汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造及原理第2版-課件 第3章 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)換氣系統(tǒng)與配氣機(jī)構(gòu)

第3章汽車發(fā)動(dòng)機(jī)換氣系統(tǒng)與配氣機(jī)構(gòu)可變進(jìn)氣控制技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)增壓配氣相位與換氣過程配氣機(jī)構(gòu)換氣系統(tǒng)的作用與組成2021“中國心”十佳發(fā)動(dòng)機(jī)之長(zhǎng)安汽車藍(lán)鯨新一代2.0T發(fā)動(dòng)機(jī)采用平臺(tái)化的策略，能夠有效降低發(fā)動(dòng)機(jī)的成本，在技術(shù)方面，發(fā)動(dòng)機(jī)采用了雙向調(diào)節(jié)中間鎖止式進(jìn)氣VVT技術(shù)，能夠兼顧阿特金森與奧托雙循環(huán)，在性能與燃油效率方面實(shí)現(xiàn)均衡。為了順應(yīng)節(jié)能和新能源汽車的發(fā)展趨勢(shì)，藍(lán)鯨NE動(dòng)力平臺(tái)還可兼容48V、HEV、PHEV、REEV等多種混合動(dòng)力源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第3章汽車發(fā)動(dòng)機(jī)換氣系統(tǒng)與配氣機(jī)構(gòu)換氣系統(tǒng)作用根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的工作循環(huán)和著火次序適時(shí)地開啟和關(guān)閉各缸的進(jìn)、排氣門，使足量的純凈空氣或空氣與燃油的混合氣及時(shí)地進(jìn)入氣缸，并及時(shí)地將廢氣排出。換氣系統(tǒng)組成換氣系統(tǒng)包括空氣濾清器、進(jìn)氣管系、配氣機(jī)構(gòu)、排氣管系和消聲器等。第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成1-空氣濾清器2-進(jìn)氣管系3、4-配氣機(jī)構(gòu)5-排氣管系6-消聲器發(fā)動(dòng)機(jī)換氣系統(tǒng)組成進(jìn)、排氣系統(tǒng)第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成功用與組成空氣濾清器進(jìn)氣歧管排氣歧管排氣總管消聲器一、進(jìn)排氣系統(tǒng)的功用與組成進(jìn)氣系統(tǒng)功用：盡可能多和盡可能均勻地向各氣缸供給可燃混合氣或純凈空氣。進(jìn)氣系統(tǒng)組成：空氣濾清器、進(jìn)氣歧管等。排氣系統(tǒng)功用：將燃燒后的廢氣經(jīng)過凈化、消聲后排入到大氣。排氣系統(tǒng)組成：排氣歧管、消聲器等。第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成1、空氣濾清器功用：濾除空氣中的雜質(zhì)和灰塵，讓潔凈的空氣進(jìn)入氣缸，并保證供給氣缸足夠量空氣要求：濾清能力強(qiáng)，進(jìn)氣阻力小，維護(hù)保養(yǎng)周期長(zhǎng)，價(jià)格低廉按濾清方式分類：慣性式和過濾式按是否用機(jī)油分類：干式和濕式兩種類型組合：干慣性式、干過濾式、濕慣性式、濕過濾式和綜合式等形式第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成（1）慣性式空氣濾清器工作原理：根據(jù)離心力或慣性力與質(zhì)量成正比的原理，利用塵土比空氣重的特點(diǎn)，引導(dǎo)氣流作高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，重的塵土就會(huì)自動(dòng)的從空氣中甩出去，或者引導(dǎo)氣流突然改變流動(dòng)方向，重的塵土就會(huì)來不及改變方向而從空氣中分離出去。優(yōu)點(diǎn)：進(jìn)氣阻力小，保養(yǎng)簡(jiǎn)單缺點(diǎn)：濾清能力不強(qiáng)，即濾清效果差第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成（2）過濾式空氣濾清器工作原理：根據(jù)吸附原理，引導(dǎo)氣流通過濾芯（如金屬網(wǎng)、絲、棉質(zhì)物質(zhì)和紙質(zhì)等），將塵土隔離和粘附在濾芯上，從而使空氣得到濾清。優(yōu)點(diǎn)：濾清能力強(qiáng)，濾清效果好缺點(diǎn)：進(jìn)氣阻力大，濾芯易堵塞（3）綜合式空氣濾清器油浴式空氣濾清器是利用急速旋轉(zhuǎn)的氣流將機(jī)油帶起，利用機(jī)油的黏性吸附住空氣中的雜質(zhì)，而機(jī)油所產(chǎn)生的油液顆粒則會(huì)被濾芯所吸收，這樣空氣中的雜質(zhì)就被有效的去除而達(dá)到了濾清的效果。