構(gòu)造05-配氣機(jī)構(gòu)

現(xiàn)代汽車(chē)構(gòu)造

－發(fā)動(dòng)機(jī)部分華中科技大學(xué)汽車(chē)工程系第三章配氣機(jī)構(gòu)第一節(jié)概述第二節(jié)配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件第三節(jié)配氣相位與氣門(mén)間隙一、概述1、功能按照發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉氣缸的進(jìn)、排氣門(mén)，使新鮮可燃混合氣(汽油機(jī))或空氣(柴油機(jī))得以及時(shí)進(jìn)入氣缸，廢氣得以及時(shí)從氣缸排出。2、充氣效率新鮮空氣或可燃混合氣充滿(mǎn)氣缸的程度，用充氣效率hv表示。hv越高，表明進(jìn)入氣缸的新氣越多，可燃混合氣燃燒時(shí)可能放出的熱量也就越大，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率越大。

hv=M/M0

M——進(jìn)氣過(guò)程中，實(shí)際進(jìn)入氣缸的新氣的質(zhì)量；

Mo——在理想狀態(tài)下，充滿(mǎn)氣缸工作容積的新氣質(zhì)量。一、概述組成：氣門(mén)組傳動(dòng)組驅(qū)動(dòng)組一、概述3、配氣機(jī)構(gòu)的布置形式

1）按氣門(mén)布置位置（1）氣門(mén)頂置式組成：特點(diǎn)：

A、氣門(mén)行程大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，燃燒室緊湊。

B、曲軸與凸輪軸傳動(dòng)比為2:1。

一、概述（2）氣門(mén)側(cè)置式氣門(mén)位于氣缸體側(cè)面

由凸輪、挺柱、氣門(mén)和氣門(mén)彈簧等組成。省去了推桿、搖臂等另件，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。

一、概述2）按凸輪軸位置布置（1）凸輪軸下置 缺點(diǎn)：凸輪軸與氣門(mén)相距較遠(yuǎn)，動(dòng)力傳遞路線(xiàn)較長(zhǎng)，環(huán)節(jié)多，因此不適用于高速發(fā)動(dòng)機(jī)。 優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)化曲軸與凸輪軸之間才傳動(dòng)裝置，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)的布置。一、概述（2）凸輪軸中置式傳動(dòng)方式：凸輪軸經(jīng)過(guò)挺柱直接驅(qū)動(dòng)搖臂，省去了推桿。 應(yīng)用：適用于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高時(shí)，可以減少氣門(mén)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量。一、概述（3）凸輪軸上置式特點(diǎn)：挺柱，又無(wú)推桿，往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量大大減小，此結(jié)構(gòu)適于高速發(fā)動(dòng)機(jī)

特別適應(yīng)于高速發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)。

DOHC一、概述3）按傳動(dòng)方式可分為齒輪傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)和齒帶傳動(dòng)。

一、概述傳動(dòng)方式傳動(dòng)方式應(yīng)用齒輪傳動(dòng)曲軸正時(shí)齒輪→凸輪軸正時(shí)齒輪凸輪軸下置、中置式配氣機(jī)構(gòu)鏈條傳動(dòng)曲軸→鏈條→凸輪軸正時(shí)齒輪凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)齒形帶傳動(dòng)曲軸→齒形皮帶→凸輪軸正時(shí)齒輪凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)一、概述4）按氣門(mén)數(shù)目可分為二氣門(mén)式和四氣門(mén)式。二氣門(mén)式四氣門(mén)式二、配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件1、氣門(mén)組包括：氣門(mén)、氣門(mén)座、氣門(mén)導(dǎo)管、氣門(mén)彈簧、鎖片、卡簧。

二、配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件1）氣門(mén)功用：燃燒室的組成部分，是氣體進(jìn)、出燃燒室通道的開(kāi)關(guān)，承受沖擊力、高溫沖擊、高速氣流沖擊。工作條件：A、進(jìn)氣門(mén)570K~670K，排氣門(mén)1050K~1200K。B、頭部承受氣體壓力、氣門(mén)彈簧力等，C、冷卻和潤(rùn)滑條件差，D、被氣缸中燃燒生成物中的物質(zhì)所腐蝕。性能： 強(qiáng)度和剛度大、耐熱、耐腐蝕、耐磨進(jìn)氣門(mén)570K~670K（鉻鋼或鉻鎳鋼）排氣門(mén)1050K~1200K（硅鉻鋼）頭部桿部二、配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件氣門(mén)頭部的結(jié)構(gòu)形式平頂式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，吸熱面積小，質(zhì)量也較小，進(jìn)、排氣門(mén)都可采用。球面頂適用于排氣門(mén)，因?yàn)槠鋸?qiáng)度高，排氣阻力小，廢氣的清除效果好，但球形的受勢(shì)面積大，質(zhì)量和慣性力大加工較復(fù)雜。喇叭頂凹頂頭部與桿部的過(guò)渡部分具有一定的流線(xiàn)形，可以減少進(jìn)氣阻力，但其頂部受熱面積大，故適用于進(jìn)氣門(mén)，而不宜用于排氣門(mén)。二、配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件2）氣門(mén)導(dǎo)管作用： 為氣門(mén)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，保證氣門(mén)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)兼起導(dǎo)熱作用。 工作條件： 工作溫度較高，約500K。潤(rùn)滑困難，易磨損。 材料： 用含石墨較多的鑄鐵，能提高自潤(rùn)滑作用。 加工方法： 外表面加工精度較高 內(nèi)表面精絞 裝配： 氣門(mén)桿與氣門(mén)間隙0.05～0.12mm。二、配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件3）氣門(mén)座氣缸蓋的進(jìn)、排氣道與氣門(mén)錐面相結(jié)合的部位。作用：

