第3章配氣機(jī)構(gòu)的檢修

第三章配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件

概述

配氣相位可變進(jìn)氣系統(tǒng)學(xué)習(xí)目標(biāo)熟悉配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理知道配氣相位、配氣正時(shí)以及氣門(mén)間隙的概念了解配氣機(jī)構(gòu)的工作過(guò)程掌握氣門(mén)間隙的調(diào)整方法及氣門(mén)組零件的修理方法§3.1 概述按照發(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。功用目前國(guó)產(chǎn)的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)都采用氣門(mén)頂置式配氣機(jī)構(gòu)。

優(yōu)點(diǎn)：具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零件數(shù)目少等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：1）由于氣門(mén)偏置氣缸體一側(cè)，使燃燒室結(jié)構(gòu)不緊湊，不利于燃燒，使表面積增大，熱量損失較大。2）氣道曲折，進(jìn)氣和排氣阻力較大，充氣效率較低，使發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和高速性的提高受到影響，逐漸被淘汰。二、配氣機(jī)構(gòu)的布置型式

1、2、氣門(mén)(valve)的開(kāi)啟方式搖臂驅(qū)動(dòng)式

氣門(mén)升程

凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)

凸輪軸下置凸輪軸中置凸輪軸上置3、凸輪軸的布置型式凸輪軸上置式1、凸輪軸位于氣缸蓋上2、無(wú)挺柱、推桿，甚至無(wú)搖臂，正時(shí)傳動(dòng)復(fù)雜，用于高速發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸下置式4、凸輪軸的傳動(dòng)方式傳動(dòng)方式圖示應(yīng)用齒輪傳動(dòng)凸輪軸下置、中置式配氣機(jī)構(gòu)鏈條傳動(dòng)凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)齒形帶傳動(dòng)凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)5、氣門(mén)數(shù)目及排列方式普通：二氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)當(dāng)氣缸直徑較大，活塞平均速度較高時(shí)，每缸一進(jìn)一排的氣門(mén)結(jié)構(gòu)就不能保證良好的換氣質(zhì)量。因此，在很多汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)上多采用每缸多個(gè)氣門(mén)結(jié)構(gòu)，常用的有3氣門(mén)、4氣門(mén)、5氣門(mén)配氣機(jī)構(gòu)，每缸超過(guò)雙氣門(mén)的發(fā)動(dòng)機(jī)稱為多氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)。（1）氣門(mén)數(shù)量的增加可提高發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣效率；（2）單個(gè)氣門(mén)尺寸縮小、質(zhì)量減輕有利于發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)；（3）可以將火花塞布置在燃燒室的中心位置，能夠改善燃燒過(guò)程，提高壓縮比，有利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和降低燃油消耗量；（4）多氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)一般采用上置雙凸輪軸式結(jié)構(gòu)。多氣門(mén)的特點(diǎn)：上置雙凸輪軸（DOHC,doubleoverheadcamshaft）直接驅(qū)動(dòng)配氣機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：

1）適用于多氣門(mén)及V型氣缸排列發(fā)動(dòng)機(jī)，特點(diǎn)是使用兩根凸輪軸分別驅(qū)動(dòng)進(jìn)、排氣門(mén)；2）上置凸輪軸縮短了凸輪軸與氣門(mén)之間的距離，可直接使用凸輪軸驅(qū)動(dòng)氣門(mén)；3）加大了氣門(mén)布置的自由度，使火花塞（噴油器）很容易布置到氣缸的中央；4）雙凸輪軸有利于布置更多的氣門(mén)數(shù)。缺點(diǎn)：1)凸輪軸與曲軸的距離拉遠(yuǎn)，使定時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)更為復(fù)雜;2)發(fā)動(dòng)機(jī)高度變高，拆裝氣缸蓋也變得困難?！?.2配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件一、氣門(mén)組

氣門(mén)組實(shí)物圖鎖片彈簧座1、氣門(mén)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。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。