綜合上述兩種濾清方式，使空氣通過慣性式，除去粗?；覊m，然后再通過過濾式除去細(xì)?；覊m。因此，濾清能力強(qiáng)，而阻力增加不大，從而得到了廣泛的應(yīng)用。濾紙式油浴-過濾式第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成補(bǔ)充知識(shí)：節(jié)氣門起什么作用？進(jìn)氣系統(tǒng)主要包括兩大部件，一是空氣濾清器，它主要濾清空氣，去除空氣中的雜質(zhì)；二是進(jìn)氣道，它將空氣與燃油的混合氣引入氣缸。在進(jìn)氣道中有節(jié)氣門，它可控制進(jìn)入氣缸的混合氣量大小。此節(jié)氣門與駕駛?cè)四_下的加速踏板（俗稱油門踏板）直接相連，加速踏板踏下越深，節(jié)氣門開度越大，混合氣進(jìn)入就越多，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速就會(huì)上升。如果加速踏板和節(jié)氣門是通過電信號(hào)控制的，則成為電子節(jié)氣門（電子油門）。1第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成2、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管系1-空氣濾清器2-空氣流量計(jì)3-進(jìn)氣總管4-進(jìn)氣歧管第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成（1）進(jìn)氣總管指空氣濾清器至進(jìn)氣歧管之間的管道。按有效利用進(jìn)氣壓力波的原理設(shè)計(jì)進(jìn)氣管的長(zhǎng)度、形狀和結(jié)構(gòu)。各種形狀的氣室，以減小進(jìn)氣脈動(dòng)。在電控燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)中，進(jìn)氣總管還裝有空氣流量計(jì)或進(jìn)氣壓力傳感器，以便對(duì)進(jìn)入氣缸的空氣量進(jìn)行計(jì)量。（2）進(jìn)氣歧管功用：將可燃混合氣或純凈空氣分別送到各個(gè)氣缸。安裝：用螺栓固定在氣缸蓋或者機(jī)體上。密封：進(jìn)氣歧管與機(jī)體或者缸蓋的結(jié)合面裝有石棉襯墊。要求：進(jìn)氣阻力小，內(nèi)壁光滑。第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成補(bǔ)充知識(shí)：2進(jìn)氣歧管長(zhǎng)度可變？發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高時(shí)，若進(jìn)氣流速較低則不利于保證高速時(shí)的動(dòng)力輸出。如果能將進(jìn)氣管道的長(zhǎng)度變短一些，便可提高進(jìn)氣速度，從而將進(jìn)氣流速控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。低轉(zhuǎn)速時(shí)亦然。具體做法是關(guān)閉或打開進(jìn)氣道中的一些閥門，讓氣流走捷徑或繞遠(yuǎn)便可達(dá)到改變進(jìn)氣歧管長(zhǎng)度的目的。右圖是奔馳的長(zhǎng)度可變進(jìn)氣歧管設(shè)計(jì)，其原理是：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，黑色控制閥關(guān)閉，氣流被迫從長(zhǎng)歧管流入氣缸，此時(shí)，進(jìn)氣速度得以降低，以適應(yīng)低轉(zhuǎn)速時(shí)的進(jìn)氣情況。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升到一定速度時(shí)，如5000r/min，此時(shí)控制閥開啟，氣流繞短導(dǎo)管直接進(jìn)入氣缸，有利于高速進(jìn)氣?？刂崎y第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成VIS(可變進(jìn)氣歧管系統(tǒng))海馬VIS-1.8Ⅱ發(fā)動(dòng)機(jī)第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成可變截面積進(jìn)氣歧管管道的截面積越大，流體壓力差越??；管道截面積越小，流體壓力差越大。在高轉(zhuǎn)速時(shí)使用較大的進(jìn)氣歧管截面積，提高進(jìn)氣流量；在低轉(zhuǎn)速時(shí)使用較小的進(jìn)氣歧管截面面積，提高氣缸的進(jìn)氣負(fù)壓，也能在氣缸內(nèi)充分形成渦流，讓空氣與汽油更好的混合。第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成進(jìn)氣歧管加熱化油器式或節(jié)氣門體燃油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的溫度很重要。