认识配气机构的结构和工作过程

凸轮轴的布置型式
凸轮轴下置
凸轮轴上置 凸轮轴中置
Байду номын сангаас
(2)双顶置凸轮轴式
双顶置凸轮轴式进气门与排气门分列在两根凸轮 轴上,是近年来推出的新型发动机的主要形式,如图3-4 所示。双顶置凸轮轴式为实现进气门和排气门可分别控 制的进排气气门连续可变正时技术( Dual Variable Valve Timing,DvVT)提供了可能。该结构让更多新鲜空 气进入发动机,燃烧更充分,排放效率更好,在发动机转 速在40004500rmin或者以上可以得到很强的发动机动力 ,运动性和平稳性好,发动机噪声低。但是由于气缸盖和 配气机的制造工艺复杂,成本较高。
凸轮轴上置式 配气机构
凸轮轴上置式 配气机构
通过对曲柄连杆机构的学习,已经知道四冲程发动机是如何工 作的,那么,你是否知道混合气是从哪里进入到气缸的呢?它又是从 哪里排出气缸?是什么装置让活塞在开始下行时,刚巧打开进气门? 又是什么让治塞上行前及时打开排气门?所有的这些疑问都会在本 活动中揭开其中的奥秘。本活动通过对发动机配气机构实物的认识 和形象的课件,带领读者一起解开上述疑问。
Single Overhead Camshaft,SOHC)和双顶置凸轮轴式( Double overhead Camshaft,DOHC)。 (1)单顶置凸轮轴式
单顶置凸轮轴式进气门和排气门混合排列在一根凸轮轴上,所 有气门由一根凸轮轴通过挺柱体驱动,如图3-3所示。单凸轮轴式的 结构较简单、使用耐久性较好,在低转速(发动机转速2500-----3500r/min)时扭矩较同排量双凸轮轴式发动机大,爆发力更好。图 3-3所示为单质量凸轮轴式配气机构。
步骤二
了解配气机构的基本结构
配气机构由气门传动组与气门组组成。气门传动组由凸
轮轴正时齿形带轮、正时齿形带、曲轴正时齿形带轮、凸轮轴
执行器(2010年以后生产的发动机采用可变气门正时技术
Variable valve Timing,wvT,故均安装了凸轮轴执行器)、凸轮轴
等组成,气门组由气门、气门弹簧、气门锁片、气门导管、气门
气门间隙
1、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。
凸轮轴
气门 进气门 排气门
间隙
0.25～ 0.30mm
0.30～ 0.35mm
气 门杆
实物图
测量气门间隙
拧松紧定螺母，调整调节螺钉
2.按凸轮轴个数分类 按凸轮轴个数分类,配气机构可分为单顶置凸轮轴式(
概念复习 进气行程:活塞从上止点向下止点运动的行程,此时,进气门开启, 排气门关闭。 排气行程:活塞从下止点向上止点运动的行程,此时,排气门开启, 进气门关闭。
可燃混合气:进气歧管中的空气和汽油的混合气体。 活塞连杆组:由活塞、连杆、活塞环和活塞销等组成,安装在发 动机气缸内,将燃烧室燃烧形成的压力传递给曲轴。 曲轴飞轮组:由曲轴、飞轮、曲轴轴瓦等组成,将连杆传递的动 力以飞轮旋转的形式对外输出。
座和气门油封等组成,如图3-1所示。
步骤三
了解配气机构的工作过程
安装在曲轴前部的曲轴正时齿形带轮和曲轴一起旋转,并且
通过正时齿形带带动凸轮轴正时齿形带轮一起旋转(见图3-1)。
由于凸轮轴正时齿形带轮的齿数是曲轴齿形带轮的2倍,所以,曲
轴旋转2圈,凸轮轴转1圈。凸轮轴通过液力传动带动凸轮轴执行
器(具体工作过程详见项目三活动五凸轮轴执行器工作原理),凸
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，废气得以 及时从气缸排出。
一、充气效率
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。
3.按凸轮轴传动方式分类 按凸轮轴传动方式分为链传动和齿形带传动如图
链传动的使用寿命长，传动距离长，但润滑要求高。齿形带 传动的润滑要求低，更换成本低，但使用寿命相对链传动短且齿 形带张紧要求高，否则容易跳齿。
四、凸轮轴的传动方式
传动方式
图示
齿轮传动
链条传动
齿形带传动
应用 凸轮轴下置、 中置式配气机构
ηv=M/M0
M ——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。
步骤一
了解配气机构的作用
配气机构的作用是按照发动机的工作循环和做功顺序,定时
开启和关闭进、排气气门以配合曲柄连杆机构完成四个冲程的
工作循环,在进气冲程中使可燃混合气或空气(缸内直喷式进入
气缸,在排气冲程中使燃烧产生的废气排出气缸。
认识配气机构的结构和工作过 程
知识点： 1.了解配气机构的作用 2.了解配气机构由哪些零件组成以及它们各自安装的位置 能力点： 1.能说出配气机构如何配合曲柄连杆机构协调工作 2能在发动机上指认配气机构的零件,并说明它在系统中的作用 德育目标： 培养学生的求真求实的科学精神 教学重点: 1.能说出配气机构如何配合曲柄连杆机构协调工作 教学难点：2.能在发动机上指认配气机构的零件,并说明它在系 统中的作用
按气门布置形式分类,配气机构可分为双气门和多气门两类,如图
3-2所示。
配气机构的布置型式
压缩比受到限制， 进排气门阻力较大， 发动机的动力性和 高速性均较差，逐
渐被淘汰。
目前国产的汽车发 动机都采用气门顶
置式配气机构。
(1)双气门式 双气门式[见图3-2(a)]进气截面积有限,在高转速时容易造成其 进气不顺畅,高速动力不足,现在很少采用。 (2)多气门式 一般有四气门式[见图3-2(b)]和五气门式[见图3-2(c)]。多气 门式布置可以得到较大的进气截面积,在发动机高速时很少产生进 气阻滞,达到充分换气的目的。现代高速发动机为了提高进气量,多 采用四气门发动机。但是,大的进气截面同样会在低速时让空气流 速减慢,使空气与燃料混合不充分,从而容易产生爆燃,因此,在低转 速时没有很好的扭力输出。
轮轴执行器通过半月键和凸轮轴连接,凸轮轴上有进、排气凸轮,
当凸轮角转向挺杆时,凸轮将克服气门弹簧的压力,逐渐将气门向
下压开,气门打开,气门头部和气门座之间就会形成气道当凸轮角
转过,远离气门时,抵压气门的力消失,气门在气门弹簧的作用下
向气门座回位,直至关闭气门。
步骤四
认识配气机构的类型
1.按气门布置形式分类