第三章 配气机构

3、材料
4、气门弹簧结构
思考题：在安装变螺距弹簧和双弹簧时要注意什么？
气门弹簧检验
第一：检查自由长度
第二：气门弹簧的弹力
第三：端面与其中心 轴线的垂直度
七、气门机油防漏装置
思考题：如果机油防漏装置损 坏，会造成什么不良后果？
八、气门组的拆卸
气门组在组装完毕后，弹簧是处于预紧状态的，如拆 卸不当，弹簧弹出会击伤人体，因此在拆卸气门组时， 必须使用专门的气门弹簧拆卸器将弹簧座连同已被预 紧的弹簧一起压下，使锁销处于自由状态，可方便取 下，然后再将弹簧座连同弹簧一起慢慢放松，直至弹 簧处于完全放松的自由状态，即可轻松取出弹簧座、 弹簧和气门。
3、进气过程曲轴转角
在排气行程接近终了，活塞到达上止点之前，即曲轴转到活塞处于 上止点位置还差一个角度时，进气门便开始打开，直到活塞过了 上止点重又上行，转到活塞下止点位置以后一个角度，进气门才 关闭。
思考题：进气门打开一次，曲 轴的实际转角是多少度？
4、排气过程曲轴转角
在作功行程接近终了，活塞到达下止点前，排气门便开始开启，经过 整个排气过程，在活塞越过上止点后，排气门才关闭。
思考题：排气门打开一次，曲 轴的实际转角是多少度？
5、气门重叠
由于气门的早开晚关，使得在排气门还没有关闭之前，进气门已打开， 造成了有一段时间，进排气门同时打开的情况。
思考题：如何计算出气门的重叠角？
六、配气机构的分类
1）.按凸轮轴位置可分为：下置式、中置式、上置式。 2）.按曲轴和凸轮轴的传动方式不同分 为：齿轮传动、链条传动、齿形带传动.
九、气门与气门组的配合要求
1、气门与座圈的工作锥面角度应一致；
2、气门与座圈的密封带位置在中部靠内侧； 3、气门与座圈的密封带宽度应符合设 计规定，一般为1.2~2.5mm； 4、气门工作锥面与杆部的同轴 度误差应不大于0.05mm； 5、气门杆与导管的配合间隙应符合原厂规定。
十、气门的检修
1、气门的损伤
四、配气相位
你认为气门每打开一次，曲轴转过的角度的多少？有没有出现进排 气门同时打开的时候呢？
1、配气相位的定义： 用曲轴转角表示进、排气门的 开闭时刻和开启持续时间。
如果用曲轴转角的环形图来表示配气 相位，这种图形即称为配气相位图 2、现代发动机都采用延长进、排气 时间，使气门早开晚关，以改善进、 排气状况，提高发动机的动力性
3、气门导管的结构
外表面与缸盖为过盈配合， 以保证传热和防止松脱，下 端伸入到进、排气道内。 为防止对气流造成阻力， 伸入端的外圆做成圆锥状。 气门导管与气门杆之间留有0.05 mm~0.12mm 的间隙，使用气门杆能在导管内自由运动。
4.气门导管的更换
1、当气门导管与缸盖承孔过盈量过小时，或气门导管磨损严重，使 气门杆与导管的配合间隙超过限度，应更换。
第一步、选择刀杆 第二步、粗铰
第三步、试配
第四步、精铰
4、气门的研磨
研磨的目的是使气门与气门座的接触面密封 不漏气。
研磨的方法有手工操作和 使用气门研磨机。
A、用汽油清洗气门、气门座和气门导管，将气 门按顺序排列或在气门头部打上记号； B、在气门工作锥面上涂上一层粗研磨砂， 同时在气门杆上涂以润滑油，插入管内； C、利用气门捻子，将气门作往复和旋转运 动与气门进行研磨，旋转角度不宜过大； D、当气门工作面与气门磨出一条完整且无斑痕的 接触环带时，将粗研磨砂洗去，换用细研磨砂； E、当工作面出现一条整齐的灰色的环带时，再洗去 细研磨砂，涂上润滑油，继续研磨几分钟即可。
在曲轴和凸轮轴的正时齿轮上都 有一个记号，叫正时记号 凸轮轴 正时齿轮 曲轴正时 齿轮
在装配曲轴和凸轮轴时，必须将正时记号 对准，保证正确的配气相位和发火时刻。
五、正时皮带
当曲轴和凸轮轴不 能直接传动时，通 常采用正时皮带或 正时链条传动。
气门组组成
气门传动组
作用：使进、排气门按照配气相位规定的时 间开启与关闭，且保证有足够的开度。
气门传动组由凸轮轴和凸轮轴正时齿轮、 挺柱导管、推杆和摇臂总成等组成。
传动组
摇臂
凸轮轴
摇臂轴 推杆 凸轮轴正 时齿轮
挺柱
凸轮轴正时 齿形带轮
张紧轮 中间轴齿 形带轮
曲轴正时 齿形带轮
