第三章 配气机构(最新)

4. 气门间隙的测量和调整 （1）测量：塞尺。 ）测量：塞尺。
（2）调整 ） 前提条件： 前提条件：必须使气门 处于完全关闭的状态， 处于完全关闭的状态， 挺柱与凸轮的基圆部分 接触。 接触。 调整方法：调整螺钉 调整方法： 调整垫片
凸轮轴 上置
直接 驱动 挺柱体
气门 顶置
思考题
1. 什么叫配气相位图？图中各角度的含义、作用 什么叫配气相位图？图中各角度的含义、 是什么？ 是什么？ 2. 发动机的配气机构一般要保留气门间隙，为什 发动机的配气机构一般要保留气门间隙， 么？其如何调整和测量？ 其如何调整和测量？
思考题 1. 配气机构的功用是什么？顶置式气门配 配气机构的功用是什么？ 气机构由哪些零件组成？ 气机构由哪些零件组成？ 2. 双凸轮轴驱动的多气门机构的优缺点是 什么？ 什么？
§3.2 配气相位和气门间隙
一、配气相位 1. 定义：进、排气门的实际开闭时刻及其开 定义： 启的持续时间。 启的持续时间。
1－凸轮轴正时齿轮 2－凸轮轴 3－挺柱
4－推杆 5－摇臂轴座 6－摇臂轴 7－气门间 隙调整螺钉及锁紧螺母 8－摇臂 9－气门锁夹 10－ 10－气门弹簧座 11－ 12－ 11－气门 12－防油罩 13－ 14－ 13－气门弹簧 14－气 15－ 门导管 15－气门座圈 16－ 16－曲轴正时齿轮
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2. 凸轮轴上置式配气机构 通过摇臂驱动气门 可分为 单凸轮轴 直接驱动气门 双凸轮轴 应用：主要应用于高速发动机。 应用：主要应用于高速发动机。
凸轮轴上置式
桑塔纳轿车发动机
凸轮轴 上置
直接 驱动 挺柱体
气门 顶置
摇 臂 驱 动 式
双凸轮轴 上置直接 驱动气门
（三）按凸轮轴的传动方式分
1. 齿轮传动
§3.3 配气机构的零件和组件
§3.3.1 气门组 作用：在任何情况下，必须保证燃烧室的密封性。 作用：在任何情况下，必须保证燃烧室的密封性。
气门组实物图
一、气 门
气门是保证发动机工作性能良好 和可靠的重要零件之一。 和可靠的重要零件之一。 1. 气门的构造 由头部和杆部两部分组成。 由头部和杆部两部分组成。 气门头部的散热： 通过气门座、 气门头部的散热 ： 通过气门座 、 气门杆。 气门杆。 头部 过渡圆滑 杆部 作用： 作用：（1）散热； ）散热； （2）降低阻力； ）降低阻力； （3）增加强度。 ）增加强度。
二、组成
气门组实物
三、分类
气门式 气孔式
1－进气孔 2－排气孔 3－扫气孔
（一）按气门布置形式分为
气 门 顶 置 式
气 门 侧 置 式
（二）按凸轮轴布置形式分为
凸 轮 轴 下 置 式
凸 轮 轴 中 置 式
凸 轮 轴 上 置 式
1. 凸轮轴下置式配气机构 （1）组成：气门传动组和气门组 ）组成： 气门传动组： 气门传动组：从正时齿轮开始至推动 气门动作的所有零件。 气门动作的所有零件。 功用：定时驱动气门使其开闭。 功用：定时驱动气门使其开闭。 气门组：主要由气门锁片、 气门组：主要由气门锁片、气门弹簧 气门弹簧、气门、气门导管、 座、气门弹簧、气门、气门导管、气门座 等组成。 等组成。 功用：维持气门的关闭。 功用：维持气门的关闭。
实际配气相位演示
α β γ δ
10°~30 ° 40°~80 ° 40°~80 ° 10°~30 °
5. 影响配气相位的因素 发动机结构形式、发动机转速等。 发动机结构形式、发动机转速等。 按发动机性能要求通过试验确定某 一常用转速下较合适的配气相位。 一常用转速下较合适的配气相位。 变相位发动机。 变相位发动机。
气门 1—杆部；2—头部 杆部；
（1）气门头部 ）
功用：燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开关， 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 高速气流冲击)。 高温、 承受冲击力 高温、高速气流冲击 。
a. 气门顶形状： 气门顶形状：
a)平顶 平顶
b)球面顶 球面顶
a. 弹簧座的固定：气门杆端的形状决定于气门弹簧座的固定方式 弹簧座的固定：