頭部桿部工作條件：性能：

強(qiáng)度和剛度大、耐熱、耐腐蝕、耐磨進(jìn)氣門(mén)：鉻鋼或鉻鎳鋼；排氣門(mén)：硅鉻鋼氣門(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。凸頂式（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。凹頂式（喇叭頂）凹頂頭部與桿部的過(guò)渡部分具有一定的流線形，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)。氣門(mén)錐角氣門(mén)錐角概念：氣門(mén)頭部與氣門(mén)座圈接觸的錐面與氣門(mén)頂部平面的夾角。錐角作用：A、獲得較大的氣門(mén)座合壓力，提高密封性和導(dǎo)熱性。B、氣門(mén)落座時(shí)有較好的對(duì)中、定位作用。C、避免氣流拐彎過(guò)大而降低流速。裝配前應(yīng)將密封錐面研磨。邊緣應(yīng)保持一定的厚度，1～3mm。氣門(mén)實(shí)物圖進(jìn)氣門(mén)（大）排氣門(mén)（?。忾T(mén)桿部較高的加工精度，表面經(jīng)過(guò)熱處理和磨光，保證同氣門(mén)導(dǎo)管的配合精度和耐磨性氣門(mén)桿尾部：環(huán)形槽、鎖銷孔凹槽易斷裂處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。

氣門(mén)導(dǎo)管氣缸蓋過(guò)盈配合卡環(huán)：防止氣門(mén)導(dǎo)管在使用中脫落。伸入深度應(yīng)適量。錐度可減少氣流阻力。3、氣門(mén)座氣門(mén)座概念：

氣缸蓋的進(jìn)、排氣道與氣門(mén)錐面相結(jié)合的部位。作用：

靠其內(nèi)錐面與氣門(mén)錐面的緊密貼合密封氣缸。接受氣門(mén)傳來(lái)的熱量。氣門(mén)密封干涉角：

比氣門(mén)錐角大0.5～1度的氣門(mén)座圈錐角。氣門(mén)座氣門(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。汽油機(jī)：排氣門(mén)采用鑲嵌式氣門(mén)座柴油機(jī)：進(jìn)氣門(mén)采用鑲嵌式氣門(mén)座

氣門(mén)座圈：

以較大過(guò)盈量鑲嵌在氣門(mén)座上的圓環(huán)。鑲嵌式氣門(mén)座特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：提高氣門(mén)座的使用壽命，便于更換。缺點(diǎn)：導(dǎo)熱性差，加工精度高，脫落時(shí)易造成嚴(yán)重事故。氣門(mén)座圈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)彈簧氣門(mén)彈簧座鎖片氣門(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)不脫離凸輪氣門(mén)彈簧多為圓柱形螺旋彈簧，它的一端支承在氣缸蓋上，另一端壓靠在氣門(mén)桿尾端的彈簧座上，彈簧座用鎖片固定在氣門(mén)桿的尾端。旋向相反的兩個(gè)彈簧，防止斷裂的彈簧卡入另一彈簧，也防止共振使氣門(mén)脫落氣門(mén)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)為了使氣門(mén)頭部溫度均勻，防止局部過(guò)熱引起的變形和清除氣門(mén)座積炭，可設(shè)法使氣門(mén)在工作中相對(duì)氣門(mén)座緩慢旋轉(zhuǎn)。氣門(mén)緩慢旋轉(zhuǎn)時(shí)在密封錐面上產(chǎn)生輕微的摩擦力，有阻止沉積物形成的自潔作用。二、氣門(mén)傳動(dòng)組功用：定時(shí)驅(qū)動(dòng)氣門(mén)開(kāi)閉，并保證氣門(mén)有足夠的開(kāi)度和適當(dāng)?shù)臍忾T(mén)間隙。凸輪軸挺柱推桿搖臂凸輪軸正時(shí)齒輪搖臂軸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。斜齒輪凸輪偏心輪正時(shí)齒輪斜齒輪：驅(qū)動(dòng)分電器、（機(jī)油泵）偏心輪：驅(qū)動(dòng)汽油泵結(jié)構(gòu)：凸輪軸主要由凸輪和凸輪軸軸頸組成，凸輪分為進(jìn)氣凸輪和排氣凸輪兩種，用來(lái)驅(qū)動(dòng)氣門(mén)的開(kāi)啟與關(guān)閉。軸頸對(duì)凸輪軸起支承作用。如圖3-23為下置式凸輪軸的結(jié)構(gòu)，其上有進(jìn)氣凸輪、排氣凸輪、軸頸、驅(qū)動(dòng)機(jī)油泵及分電器的齒輪和推動(dòng)汽油泵搖臂的偏心輪。凸輪凸輪性能：