溫度太低，汽油將在管壁上凝結(jié)。因此，對(duì)這類發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜嵋源龠M(jìn)汽油的蒸發(fā)。但是加熱過度將減少進(jìn)入氣缸的混合氣數(shù)量，并使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。通常進(jìn)氣歧管利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣或循環(huán)冷卻液進(jìn)行加熱。利用循環(huán)冷卻液加熱進(jìn)氣歧管需在進(jìn)氣歧管內(nèi)設(shè)置水套，并使其與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系連通，讓冷卻液在進(jìn)氣歧管的水套內(nèi)循環(huán)流動(dòng)。氣道燃油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管無需加熱。第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成諧振進(jìn)氣系統(tǒng)由于進(jìn)氣過程具有間歇性和周期性，致使進(jìn)氣歧管內(nèi)產(chǎn)生一定幅度的壓力波。此壓力波以當(dāng)?shù)芈曀僭谶M(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)傳播和往復(fù)反射。如果利用一定長(zhǎng)度和直徑的進(jìn)氣歧管與一定容積的諧振室組成諧振進(jìn)氣系統(tǒng)，并使其固有頻率與氣門的進(jìn)氣周期調(diào)諧，那么在特定的轉(zhuǎn)速下，就會(huì)在進(jìn)氣門關(guān)閉之前，在進(jìn)氣歧管內(nèi)產(chǎn)生大幅度的壓力波，使進(jìn)氣歧管的壓力增高，從而增加進(jìn)氣量。這種效應(yīng)稱作進(jìn)氣波動(dòng)效應(yīng)。諧振進(jìn)氣系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是沒有運(yùn)動(dòng)件，工作可靠，成本低。但只能增加特定轉(zhuǎn)速下的進(jìn)氣量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成3、單排氣系統(tǒng)及雙排氣系統(tǒng)直列型發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣行程期間，氣缸中的廢氣經(jīng)排氣門進(jìn)入排氣歧管，再由排氣歧管進(jìn)入排氣管、催化轉(zhuǎn)換器和消聲器，最后由排氣尾管排到大氣中。這種排氣系統(tǒng)稱作單排氣系統(tǒng)。第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成3、單排氣系統(tǒng)及雙排氣系統(tǒng)V型發(fā)動(dòng)機(jī)有兩個(gè)排氣歧管，在大多數(shù)裝配V型發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車上仍采用單排氣系統(tǒng)，即通過一個(gè)叉形管將兩個(gè)排氣歧管連接到一個(gè)排氣管上。來自兩個(gè)排氣歧管的廢氣經(jīng)同一個(gè)排氣管、同一個(gè)消聲器和同一個(gè)排氣尾管排出。但有些V型發(fā)動(dòng)機(jī)采用兩個(gè)單排氣系統(tǒng)，即每個(gè)排氣歧管各自都連接一個(gè)排氣管、催化轉(zhuǎn)換器、消聲器和排氣尾管。這種布置形式稱作雙排氣系統(tǒng)。雙排氣系統(tǒng)降低了排氣系統(tǒng)內(nèi)的壓力，使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣更為順暢，氣缸中殘余的廢氣較少，因而可以充入更多的空氣、燃油混合氣或潔凈的空氣，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩都相應(yīng)地有所提高。第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成4、發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管功用：匯集各氣缸的廢氣，從消聲器排出要求：排氣阻力小，排氣噪音小材料：鑄鐵、球墨鑄鐵和不銹鋼第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成進(jìn)、排氣歧管排列形式第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成補(bǔ)充知識(shí)：排氣歧管為何奇形怪狀？