及通过气门杆、 经气门导管而传到气缸盖上， 最终被冷却液带走。
为提高散热性能：
① 气门头与气门座密封 良好；
② 气门头与气门杆过渡 部分应圆滑；
③ 气门杆与气门导管间 隙尽可能小。
的流通阻力；减少对混合气的热传导；减小排气系统对气流的
阻力；合理选择配气相位。
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第三章 配气机构
第一节 配气机构的功用及组成
－ 进入气缸内的新气数量(进气量)对发动机性能的影响很大
－ 进气量越多，发动机的有效功率和转矩越大。 － 因此，配气机构首先要保证 - 进气充分，进气量尽可能的多； - 废气排除干净，因为气缸内残留的废气越多，进气量将会 越少。
角，记作 γ。 晚关：排气门在排气行程结束之后，即在排气行程上止点之后关闭， 谓之排气门晚关。 排气迟后角：从上止点到排气门关闭曲轴转过的角度，记作 δ。 排气提前角：γ=40～80°
排气迟后角：δ=0～30°
持续角：180°+γ+δ 3 、气门重叠角 活塞位于上止点时，进排气门同时开启。α+δ
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（6）凸轮轴定位
上置式凸轮轴，利用凸轮轴承盖的两个端面和凸轮轴轴颈两侧的凸 肩进行轴向定位。
中下置式凸轮轴，多采用止推板形式。
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二、挺柱 将凸轮的推力传给推杆，并承受凸轮轴旋转时所施加的侧向力。 1、 工作条件 由于与凸轮间高速运动，要求必须耐磨。一般用镍铬合金铸铁制 造。结构形式上包括机械挺柱和液力挺柱。
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5、 每缸气门数 一般发动机
每个气缸有一
进一排两气门， 且进气门比排 气门大。－ 两 气门发动机 多气门发动 机使用最多的 是四气门发动 机，
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6、气门杆 气门杆应具有一定耐磨性，其杆端形状决定于气门弹簧 座的固定方式。
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1. 中空气门 2. 充钠排气门
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二、气门座与气门座圈 气门座可在气缸盖上直接镗出，也可用较好的材料单独制作， 然后镶嵌到气缸盖上。
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四、摇臂
将推杆或凸轮传来的运动和作用力改变方向传给气门。
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已知某微型轿车发动机为三缸四冲程汽油机，其配气相
位为进气：α=22°CA；β=62°CA；排气γ=52°CA； δ=20°CA。 试求：1）画出该发动机的配气相位图； 2）当该发动机转速为3000r/min时，计算每循环的进、
排气提前角：从排气门开启到下止点曲轴转过的角度称作排气提前角，记 γ 排气迟后角：从上止点到排气门关闭曲轴转过的角度，记作 δ。 持续角：180°+γ+δ
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第二节 配气定时及气门间隙
2 、排气门 早开：排气门在作功行程下止点之前开启，谓之排曲轴转过的角度称作排气提前
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－ 气门式配气机构由气门组和气门传动组两部分组成。 －现代汽车发动机均采用顶置气门，即进、排气门置于气缸盖内， 倒挂在气缸顶上。
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顶置气门式配气机构按凸轮轴
位置分： 1、 凸轮轴下置式 － 位于曲轴箱内，定时齿轮驱 动 － 一个工作循环，每气缸进、 排气一次。这时曲轴转两周， 凸轮轴只旋转一周。所以曲轴 与凸轮轴的转速比为2∶1。 － 优点：凸轮轴离曲轴近，可 用齿轮传动； － 缺点：传动链长，整个机
排气提前角：从排气门开启到下止点曲轴转过的角度称作排气提前角，记 γ 排气迟后角：从上止点到排气门关闭曲轴转过的角度，记作 δ。 持续角：180°+γ+δ
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（5）凸轮轴的传动
齿轮传动：多用于凸轮轴下置、中置发动机。
链传动：适于凸轮轴上置发动机，不如齿轮传动可靠。 齿形带传动：适于凸轮轴上置式发动机，噪声小，工作可靠。
排气持续时间各是多少秒？
3）该机作功间隔角是多少°CA; 4）该机当第一缸正处于作功下止点时，三缸正进气 离上止点60°CA，请确定第二缸位置； 5）确定该机作功顺序。
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进气持续角：180º ＋22º ＋62º ＝264º 排气持续角：180º ＋52º ＋20º ＝252º 进气持续时间：(264*60)/(360*3000)=0.0147s 排气持续时间： (252*60)/(360*3000)=0.014s