承受氣門(mén)彈簧的張力，間歇性的沖擊載荷。

表面有良好的耐磨性，足夠的剛度。

凸輪與挺柱線接觸，接觸壓力大，磨損快。工作條件：凸輪的輪廓凸輪輪廓與氣門(mén)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律氣門(mén)開(kāi)啟點(diǎn)消除氣門(mén)間隙階段氣門(mén)升程最大時(shí)刻氣門(mén)關(guān)閉點(diǎn)出現(xiàn)氣門(mén)間隙階段緩沖結(jié)束點(diǎn)同名凸輪的相對(duì)角位置同一氣缸的進(jìn)、排氣凸輪的相對(duì)角位置是與相應(yīng)的配氣相位相對(duì)應(yīng)的。四缸發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪投影點(diǎn)火順序：1—2—4—3同一氣缸的進(jìn)、排氣凸輪相對(duì)角位置

同一氣缸的進(jìn)、排氣凸輪的相對(duì)角位置是與相應(yīng)的配氣相位相對(duì)應(yīng)的。1、正時(shí)齒輪；2、墊圈；3、螺母；4、止推片；5、螺栓；6、隔圈。123456凸輪軸軸向定位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。凸輪軸的驅(qū)動(dòng)A、正時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)式多用于下置式和中置式凸輪軸的驅(qū)動(dòng)。汽油機(jī)一般只用一對(duì)正時(shí)齒輪，即曲軸正時(shí)齒輪和凸輪軸正時(shí)齒輪，如圖3-25所示，柴油機(jī)需要同時(shí)驅(qū)動(dòng)噴油泵，所以增加一個(gè)中間齒輪。曲軸正時(shí)齒輪用中碳鋼制造，凸輪軸正時(shí)齒輪則多用夾布膠木。為保證配氣和點(diǎn)火正時(shí)，齒輪上都有正時(shí)記號(hào)，裝配時(shí)必須要將記號(hào)對(duì)齊。正時(shí)齒輪及正時(shí)標(biāo)記B、鏈條驅(qū)動(dòng)式

多用于上置式凸輪軸的驅(qū)動(dòng)，如圖3-26所示。鏈條一般為滾子鏈，工作時(shí)，應(yīng)保持一定的張緊度，不易產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲，為此，在鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中裝有導(dǎo)鏈板并在鏈條松邊裝有張緊器。

曲軸正時(shí)齒形帶輪中間軸齒形帶輪張緊輪凸輪軸正時(shí)齒形帶輪c.齒形皮帶驅(qū)動(dòng)式多用于上置式凸輪軸的傳動(dòng)，如圖3-27所示，齒形帶式驅(qū)動(dòng)與齒輪和鏈條傳動(dòng)相比，具有噪聲低。質(zhì)量輕、成本低、工作可靠和不需要潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn)。另外，齒形伸縮小，適合精度高的傳動(dòng)。因此，現(xiàn)代轎車(chē)高速發(fā)動(dòng)機(jī)大多采用齒行皮帶傳動(dòng)式。為了確保傳動(dòng)可靠，齒形帶保持一定張緊力，為此，在齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中也設(shè)置張緊器。2、挺柱（1）作用：將凸輪的推力傳給推桿或氣門(mén)。（2）挺柱的分類：普通挺柱和液力挺柱。普通挺柱用途圖示筒式氣門(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)。

通常把挺柱底部工作面設(shè)計(jì)為平面，使兩者的接觸點(diǎn)偏離挺柱軸線；如圖3-14所示。工作中，當(dāng)挺柱被凸輪頂起時(shí)，接觸點(diǎn)間的摩擦力使挺柱繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，以實(shí)現(xiàn)均勻磨損。圖3-14挺柱與凸輪的偏置

1-筒形平面挺柱2-凸輪e-偏置距液壓挺柱結(jié)構(gòu)：見(jiàn)右圖性能：

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?？ōh(huán)閥架支承座單向閥柱塞彈簧碟形彈簧挺桿體柱塞推桿液壓挺柱動(dòng)畫(huà)機(jī)油碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪當(dāng)凸輪不驅(qū)動(dòng)柱塞時(shí)碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪A碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪B碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪52當(dāng)凸輪推動(dòng)挺柱時(shí)碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪0.5碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪50當(dāng)凸輪不驅(qū)動(dòng)挺柱時(shí)碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪氣門(mén)當(dāng)量間隙碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪機(jī)油0.5碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪機(jī)油碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪機(jī)油碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪機(jī)油碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪機(jī)油碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪機(jī)油碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪機(jī)油碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪機(jī)油碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪機(jī)油碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪機(jī)油碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪機(jī)油碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪機(jī)油碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪機(jī)油碟形彈簧柱塞彈簧推桿球座挺柱體柱塞單向閥凸輪機(jī)