排氣系統(tǒng)的作用是將燃燒后的廢氣盡快從氣缸中排到大氣中，它包括排氣歧管、三元催化轉(zhuǎn)化器、消聲器、排氣總管等。由于排氣口間距離比較近，它們之間如果產(chǎn)生相互干涉現(xiàn)象或廢氣回流現(xiàn)象，必將影響發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣順暢度，進(jìn)而影響動(dòng)力發(fā)揮。因此，對(duì)動(dòng)力性能特別注重的跑車、賽車等，它們都把排氣歧管設(shè)計(jì)得非常怪異。但是，在看來紊亂得排氣歧管設(shè)計(jì)中，卻包含了幾個(gè)重要原則：各缸排氣歧管盡可能獨(dú)立；各缸排氣歧管長(zhǎng)度盡可能相等；排氣歧管的長(zhǎng)度盡可能長(zhǎng)；排氣歧管內(nèi)表面盡可能光滑，防止出現(xiàn)紊流。3第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成5、排氣消聲器(Muffler)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣壓力為0.3～0.5MPa，溫度在500～700℃，這表明排氣有一定的能量。同時(shí)，由于排氣的間歇性，在排氣管內(nèi)引起排氣壓力的脈動(dòng)。若將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣直接排放到大氣中，將產(chǎn)生強(qiáng)烈的、頻譜比較復(fù)雜的噪聲，其頻率從幾十赫到一萬赫以上。排氣消聲器的功用是降低排氣噪聲。消聲器通過逐漸降低排氣壓力和衰減排氣壓力的脈動(dòng)，使排氣能量耗散殆盡。第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成5、排氣消聲器(Muffler)功用：消減排氣噪聲工作原理：消耗廢氣流的能量，并平衡氣流的壓力波動(dòng)消聲方法：多次地變動(dòng)氣流方向；重復(fù)地使氣流通過收縮而又?jǐn)U大的斷面；將氣流分割為很多小的支流并沿著不平滑的平面流動(dòng)；將氣流冷卻。消聲器分為阻性消聲和抗性消聲器以及阻抗復(fù)合型等等。阻性消聲器又有直管式，片式，折板式，蜂窩式等等?？剐韵暺饔钟袛U(kuò)張室式，共振腔式，手槍上加的消聲器就屬于共振型。第一節(jié)換氣系統(tǒng)的作用與組成第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)16V第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)一、配氣機(jī)構(gòu)的功用及組成二、氣門組三、氣門傳動(dòng)組第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)一、配氣機(jī)構(gòu)的功用及組成1、配氣機(jī)構(gòu)概述功用：按工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時(shí)開、閉進(jìn)、排氣門，使新氣進(jìn)入氣缸，廢氣從氣缸排出。組成：氣門組、氣門傳動(dòng)組。工作條件：很大的慣性力、熱應(yīng)力、潤滑差。要求：排氣要徹底、進(jìn)氣要充分；減小振動(dòng)和噪聲；可靠性好、壽命長(zhǎng)；配氣正確、便于調(diào)整(高的換氣質(zhì)量，低的換氣功的消耗)。氣門的布置：頂置式、側(cè)置式。凸輪軸的布置：下置式、中置式和上置式3種。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)的主要零件第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)2、氣門布置形式1）頂置式結(jié)構(gòu)特征：氣門倒掛在氣缸蓋上。優(yōu)點(diǎn)：燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊、冷卻面積小、進(jìn)氣彎道小、充氣性好、動(dòng)力性好、壓縮比較高、熱效率高、經(jīng)濟(jì)性好。缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、發(fā)動(dòng)機(jī)高度增加。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)2、氣門布置形式2）側(cè)置式結(jié)構(gòu)特征：氣門在氣缸側(cè)面。優(yōu)點(diǎn)：配氣機(jī)構(gòu)傳動(dòng)較簡(jiǎn)單、缸蓋形狀簡(jiǎn)化、發(fā)動(dòng)機(jī)高度可降低。缺點(diǎn)：燃燒室結(jié)構(gòu)不緊湊、限制了壓縮比的提高、充氣性差、動(dòng)力性、熱效率、經(jīng)濟(jì)性都有所下降。目前已淘汰。