配氣機構(gòu)（農(nóng)機發(fā)動機構(gòu)造與維修課件）

第一節(jié)配氣機構(gòu)的功用與分類一、配氣機構(gòu)的功用

配氣機構(gòu)是控制發(fā)動機進氣和排氣的裝置，其作用是按照發(fā)動機的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時開啟和關(guān)閉各缸的進、排氣門，以便在進氣行程使盡可能多的可燃混合氣（汽油機）或空氣（柴油機）進入氣缸，在排氣行程將廢氣快速排出氣缸。

二、氣門式配氣機構(gòu)的分類

一般按氣門布置型式的不同，可分為:側(cè)置氣門式和頂置氣門式兩大類。

二、氣門式配氣機構(gòu)的分類

按照凸輪軸布置型式的不同，又可分為:下置式、中置式和上置式凸輪軸；

二、氣門式配氣機構(gòu)的分類按曲軸與凸輪軸間的傳動方式有:齒輪傳動、鏈傳動和齒形帶傳動三種方式。圖3-1側(cè)置氣門式配氣機構(gòu)圖

圖3-2頂置氣門式配氣機構(gòu)

（一）氣門的布置型式

1、側(cè)置氣門式配氣機構(gòu)

側(cè)置氣門式配氣機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式如圖3-1所示。

這種結(jié)構(gòu)型式的配氣機構(gòu)出現(xiàn)較早，具有結(jié)構(gòu)簡單、造價低、維修方便等優(yōu)點。但由于其氣門側(cè)置造成燃燒室結(jié)構(gòu)不緊湊且進、排氣阻力大，導致發(fā)動機動力性較差、經(jīng)濟性不高。目前，這種配氣機構(gòu)已經(jīng)淘汰。2、頂置氣門式配氣機構(gòu)

圖3-2頂置氣門式配氣機構(gòu)頂置氣門式配氣機構(gòu)結(jié)構(gòu)型式如圖3-2所示。

結(jié)構(gòu)特點氣門安裝在氣缸蓋中，處于氣缸的頂部進、排氣阻力小，采用半球形、楔形或盆形燃燒室，燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，壓縮比高，改善了燃燒過程，減少了熱量損失，提高了熱效率。因而，有利于提高發(fā)動機的動力性和經(jīng)濟性。（二）凸輪軸的布置型式

凸輪軸的布置型式是根據(jù)凸輪軸在機體中安裝位置的不同，劃分為下置式、中置式和上置式三種。（三）凸輪軸的傳動方式

曲軸與凸輪軸之間的傳動方式有:齒輪傳動、鏈傳動和齒形帶傳動三種方式。第一節(jié)氣門組主要零件

氣門組件包括進、排氣門及其附屬零件。組成如圖3-3所示。圖3－3氣門組件的組成1-彈簧座2-分開式氣門鎖片

1、氣門

氣門分進氣門和排氣門兩種。進、排氣門結(jié)構(gòu)相似，都由頭部和桿部兩部分組成,如圖3-4所示。圖3－4氣門a）平頂氣門b）凹頂氣門1-氣門頭部2-氣門桿部

圖3－5氣門錐角

2、氣門錐角

為了保證氣門與氣門座貼合緊密，將氣門密封面做成錐面，通常把氣門密封錐面的錐角稱為氣門錐角。一般氣門錐角為45°如圖3-5所示。

氣門與氣門座密封錐面相接觸時形成的環(huán)狀密封帶，也叫接觸帶，應(yīng)位于氣門密封錐面的中部，其寬度應(yīng)符合廠家的設(shè)計要求。接觸帶過窄散熱效果差，影響氣門通過接觸面向氣門座圈傳遞熱量；過寬則會降低接觸面上的比壓值，使氣門的密封性下降。