6
a） 锁片式 ） b）锁销式 ） 1-气门杆；2-气门弹簧；3-弹簧座；4-锁片；5-卡环； 6-锁销 气门杆； 气门弹簧 气门弹簧； 弹簧座 弹簧座； 锁片 锁片； 卡环 卡环； 锁销 气门杆
b. 防松装置：为防止气门 防松装置： 弹簧折断时， 弹簧折断时，气门落入气 缸造成严重事故， 缸造成严重事故，可在气 门杆尾部加工一个环形槽， 门杆尾部加工一个环形槽， 内装上弹簧卡环。 内装上弹簧卡环。
c. 气门直径：进气门直径一般大于排气门直径。 气门直径：进气门直径一般大于排气门直径。
进气门 排气门
气 门 实 物 图
两气门一样大时，排气门有记号。 两气门一样大时，排气门有记号。
（2）气门杆部：用来为气门运动时导向、承受侧压力 ）气门杆部：用来为气门运动时导向、 并传走一部分热量。气门杆呈圆柱形， 并传走一部分热量。气门杆呈圆柱形，在气门导管中 不断进行往复运动。其表面须经过热处理和磨光， 不断进行往复运动。其表面须经过热处理和磨光，以 保证与气门导管的配合精度和耐磨性。 保证与气门导管的配合精度和耐磨性。
c)喇叭顶 喇叭顶
平顶式
结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小， 结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小， 排气门都可采用。 进、排气门都可采用。 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 的清除效果好，但球形的受热面积大， 的清除效果好，但球形的受热面积大，质量和惯性 力大，加工较复杂。 力大，加工较复杂。 凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可 凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形， 以减少进气阻力，但其顶部受热面积大， 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。 进气门，而不宜用于排气门。
3. 齿形带传动 （1）优点 ） 配气相位准确， 配气相位准确， 布置自由度大， 布置自由度大， 磨损、噪声小。 磨损、噪声小。 （2）缺点 ） 可靠性、 可靠性、耐久性 差，摩擦阻力大， 摩擦阻力大， 随温度变化大 。
凸轮轴正 时齿形带 轮
张紧 轮 水泵传 动齿形 带轮
齿形 带传 动
中间 轮 曲轴正 时齿形 带轮
第三章
配气机构
§3.1 概 述
一、作用 按照发动机的工作循环和发火次序， 按照发动机的工作循环和发火次序，定 工作循环和发火次序 时实现换气。 时实现换气。 达到进气尽可能充分、 达到进气尽可能充分、排气尽可能干净 的目的。 的目的。 在各种工况下，保持最佳的充气效率， 在各种工况下，保持最佳的充气效率， 最佳性能。 最佳性能。
摇臂轴
摇臂
凸轮轴 推杆 凸轮轴正 时齿轮 挺柱
（2）工作过程： ）工作过程： A. 气门打开：由曲轴通过正时齿轮驱动 气门打开： 凸轮轴旋转， 凸轮轴旋转，使凸轮轴上的凸轮凸起部分通 过挺柱、推杆、调整螺钉，推动摇臂摆转， 过挺柱、推杆、调整螺钉，推动摇臂摆转， 摇臂的另一端便向下推开气门， 摇臂的另一端便向下推开气门，同时使弹簧 进一步压缩。 进一步压缩。 B. 气门关闭：当凸轮的凸起部分的顶点 气门关闭： 转过挺柱以后，气门在其弹簧张力的作用下， 转过挺柱以后，气门在其弹簧张力的作用下， 开度逐渐减小，直至最后关闭， 开度逐渐减小，直至最后关闭，进气或排气 过程即告结束。压缩和作功行程中， 过程即告结束。压缩和作功行程中，气门在 弹簧张力作用下严密关闭，使气缸密闭。 弹簧张力作用下严密关闭，使气缸密闭。
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， 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
易断裂处
充钠中空气门杆