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)3、凸輪軸布置形式1）下置式結(jié)構(gòu)特征：凸輪軸置于曲軸箱內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)：凸輪軸離曲軸近，可以簡(jiǎn)單地用一對(duì)齒輪傳動(dòng)。缺點(diǎn)：零件多、傳動(dòng)鏈長(zhǎng)、整機(jī)剛度差。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)3、凸輪軸布置形式2）中置式結(jié)構(gòu)特征：凸輪軸置于機(jī)體上。優(yōu)點(diǎn)：縮短了推桿，從而減輕了配氣機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量、增大了機(jī)構(gòu)的剛度。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)3、凸輪軸布置形式3）上置式結(jié)構(gòu)特征：凸輪軸置于氣缸蓋上。優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)件少、整機(jī)剛度大、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)緊湊、適用于高速發(fā)動(dòng)機(jī)。缺點(diǎn)：凸輪軸距曲軸距離較遠(yuǎn)使得正時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜、氣缸蓋結(jié)構(gòu)復(fù)雜。廣泛使用第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)補(bǔ)充知識(shí)：OHV、OHC、SOHC、DOHC是什么？如果凸輪軸放在氣缸側(cè)面，而氣門在氣缸頂端，則成為頂置氣門側(cè)置凸輪軸（OverHeadValve，簡(jiǎn)稱OHV）。如果凸輪軸位于氣缸的頂部，就成為頂置凸輪軸（OverHeadCamshaft，簡(jiǎn)稱OHC）。如果在頂部只有一根凸輪軸同時(shí)負(fù)責(zé)進(jìn)氣門和排氣門的開關(guān)，則成為單頂置凸輪軸（SingleOverHeadCamshaft，簡(jiǎn)稱SOHC）。如果在頂部有兩根凸輪軸分別負(fù)責(zé)進(jìn)氣門和排氣門的開關(guān)，則成為雙頂置凸輪軸（DoubleOverHeadCamshaft，簡(jiǎn)稱DOHC）。在單頂置凸輪軸中，一根凸輪軸為了控制分置于左右兩側(cè)的進(jìn)、排氣門，必須使用搖臂等間接地操縱氣門的開啟，也影響燃燒室的形狀。而在DOHC中，凸輪軸有兩根，分別可以專門控制進(jìn)、排氣門，這種情況可以增大進(jìn)氣門面積，改善燃燒室形狀，且提高了氣門運(yùn)動(dòng)速度，非常適合高速汽車使用。4第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)4、凸輪軸傳動(dòng)方式適用范圍：適用于凸輪軸下置或中置。優(yōu)點(diǎn)：嚙合平穩(wěn)、噪聲低、工作可靠、耐久性好。適用范圍：適用于凸輪軸上置。缺點(diǎn)：工作可靠性、耐久性差和噪聲大。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)5、每缸氣門數(shù)一般發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門頭部直徑比排氣門大15％～30％，目的是增大進(jìn)氣門通過斷面面積，減小進(jìn)氣阻力，增加進(jìn)氣量?，F(xiàn)代高性能汽車發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用每缸三、四、五個(gè)氣門，其中尤以四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)為數(shù)最多。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)5、每缸氣門數(shù)四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)每缸兩個(gè)進(jìn)氣門，兩個(gè)排氣門。其突出的優(yōu)點(diǎn)是氣門通過斷面積大，進(jìn)、排氣充分，進(jìn)氣量增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和功率提高。其次是每缸四個(gè)氣門，每個(gè)氣門的頭部直徑較小，每個(gè)氣門的質(zhì)量減輕，運(yùn)動(dòng)慣性力減小，有利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。最后，四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)多采用篷形燃燒室，火花塞布置在燃燒室中央，有利于燃燒。