3、氣門桿部氣門在導管中上下運動，靠氣門桿部起導向和傳熱作用。因而，對氣門桿部表面加工精度和耐磨性有比較高的要求，使氣門與氣門導管之間有合理的間隙，以保證精確導向和排氣時不沿導管間隙泄漏廢氣。氣門桿尾端的形狀取決于氣門彈簧座的固定方式。4、氣門導管

氣門導管的主要是氣門運動的導向作用，以保證氣門作上下往復運動時不發(fā)生徑向擺動，準確落座，與氣門座正確貼合。同時起導熱作用，將氣門桿的熱量經(jīng)氣門導管傳給缸蓋及水套。為了防止導管在使用過程中松動脫落，有的發(fā)動機在氣門導管的中部加裝定位卡環(huán)，如圖3-6所示。

圖3－6氣門導管1-卡環(huán)2-氣門導管圖3－7氣門座圈

5、氣門座

氣門座有兩種:一種是在氣缸蓋上直接鏜削加工而成；

另一種是用合金鑄鐵或奧氏體鋼單獨制作成氣門座圈，用冷縮法鑲?cè)藲飧咨w中，如圖3-7所示。

6、氣門彈簧

氣門彈簧的作用是關(guān)閉氣門，靠彈簧張力使氣門壓在氣門座上。氣門彈簧一般采用圓柱形螺旋彈簧，如圖3-8所示。為了防止彈簧發(fā)生共振，可采用變螺距圓柱彈簧?，F(xiàn)代高速發(fā)動機多采用同心安裝的內(nèi)外氣門彈簧，這樣既提高了氣門彈簧工作的可靠性，又能有效地防止共振的發(fā)生。

圖3－8氣門彈簧

a）等螺距圓柱彈簧b）變螺距圓柱彈簧c）雙彈簧

氣門傳動組主要包括:凸輪軸及其傳動機構(gòu)、挺柱、推桿和搖臂等零部件。

第二節(jié)氣門傳動組主要零部件

1、凸輪軸

凸輪軸是氣門傳動組中的主要部件，其作用是控制氣門的開閉及其升程的變化規(guī)律。氣門的開閉時刻及其升程變化規(guī)律主要取決于控制氣門的凸輪外部輪廓曲線?；CD工作段所對應(yīng)的夾角，稱做氣門開啟持續(xù)角。凸輪輪廓BCD段的形狀，直接決定了氣門的升程及其升降過程的運動規(guī)律。同名凸輪間的相對角位置

凸輪軸上各缸同名凸輪相對角位置的排列與凸輪軸的轉(zhuǎn)動方向、各缸的工作順序和作功間隔角有關(guān)。

圖3－10凸輪輪廓形狀

CA4110型柴油機，凸輪軸逆時針轉(zhuǎn)動，工作順序為

1-2-4-3，作功間隔角為720°/4＝180°(曲軸轉(zhuǎn)角），則同名凸輪間的夾角為180°/2=90°，同名凸輪位置排列如圖3-11所示。

圖3－11同名凸輪排列

異名凸輪的相對角位置同一氣缸進、排氣（異名）凸輪間的相對角位置排列取決于凸輪軸的轉(zhuǎn)動方向和發(fā)動機的配氣相位。

圖3－11同名凸輪排列

2）凸輪軸的軸向定位

為了防止凸輪軸軸向竄動，一般設(shè)有軸向定位裝置。CA4110型發(fā)動機采用止推凸緣實現(xiàn)軸向定位，其結(jié)構(gòu)形式如圖3-12所示。圖3－12凸輪軸的軸向定位

1、5-正時齒輪2、6-止推凸緣3、8-止推座4、9-凸輪軸7-氣缸體

2、挺柱

挺柱的作用是將凸輪軸旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的推動力傳給推桿（下、中置凸輪軸）或氣門（上置凸輪軸）。