定义： 定义：在中空的气门杆中填入一 半金属钠。 半金属钠。 作用： 作用：旨在减轻气门质量和减小 气门运动的惯性力。 气门运动的惯性力。增 强排气门的散热能力。 强排气门的散热能力。 原因：钠的熔点的是97.8℃，沸 原因：钠的熔点的是 ℃ 点为880℃，所以在气门 点为 ℃ 工作时，钠变成液体。 工作时，钠变成液体。 应用：高度强化的发动机排气门。 应用：高度强化的发动机排气门。
2. 延长进、排气时间的原因 延长进、 （1）气门的开、闭有个过程； ）气门的开、闭有个过程； （2）气体惯性的影响； ）气体惯性的影响； （3） 发动机速度的要求 。 ） 举例：当发动机转速为 举例：当发动机转速为5600r/min时，一个行程 时 持续时间： （ 持续时间：60/（5600×2）=0.0054s × ）
上止点
下止点
3. 配气相位图的解释 α—进气提前角 减少节流损失 进气提前角:减少节流损失 进气提前角 β—进气滞后角 气流惯性，压力差 进气滞后角:气流惯性 进气滞后角 气流惯性， α＋β＋180°—进气持续角 ＋ ＋ ° 进气持续角 γ—排气提前角 压力差 排气提前角:压力差 排气提前角 δ—排气滞后角 气流惯性，压力差 排气滞后角:气流惯性 排气滞后角 气流惯性， γ＋δ＋180°—排气持续角 ＋ ＋ ° 排气持续角
球面顶
喇叭顶
b. 气门锥角： 气门锥角： 定义：气门与气门座之间的配合面做成锥面， 定义：气门与气门座之间的配合面做成锥面，称 为气门密封锥面；其锥角，称为气门锥角。 为气门密封锥面；其锥角，称为气门锥角。
作用： 作用： 就象锥形塞子可以塞紧瓶口一样， ①就象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。 大的气门座合压力，以提高密封性和导热性。 ②气门落座时有自动定位作用。 气门落座时有自动定位作用。 避免使气流拐弯过大而降低流速。 ③避免使气流拐弯过大而降低流速。 有了锥角， ④有了锥角，气门落座时能挤掉接触面的沉积 即有自洁作用。 物，即有自洁作用。 要求： 要求： 锥面要研磨， 宽度要合适， 一般1－ 锥面要研磨 ， 宽度要合适 ， 一般 － 3mm。 。 一般做成45°锥角。 一般做成 °锥角。
（1）优点： ）优点： 配气相位准确， 配气相位准确， 工作可靠性好， 工作可靠性好， 耐久性好。 耐久性好。 （2）缺点： ）缺点： 噪音、磨损较大， 噪音、磨损较大， 布置困难。 布置困难。 （3）应用： ）应用： 凸轮轴下置式、 凸轮轴下置式、 凸轮轴中置式。 凸轮轴中置式。
2. 链传动 （1）优点： ）优点： 布置自由度大， 布置自由度大， 制造成本低， 制造成本低， 工作可靠。 工作可靠。 （2）缺点： ）缺点： 配气相位易变， 配气相位易变， 噪声、磨损大， 噪声、磨损大， 耐久性较差。 耐久性较差。 （3）应用： ）应用： 凸轮轴上置式
4. 气门重叠 （1）定义：进气门、排气门同时开启的现象。 ）定义：进气门、排气门同时开启的现象。 α＋ δ—气门重叠角 ＋ 气门重叠角 （2）引起的问题： ）引起的问题： 当气门重叠角较小时， 当气门重叠角较小时，新鲜气体和废气利用 惯性可以保持原来的流动方向， 惯性可以保持原来的流动方向，不会产生废气倒 流回进气管和新鲜气体随废气排出的问题。 流回进气管和新鲜气体随废气排出的问题。 当气门重叠角过大时，发动机小负荷运转时， 当气门重叠角过大时，发动机小负荷运转时， 由于进气管压力很低，易出现废气倒流现象。 由于进气管压力很低，易出现废气倒流现象。
二、气门间隙
1. 定义：指当气门处于关闭状态时气门与传 定义： 动件之间的间隙。 动件之间的间隙。
2. 留有气门间隙的原因 发动机工作时， 发动机工作时，气门及 传动件将因温度的升高 而膨胀， 而膨胀，造成气门关闭 不严，气缸漏气。 不严，气缸漏气。
3. 气门间隙的大小 （1）由厂家确定：冷态时，进气门间隙 ）由厂家确定：冷态时，进气门间隙0.25～ ～ 0.35mm，排气门间隙 ，排气门间隙0.30～0.35mm。 ～ 。 （2）气门间隙过小：漏气，功率下降，气门烧 ）气门间隙过小：漏气，功率下降， 坏。 （3）气门间隙过大：使传动零件之间以及气门 ）气门间隙过大： 和气门座之间产生撞击， 和气门座之间产生撞击，气门开启的持续时间减 少。