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)補(bǔ)充知識(shí)：氣門數(shù)為何不能太多？多氣門發(fā)動(dòng)機(jī)具有高轉(zhuǎn)速、高效率的優(yōu)點(diǎn)。由于氣門較多，高轉(zhuǎn)速時(shí)進(jìn)、排氣效果好，且火花塞放在中央可提高壓縮比，因此發(fā)動(dòng)機(jī)性能也較好。但多氣門設(shè)計(jì)較復(fù)雜，氣門驅(qū)動(dòng)方式、燃燒室構(gòu)造及火花塞位置都要精密安排，而且制造成本高，工藝要求先進(jìn)，維修也較困難，其帶來的效果并不是特別明顯，或者說有點(diǎn)不太劃算，因此現(xiàn)在基本放棄每缸5氣門設(shè)計(jì)，而采用更為流行的每缸4氣門。5第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)補(bǔ)充知識(shí)：進(jìn)氣門為何比排氣門大？氣門由凸輪負(fù)責(zé)打開，氣門彈簧負(fù)責(zé)關(guān)閉。當(dāng)需要混合氣進(jìn)入氣缸時(shí)，進(jìn)氣門便會(huì)打開；當(dāng)需要排出燃燒后的廢氣時(shí)，排氣門便會(huì)關(guān)閉。由于進(jìn)氣是被“吸”進(jìn)去的，而排氣是被“推”出去的，因此進(jìn)氣比排氣更困難，而且進(jìn)氣越多，燃燒得更好，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能越好。因此，一般都將進(jìn)氣門設(shè)計(jì)得比排氣門大，以降低進(jìn)氣難度，提高進(jìn)氣量。有的干脆多設(shè)計(jì)一個(gè)進(jìn)氣門，例如3氣門（2進(jìn)1排）和5氣門（3進(jìn)2排）。6氣缸內(nèi)部構(gòu)造第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)氣門間隙定義：發(fā)動(dòng)機(jī)在冷態(tài)下，當(dāng)氣門關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，氣門與傳動(dòng)件之間的間隙。作用：給熱膨脹留有余地，保證氣門密封。一般冷態(tài)時(shí)，排氣門間隙大于進(jìn)氣門間隙，進(jìn)氣門間隙約為0.25～0.3mm，排氣門間隙約為0.3～0.35mm。

第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)氣門間隙間隙過大：進(jìn)、排氣門開啟遲后，縮短了進(jìn)排氣時(shí)間，降低了氣門的開啟高度，改變了正常的配氣相位，使發(fā)動(dòng)機(jī)因進(jìn)氣不足，排氣不凈而功率下降，此外，還使配氣機(jī)構(gòu)零件的撞擊增加，磨損加快。間隙過?。喊l(fā)動(dòng)機(jī)工作后，零件受熱膨脹，將氣門推開，使氣門關(guān)閉不嚴(yán)，造成漏氣，功率下降，并使氣門的密封表面嚴(yán)重積碳或燒壞，甚至氣門撞擊活塞。采用液壓挺柱的配氣機(jī)構(gòu)不需要留氣門間隙。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)二、氣門組氣門氣門座或氣門座圈氣門導(dǎo)管氣門彈簧氣門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)1、氣門功用要求工作條件氣門材料氣門構(gòu)造第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)1）氣門的功用與要求功用：打開和關(guān)閉進(jìn)排氣道，形成燃燒室的一部分。要求：氣門頭部與氣門座貼合嚴(yán)密、密封要好；氣門導(dǎo)管導(dǎo)向要良好；氣門彈簧作用力要均勻（氣門頭在氣門座上不偏斜），彈力足夠，急閉、緊壓。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)2）氣門工作條件及材料高溫：直接與高溫燃?xì)饨佑|，溫度高進(jìn)氣門：570K~670K排氣門：1050K~1200K材料：進(jìn)氣門一般用中碳合金鋼制造，如鉻鋼、鉻鉬鋼和鎳鉻鋼等。排氣門則采用耐熱合金鋼制造，如硅鉻鋼、硅鉻鉬鋼、硅鉻錳鋼等。頭部：貴重金屬；桿部：一般金屬壓力：氣壓力、慣性力潤滑：極差冷卻：極差第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)氣門頭部平頂：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、吸熱面積小，質(zhì)量小、進(jìn)、排氣門均可采用。球面頂：適用于排氣門，強(qiáng)度高，排氣阻力小，廢氣的清除效果好，但受熱面積大，質(zhì)量和慣性力大，加工較復(fù)雜。