三、发动机的换气过程
采用密封锥面的好处
（1）能提高密封性和导热性。
（2）气门落座时，有自定位作用。 （3）避免气流拐弯过大而降低流速。 （4）能挤掉接触面的沉淀物，起自洁作用。
气门密封锥面与顶面之间的夹角，称为气门 锥角。一般做成45度，有的做成30度。
气门锥角比 气门座锥角 小0.5度。
6、气门杆身
气门杆身与气门导管配 合，为气门开启与关闭 过程中的上下运动导向。
不动件
活塞连杆组
运动件
曲轴飞轮组
曲轴、飞轮等机件
运动件
2、机体组组成
在发动机工作
过程中，是固
定不动的，因
此称为不动件
3、活塞连杆组组成
活塞环 活塞 活塞销 连 杆
连杆轴承
在发动机工作过程中，是不停 地运动的，因此称为运动件
4、曲轴飞轮组组成
扭转 减振器
曲轴 带轮
正时 齿轮
曲轴
飞轮
二、配气机构作用
4、凸轮形状
1）、O点为旋转中心。
2）、圆弧AE称为基圆，在这一 转角范围内，气门处下关闭状态。
3）、从A点到B点， 气门也是关闭；
4）、从B点起气门开始 打开，到C点开度最大；
5）、从C点起，气门开始关，到D点，气门关闭。
思考题
1、你认为凸轮BC段受力大，还是CD段受力大？ 为什么？
2、已知凸轮轴的旋转方向， 如何判断出哪个是进气凸轮 和排气凸轮？又如判断发动 机的作功顺序？
2、气门座的镶换
当气门座圈有裂纹、松动、烧蚀或磨损严重；或铰削气门座后， 装入新气门，气门大端平面仍低于气缸盖燃烧室平面2MM以上， 应镶换新的气门座圈。
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A、拉出旧气门座； B、选择新气门座圈； C、气门座圈的镶换。
3、气门座的铰削 气门座的铰削是为了确定气门座 与气门的接触位置及宽度。 一般是用手工进行，工具是铰刀
按照发动机各缸工作 顺序和每一缸工作循 环的要求，定时地将 各缸进气门与排气门 打开、关闭，以便发 动机进行换气过程。
三、配气机构的组成
气门、气门座、气门导管、 气门弹簧及锁紧装置 气门组 配气 机构 作用：封闭进排气道。 凸轮轴、正时齿轮、挺柱、 推杆、摇臂等组成。 气门传动组 作用：使进排气门按配气 相位规定的时刻开闭。
2、气门导管更换的步骤。 3、经验检查法：将气门杆和导管擦净，在 气门杆上涂一层薄机油，将气门放置在导管 上后，上下拉动数次后，气门在自重下能徐 徐下落，表示气门杆与导管的配合间隙适当。
六、气门弹簧
1、作用：使气门自动回位关闭，保 证气门与气门座的座合压力，吸 收惯性力。
2、安装位置：缸盖与 气门尾端弹簧座之间。
气门杆部的磨损，气门工作面磨损 与烧蚀，气门杆的弯曲变形等。 2、气门的检验：磨损检验、弯曲检验 3、气门工作锥面的修理
十一、气门座的修理 1、气门座的损伤主要是磨料磨损和硬化层 疲劳脱落、腐蚀和烧蚀。
气门座磨损后，工作面加宽，气门 关闭不严，气门密封性降低。
思考题：你认为气门密封性降低对 发动机性能有何影响？
门
3、材料：进气门采用中碳 钢，排气门采用耐热合金钢。 有的在内部充注金属钠。 4、气门的构造：头部和杆身，两者圆弧连接。
5、气门头部结构
A、气门顶部形状
思考题：进气门与排气门哪个气门头部更大？为什么？
B、气门密封锥角 气门密封锥面是与杆身同心的圆锥面， 用来与气门座接触，起密封气道的作用。
思考题：气门与气门座的接触位置及面积有何要求吗？
3）.按每一缸的气门数量分 为：双气门式、多气门式
七、配气机构的工作过程
凸轮轴是通过正时齿轮由曲轴驱动的。 四冲程发动机完成一个工作循环，曲 轴旋转两周，各缸进、排气门各开启 一次，凸轮轴只需转一周。
当凸轮基圆部分与挺柱接触时，挺柱不升高，气门关 闭，当凸轮凸起部分与挺柱接触时，将挺柱顶起，挺 柱通过推杆，使摇臂顺时针转动，摇臂的长臂端向下 推动气门，压缩气门弹簧，将气门头部推离气门座而 打开，当凸轮凸起部分的顶点转过挺柱后，便逐渐减 小了对挺柱的推力，气门在其弹簧张力的作用下，开 度逐渐减小，直至最后关闭，使气缸密封。
第一种应用较少，目前绝大部分 都是采用第二种。