1）挺柱

常見的挺柱主要有筒形和滾輪式兩種，其結(jié)構(gòu)形式如圖3-13所示。圖3－13普通挺柱a）筒形平面b）筒形球面c）滾輪式

3、推桿

下置凸輪軸配氣機構(gòu)中有細而長的推桿，推桿的作用是將挺柱傳來的凸輪推動力傳遞給搖臂機構(gòu)。4、搖臂

搖臂的作用是將推桿或凸輪傳來的力改變方向后傳給氣門，使其開啟。

搖臂組件主要有:搖臂、搖臂軸、支承座、氣門間隙調(diào)整螺釘?shù)攘慵M成。排氣制動閥消聲器中冷器增壓器空濾器進氣管排氣管一、進、排氣系統(tǒng)進排氣系統(tǒng)是柴油機第一重要度的系統(tǒng)，因為充足、清潔的空氣對柴油機的性能影響很大。功能：向柴油機各工作氣缸提供新鮮、清潔、密度足夠大的空氣。

發(fā)動機工作中，氣門及其傳動件將因溫度升高而膨脹。如果氣門及其傳動件之間，在冷態(tài)時無間隙或間隙過小，則在熱態(tài)下，氣門及其傳動件受熱膨脹勢必引起氣門關(guān)閉不嚴，造成發(fā)動機在壓縮和作功行程中的漏氣，會使發(fā)動機功率下降。二、氣門間隙

為了消除上述現(xiàn)象，通常在發(fā)動機冷態(tài)裝配時，在氣門及其傳動機構(gòu)中留有適當?shù)拈g隙，以補償氣門受熱后的膨脹量。這一預留間隙稱為氣門間隙，如圖3-20所示。一般冷態(tài)下，進氣門間隙為0.25～0.3O㎜，排氣門間隙為

0.30～0.35㎜。氣門間隙的調(diào)整如圖3-21所示：二、氣門間隙１、拆下氣門室罩蓋；

２、檢查并緊固氣缸蓋螺栓及搖臂軸支架螺栓；

二、氣門間隙３、找一缸壓縮上止點。即在搖轉(zhuǎn)曲軸時觀察一缸進氣門由開到關(guān)后，從飛輪檢視口觀察飛輪上的上止點標記與飛輪殼上的指針對準或觀察曲軸減震器上的“0”與指針對準即為一缸壓縮上止點。二、氣門間隙4、氣門間隙調(diào)整有兩種方法：一是逐缸調(diào)整法，此方法較麻煩。二是兩次調(diào)整法：先找出第一缸壓縮行程上止點，根據(jù)發(fā)動機的機工作順序，四缸機一般為：１-３-４-２；六缸機一般為：１-５-３-６-２-４；依據(jù)“全排空進、全排排空進進”排序進行調(diào)整，這樣可以不去考慮進、排氣門的排序情況。二、氣門間隙氣門的規(guī)定間隙，有發(fā)動機冷態(tài)時間隙和發(fā)動機熱態(tài)時間隙之分，如:CA4110型柴油機冷態(tài)間隙：進氣門為0.30mm；排氣門為0.35mm。其熱態(tài)間隙進氣門為0.25mm；排氣門為0.30mm。

“全、排、空、進”含義是：按發(fā)動機的工作順序如“１-３-４-２”

“全”表示一缸兩個氣門均可調(diào)整；“排”表示三缸排氣門可調(diào)整；“空”表示四缸的兩個氣門均不可調(diào)整；“進”表示二缸的進氣門可調(diào)整。5、第一次調(diào)整完畢后，搖轉(zhuǎn)曲軸360°，再調(diào)整剩下的氣門；對于柴油機有減壓機構(gòu)的在調(diào)整氣門前，必須把減壓機構(gòu)手柄放在工作位置上６、裝復氣門室蓋。三、配氣相位理論上講進、壓、功、排各占180°，也就是說進、排氣門都是在上、下止點開閉，延續(xù)時間都是曲軸轉(zhuǎn)角180°。但實際表明，簡單配氣相位對實際工作是很不適應(yīng)的。三、配氣相位曲