喇叭形頂：適用于進(jìn)氣門，進(jìn)氣阻力小，質(zhì)量小，但受熱面積大。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)氣門錐角氣門錐角一般為45°，少數(shù)為30°，氣門頭邊緣應(yīng)保持一定厚度，一般為1～3mm，以防工作中沖擊損壞和被高溫?zé)g。為了增強(qiáng)傳熱，氣門與氣門座圈的密封錐面必須嚴(yán)密貼合，二者要配對(duì)研磨，研磨之后不能互換。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)氣門桿部和尾部氣門桿部：桿部與頭部制成一體，裝在氣門導(dǎo)管內(nèi)起導(dǎo)向和導(dǎo)熱作用，桿部與頭部采用圓滑過渡連接。為了節(jié)省耐熱合金鋼材料，有的排氣門頭部用耐熱合金鋼，而桿部用普通合金鋼制造，然后再焊接在一起。在某些高度強(qiáng)化的發(fā)動(dòng)機(jī)上采用中空氣門桿的氣門，旨在減輕氣門質(zhì)量和減小氣門運(yùn)動(dòng)的慣性力。為了降低排氣門的溫度，增強(qiáng)排氣門的散熱能力，在許多汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上采用鈉冷卻氣門。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)氣門桿部和尾部尾部：制有凹槽（錐形槽或環(huán)形槽）用來安裝氣門彈簧座鎖緊件。氣門鎖夾內(nèi)表面有多種形狀，相應(yīng)地氣門尾端也有各種不同形狀的氣門鎖夾槽。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)彈簧座的固定方式1、氣門2、氣門彈簧3、氣門彈簧座4、氣門鎖夾5、圓柱銷采用剖分成兩半且外表面為錐面的氣門鎖夾來固定上氣門彈簧座，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，拆裝方便，因此得到了廣泛的應(yīng)用。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)氣門座與氣門座圈氣門座：氣缸蓋上與氣門錐面相貼合的部位。工作條件：氣門座的溫度很高，又承受頻率極高的沖擊載荷，容易磨損。氣門座圈：鋁合金氣缸蓋采用鑲嵌由合金或粉末冶金或奧氏體鋼制成的氣門座圈，用以延長(zhǎng)氣缸蓋壽命。安裝：過盈配合壓入氣缸蓋上的座孔中。與氣門錐面的配合：氣門錐角比氣門座或氣門座圈錐角小0.5°～1°，以減小接觸面。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)氣門導(dǎo)管功用：對(duì)氣門的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，保證氣門作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使氣門與氣門座或氣門座圈能正確貼合。此外，還將氣門桿接受的熱量部分地傳給氣缸蓋。工作條件：氣門導(dǎo)管的工作溫度較高，而且潤滑條件較差。潤滑：靠配氣機(jī)構(gòu)工作時(shí)飛濺起來的機(jī)油來潤滑氣門桿和氣門導(dǎo)管孔。材料：氣門導(dǎo)管由灰鑄鐵、球墨鑄鐵或鐵基粉末冶金制造。安裝：在以一定的過盈將氣門導(dǎo)管壓入氣缸蓋上的氣門導(dǎo)管座孔之后，再精鉸氣門導(dǎo)管孔，以保證氣門導(dǎo)管與氣門桿的正確配合間隙。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)氣門彈簧功用：氣門彈簧的作用在于保證氣門回位，在氣門關(guān)閉時(shí)，保證氣門與氣門座之間的密封，在氣門開啟時(shí)，保證氣門不因運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力而脫離凸輪控制。氣門彈簧一般為等螺距圓柱形螺旋彈簧。當(dāng)氣門彈簧的工作頻率與其固有的振動(dòng)頻率相等或?yàn)檎麛?shù)倍時(shí)，氣門彈簧就會(huì)發(fā)生共振。共振時(shí)將使配氣定時(shí)遭到破壞，使氣門發(fā)生反跳和沖擊，甚至使彈簧折斷。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)氣門彈簧避免共振措施：雙氣門彈簧；變螺距彈簧；錐形氣門彈簧。1)

雙氣門彈簧每個(gè)氣門安裝兩個(gè)直徑不同，旋向相反的內(nèi)、外彈簧。由于兩個(gè)彈簧的固有頻率不同，當(dāng)一個(gè)彈簧發(fā)生共振時(shí)，另一個(gè)彈簧能起到阻尼減振作用。采用雙氣門彈簧可以減小氣門彈簧的高度，而且當(dāng)一個(gè)彈簧折斷時(shí)，另一個(gè)彈簧仍可維持氣門工作。彈簧旋向相反，可以防止折斷的彈簧圈卡入另一個(gè)彈簧圈內(nèi)使其不能工作或損壞。

2)

變螺距氣門彈簧某些高性能汽油機(jī)采用變螺距單氣門彈簧。變螺距彈簧的固有頻率不是定值，從而可以避開共振。3)