4、气门座的锥角
气门座的锥角由三部分组成，其中45度的锥面与气门密封锥面贴合，为 工作面。
15度和75度锥角是用来修正工作锥 面的宽度和上、下位置的，以使其 达到规定的要求。
五、气门导管
1、作用：给气门 的运动作导向， 并为气门杆散热。
2、材料：含石 墨较多的铸铁或 粉末治金制成。
指从进气门打开到进气门关闭的过程。
主要是依靠大气压与气缸内 的压力差来实现进气。
思考题：换气过程中，排气过程与进气过程相隔时 间长还是进气过程与排气过程相隔时间长？
4、充气效率 换气过程中进入气缸的新鲜充量越多，燃烧后 的发热量就越多，每循环所做的功也越多。
为了评价不同发动机换气过程的完 善程度，引入充气效率。
配气机构概述
前面我们已学习了曲柄连杆机构，希望同学们要好好复习。
从今天开始我们学习第二机构
配气机构
一、复习
对于曲柄连杆构构，要从作用、组成、主要零部件的结构、材料、损 伤形式、检验方法、修理（选配）方法等方面进行复习。
1、曲柄连杆机构组成
气缸体、曲轴箱、气缸盖 机 曲柄连 杆机构 体 组 气缸套、气缸垫 活塞、活塞环、 活塞销和连杆
气门杆身为圆柱形， 在气门导管中不断上 下往复运动，而且润 滑条件极为恶劣。
四、气门座
进、排气道口与气门密封锥面直接 贴合的部位称气门座。
1、气门座的作用
2、气门座材料
气门座圈 用耐热合 金钢或耐 热合金铸 铁制成， 镶嵌在气 缸盖上。
3、气门座的形式
第一种：是直接在气缸体上镗出；
第二种：是单独制成气门座 圈，镶嵌在气缸盖上。
5、凸轮轴颈和轴承
1）、采用全支承方式；
2）、安装时从缸体前端插入，为安 装方便，轴颈的直径从前向后缩小； 3）、凸轮轴轴承大多数采用衬 套压入整体式座孔的方式； 4）、凸轮轴轴颈的润滑采用压力润滑。
四、正时齿轮
在凸轮轴的前端装有一个齿轮，由曲 轴带动转动，这个齿轮叫正时齿轮。
凸轮轴上正时齿轮的齿数是曲轴上正时齿 轮齿数的一倍，转速则是曲轴的一半。
八、小结
1、配气机构的作用 2、配气相位
3、四冲程发动机的换气过程 4、配气机构的组成 5、配气机构的分类 6、配气机构工作过程
气门组结构与检修
上次课我们学习了配气机构的作用、组成、分类及工作过程。
今天我们学习配气机构的第一个组成部分
气门组
二、气门组组成
三、气 1、作用：封闭气道
2、分类：进气门、排气门
每循环实际进入气缸内的新鲜充气量与在进气状态下充满气缸工作 容积的新鲜充气量的比值，叫充气效率，或充气系数。
影响充气效率的因素
A、进气终了压力
B、进气终了温度 C、残余废气压力和温度 D、压缩比对充气效率的影响
提高充气效率的措施
A、减小进气系统的流动损失
B、减少对新鲜充气量的热传导 C、减少排气系统对气流的阻力 D、合理选择配气正时 E、利用进、排气管内的动态效应
2、气门传动组由凸轮轴和凸轮轴正时齿轮、 挺柱导管、推杆和摇臂总成等组成。
三、凸轮轴
1、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 相位及气门开度的变化规律。
2、材料：优质钢模锻而成。也有用 合金铸铁或球墨铸铁的。
3、凸轮轴构造
凸轮轴主要由凸轮、轴颈等组成；
凸轮分为进气凸轮和排气凸轮两种， 用来驱动与控制气门的开启与关闭； 轴颈对凸轮轴起支承作用。
1、定义：发动机排出废气和充入新气的全过程叫换气过程。
从排气门开启算起，直到进气门关闭 时为止，为换气过程。由进气过程和 排气过程组成。
2、排气过程
从排气门打开到排气门关闭为止的过程。
自由排 气阶段
缸内压力远大于排气管气门 端的压力，活塞还在下行。
强制排 气阶段
依靠活塞上行强制排气。
3、进气过程
研磨好的气门与气门座必须配对，不能错乱。
因此在进行气门研磨前一定要先做好 记号，一般在气门顶部打点。
十二、气门的密封性检验 气门与气门座研磨后要进 行气门的密封性检验。
1、划线法
2、涂色法 3、试油法 思考题：你认为以上三种方法， 哪种更准确更方便？
二、气门传动作用及组成
1、作用：使进、排气门按照配气相位规定 的时间开启与关闭，且保证有足够的开度。