汽车构造3 配气机构

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。
一、凸轮轴
1 、工作条件：承受周期性载荷，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等。
（2）支承： 有全支承
和非全支承。
（3）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时间的要求。 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。
一、配气定时
指以曲轴转角所表示的进、排气门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 进气提前角：α=0～30°； 进气迟后角：β=30～80° 进气持续角：180°+α+β
2 、排气门 排气提前角：γ=40～80°； 排气迟后角：δ=0～30° 排气持续角：180°+γ+δ
行轴向定位。 中、下置式凸轮轴，多采用止推板形式。
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。
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：
3 、气门重叠角 活塞位于上止点附近时，进排气门同时开启。 气门重叠角：α+δ
进气提前角过大，废气可能流入进气歧管，使进气量减少； 排气迟后角过大，则新气可能随同废气一起排出。 而增压柴油机可以选择较大的气门重叠角？
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。
（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 。
6、气门杆
用来为气门运动时导向、承受侧压力并传走一部分热量。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。
二、气门座与气门座圈
气门座是气缸盖上与气门锥面相贴合的部位。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。
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。气门杆和气门导管之间一般留0.05-0.12mm间隙，保证气门 杆运动。
气门间隙一般由发动机制造厂根据试验确定。
3.3 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。
一、气门
1、 工作条件及要求 工作条件：高温、高压、惯性力和差的冷却和润滑条件。 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。
循环残留在气缸内的高温废气。
提高措施：减小进气和排气阻力；进、排气门的开启时刻和持续 开启时间适当，使进气和排气都尽可能充分。
二、功用
按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和 关闭各缸的进、排气门，使新鲜充量及时进入气缸，废气及时从气缸排出。
三、组成
气门式配气机构通常由气门组和气门传动组组成。
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 气门头与气门座严密 贴合； 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。
5、 每缸气门数
一般发动机为一进 一排两气门，且进气门 比排气门大。
多气门发动机使用最 多的是四气门发动机， 其优点包括： 1）气门通过断面积大， 进气量增加； 2）运动惯性力减小，有 利于提高转速； 3）多采用蓬型燃烧室， 有利于燃烧。
第三章 配气机构
配气机构的功用及组成 配气定时及气门间隙 气门组 气门传动组
3.1 配气机构的功用及组成
一、充量系数
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。
φc
=
M M0
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
2 、气门顶面 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，进气阻力小，但受热面积大，不宜作排气门。 凸顶：排气阻力小，头部刚度大，适于作排气门，但质量大，受热面积大，加工复杂。
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° 。
4 、气门散热
（4）凸轮形状 凸轮的轮廓形状决定着气门的开启持续时间和气门升程及运动规律。
（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Hale Waihona Puke Baidu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。
（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
2 、凸轮轴中置式 优点：减少或缩短推杆，可以减轻配气机构往复运动质量，增大传动
机构刚度； 缺点：凸轮轴驱动变复杂。
3 、凸轮轴上置式 优点：运动件少，传动链短，机构刚度最好； 缺点：凸轮轴驱动复杂。
气门驱动形式有摇臂驱动、摆臂驱动和直接驱动三种类型
气门驱动形式汇总小结
3.2 配气定时及气门间隙
气门组：气门、气门座圈、气门导管、气门弹簧、气门锁夹、气门旋转机构 气门传动组：凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂或摆臂 、摇臂轴座、气门间隙调整 螺钉。
每组零件的组成与气门的位置、凸轮轴的位置和气门驱动形式有关。
气门的位置
侧置气门式
顶置气门式
凸轮轴位置有：下置式、中置式、上置式。
1、 凸轮轴下置式 优点：凸轮轴离曲轴近，可用齿轮传动； 缺点：传动链长，整个机构刚度差，速度高时，可能破坏气门的运动规律。
四、气门弹簧
保证气门及时落座并紧密贴合，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
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。
3.4 气门传动组
气门传动组主要包括凸轮轴、 正时齿轮、挺柱、推杆、摇臂、 摇臂轴等。