进气迟后角：从进气行程下止点到进气门关闭曲轴转过的角度，记 β
进气提前角：α=0～30° 进气迟后角：β=30～80°
进气持续角：180°+α+β
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进气提前角：从进气门开到上止点曲轴所转过的角度，记作 α。 进气迟后角：从进气行程下止点到进气门关闭曲轴转过的角度，记 β 进气持续角：180°+α+β
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2、 机械挺柱
机械挺柱会存在偏磨损。
为减小挺柱的磨损，采取以下措施：
（1）在挺柱底面镶嵌耐磨合金属；
（2）使用滚子挺柱； （3）挺柱表面做成球面，凸轮工作
面制成锥面；
（4）挺柱中心线与凸轮中心线不相 重合 。
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3、 液力挺柱
使用液力挺柱，实现了
零气门间隙。
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三、推杆
将从挺柱传来的力传给摇臂。要求 其抗弯曲刚度高，质量小，两端焊球头 和球座。
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第三章 配气机构
第一节 配气机构的功用及组成 特点：进排气门的状态与工作状态相关
二、功用
按照发动机工作循环和发火次序的要求，定时开启各缸的进、 排气门，使新鲜可燃混合气或空气及时进入气缸，废气及时从气
缸排出。
三、组成 配气机构常见有两种方式：气门式配气机构和气孔式配气机构。 气门式配气机构包括侧置气门式和顶置气门式两种。 气门式配气机构通常由气门组和气门传动组组成。
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（2）支承： 有全支承 和非全支承。
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（3）凸轮形状
凸轮的轮廓形状决定着气门的开闭时刻、持续时间，气门 升程及运动规律。
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（4）同异名凸轮 同名凸轮：相对角位置符合各缸发火次序和发火间隔角的要求。 异名凸轮：同一气缸进排气凸轮的相对角位置与既定的配气相位相 适应。
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进气提前角：从进气门开到上止点曲轴所转过的角度，记作 α。 进气迟后角：从进气行程下止点到进气门关闭曲轴转过的角度，记 β 进气持续角：180°+α+β
第三章 配气机构
第一节 配气机构的功用及组成 一、充气效率
定义：表征新鲜充量充满气缸的程度，指每循环实际进入
气缸的充量与进气状态下充满气缸工作容积的理论充量的比值。 影响因素：进气终了时气缸压力；进气终了时气缸内温度； 上一循环残留在气缸内的高温废气。 提高措施：减小进气门处的流动损失；减小整个进气管道
作功间隔角＝720°/3=240°
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二、气门间隙
发动机冷态时，在气门及其传动机构中，留有适当间隙以补偿 气门受热后的膨胀量，此间隙即为气门间隙。
气门间隙一般由发动机制造厂根据试验确定。
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第三节 气门组
气门组包括气门、气门导管、气门座及气门弹簧等。 气门组应保证气门能够实现气缸的密封。
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一、气门 1、 工作条件及要求 要求气门有足够强度、刚度、耐热性和耐磨性。 进气门一般用合金钢制造；排气门用耐热合金钢制造。 2 、气门头顶面 平顶：结构简单，吸热面积小，进排气门都可使用。应用最多。 凹顶：适于作进气门，加工复杂，受热面积大，不宜作排气门。 凸顶：排气阻力小，强度高，适于作排气门，但质量大，受热面积大， 加工复杂。
构刚性差。
－ 低速发动机
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2 、凸轮轴中置式 凸轮轴置于机体上部。
优点：传动机构刚度有所增加；
缺点：凸轮轴驱动变复杂。 3 、凸轮轴上置式
凸轮轴置于汽缸盖上。
优点：机构刚度最好；
适合高速发动机
缺点：凸轮轴驱动复杂。 按气门驱动形式不同，多种形式。
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直接驱动式配气机构刚度最大。马6
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第二节 配气定时及气门间隙
一、配气定时（配气相位）
指以曲轴转角所表示的进、排气门实际开、闭时刻及其所持续的时
间。用相对于上、下止点的曲轴转角的环形图（配气相位图）表示。 1 、进气门
早开：进气门在进气行程上止点之前开启谓之早开。
进气提前角：从进气门开到上止点曲轴所转过的角度，记作 α。 晚关：进气门在进气行程下止点之后关闭谓之晚关。