1.靠其內(nèi)錐面與氣門(mén)錐面的緊密 貼合密封氣缸。

2.接受氣門(mén)傳來(lái)的熱量。氣門(mén)座可以在缸蓋或缸體上直接鏜出，也可以采用鑲嵌式結(jié)構(gòu)。鑲嵌式結(jié)構(gòu)氣門(mén)座都采用較好的材料（合金鑄鐵、奧氏體鋼等）單獨(dú)制作。

氣門(mén)座二、配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件4）氣門(mén)彈簧功用：保證氣門(mén)的回位。材料：高錳碳鋼、鉻釩鋼氣門(mén)關(guān)閉保證氣門(mén)及時(shí)關(guān)閉、密封氣門(mén)開(kāi)啟保證氣門(mén)不脫離凸輪二、配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件5）氣門(mén)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

功用：防止局部過(guò)熱引起的變形和清除氣門(mén)座積炭

6）鎖片、卡簧鎖片、卡簧的功用是在氣門(mén)彈簧力的作用下把彈簧座和氣門(mén)桿鎖住，使彈簧力作用到氣門(mén)桿上。二、配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件2、氣門(mén)傳動(dòng)組功用：傳遞凸輪軸→氣門(mén)之間的運(yùn)動(dòng)氣門(mén)傳動(dòng)組包括，凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂氣門(mén)間隙調(diào)整螺釘?shù)取?/p>

二、配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件1）凸輪軸作用： 驅(qū)動(dòng)和控制各缸氣門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉，使其符合發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序、配氣相位和氣門(mén)開(kāi)度的變化規(guī)律等要求。 工作條件： 承受氣門(mén)間歇性開(kāi)啟的沖擊載荷。 材料： 優(yōu)質(zhì)鋼、合金鑄鐵、球墨鑄鐵 結(jié)構(gòu)：二、配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件凸輪軸的軸向定位作用：為了防止凸輪軸在工作中產(chǎn)生軸向竄動(dòng)和承受斜齒輪產(chǎn)生的軸向力。凸輪軸頸凸輪軸的軸向間隙隔圈（調(diào)節(jié)環(huán)）正時(shí)齒輪止推板氣缸體二、配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件2）挺柱作用：將凸輪的推力傳給推桿或氣門(mén)。挺柱的分類(lèi)：菌式氣門(mén)側(cè)置式筒式氣門(mén)頂置式滾輪式減小摩擦所造成的對(duì)挺柱的側(cè)向力。多用于大缸徑柴油機(jī)。二、配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件液力挺柱結(jié)構(gòu)：性能：消除了配氣機(jī)構(gòu)的間隙，減小了各零件的沖擊載荷和噪聲提高發(fā)動(dòng)機(jī)高速時(shí)的性能。

二、配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件3）氣門(mén)推桿作用： 將挺柱傳來(lái)的推力傳給搖臂。工作情況： 是氣門(mén)機(jī)構(gòu)中最容易彎曲的零件。材料： 硬鋁或鋼二、配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件4）搖臂

功用： 將推桿或凸輪傳來(lái)的力改變方向，作用到氣門(mén)桿端以推開(kāi)氣門(mén)。易磨損部位堆焊耐磨合金搖臂軸套潤(rùn)滑油道二、配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件搖臂組示意圖搖臂軸搖臂軸支座搖臂軸緊固螺釘搖臂搖臂稱(chēng)套調(diào)整螺釘定位彈簧三、配氣相位與氣門(mén)間隙1、配氣相位

定義：配氣相位是用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)、排氣門(mén)的開(kāi)啟時(shí)刻和開(kāi)啟延續(xù)時(shí)間，通常用環(huán)形圖表示

理論上講進(jìn)、壓、功、排各占

180°，也就是說(shuō)進(jìn)、排氣門(mén)都是在上、下止點(diǎn)開(kāi)閉，延續(xù)時(shí)間都是曲軸轉(zhuǎn)角180°。但實(shí)際表明，簡(jiǎn)單配氣相位對(duì)實(shí)際工作是很不適應(yīng)的，它不能滿(mǎn)足發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)進(jìn)、排氣門(mén)的要求。三、配氣相位與氣門(mén)間隙三、配氣相位與氣門(mén)間隙2）氣門(mén)間隙

定義：氣門(mén)間隙是指氣門(mén)完全關(guān)閉（凸輪的凸起部分不頂挺柱）時(shí)，氣門(mén)桿尾端與搖臂或挺柱之間的間隙。

作用：給熱膨脹留有余地,保證氣門(mén)密封

氣門(mén)間隙三、配氣相位與氣門(mén)間隙一般在冷態(tài)時(shí)，進(jìn)