錐形氣門彈簧錐形氣門彈簧的剛度和固有振動(dòng)頻率沿彈簧軸線方向是變化的，因此可以消除發(fā)生共振的可能性。錐形彈簧變螺距彈簧雙彈簧第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)氣門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)功用：使氣門頭部沿周向溫度均勻分布，減小氣門頭部熱變形；同時(shí)氣門緩慢旋轉(zhuǎn)時(shí)在密封錐面上產(chǎn)生輕微的摩擦力，清除錐面上的沉積物。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)三、氣門傳動(dòng)組功用：使進(jìn)、排氣門能按配氣相位規(guī)定的時(shí)刻開閉，且保證有足夠的開度。組成：凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂、正時(shí)齒輪等。由于氣門驅(qū)動(dòng)形式和凸輪軸位置的不同，氣門傳動(dòng)組的零件組成差別很大。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)三、氣門傳動(dòng)組1、凸輪軸功用：按工作次序和配氣相位開啟和關(guān)閉氣門。工作條件：凸輪軸受到氣門間歇性開啟的周期性沖擊載荷，接觸應(yīng)力很大。要求：凸輪表面要求耐磨，凸輪軸要有足夠的韌性和剛度。材料：優(yōu)質(zhì)碳鋼或合金鋼模鍛、球墨鑄鐵鑄造。表面處理：軸頸和凸輪工作表面經(jīng)熱處理后磨光。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)1、凸輪軸1-螺栓；2-墊圈；3-正時(shí)齒輪；4-止推凸緣；5-止推座；6-凸輪軸襯套；7-凸輪軸；8-驅(qū)動(dòng)汽油泵的偏心輪；9-驅(qū)動(dòng)分電器的螺旋齒輪；10-凸輪軸軸頸；11-凸輪。

第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)三、氣門傳動(dòng)組2、凸輪氣門開閉的時(shí)刻、持續(xù)時(shí)間以及速度等均由凸輪控制。轉(zhuǎn)速較低的發(fā)動(dòng)機(jī)，其凸輪輪廓由幾段圓弧組成，這種凸輪稱為圓弧凸輪。高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)則采用函數(shù)凸輪，其輪廓由某種函數(shù)曲線構(gòu)成。O點(diǎn)為凸輪軸回轉(zhuǎn)中心，凸輪輪廓上的AB段和DE段為緩沖段，BCD段為工作段。挺柱在A點(diǎn)開始升起，在E點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)，凸輪轉(zhuǎn)到AB段內(nèi)某一點(diǎn)處，氣門間隙消除，氣門開始開啟。此后隨著凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，氣門逐漸開大，至C點(diǎn)氣門開度達(dá)到最大。再后氣門逐漸關(guān)閉，在DE段內(nèi)某一點(diǎn)處氣門完全關(guān)閉，接著氣門間隙恢復(fù)。氣門最遲在B點(diǎn)開始開啟，最早在D點(diǎn)完全關(guān)閉。由于氣門開始開啟和關(guān)閉落座時(shí)均在凸輪升程變化緩慢的緩沖段內(nèi)，其運(yùn)動(dòng)速度較小，從而可以防止強(qiáng)烈的沖擊。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)三、氣門傳動(dòng)組2、凸輪凸輪軸上各同名凸輪(各進(jìn)氣凸輪或各排氣凸輪)的相對(duì)角位置與凸輪軸旋轉(zhuǎn)方向、發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序及氣缸數(shù)或做功間隔角有關(guān)。如果從發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇端看凸輪軸逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)，則工作順序?yàn)?-3-4-2的四缸發(fā)動(dòng)機(jī)各同名凸輪間的夾角為90°。對(duì)于工作順序?yàn)?-5-3-6-2-4的六缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其同名凸輪間的夾角為60°。同一氣缸的進(jìn)、排氣凸輪的相對(duì)角位置即異名凸輪相對(duì)角位置，決定于配氣定時(shí)及凸輪軸旋轉(zhuǎn)方向。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)三、氣門傳動(dòng)組3、凸輪軸軸承與潤滑中置式和下置式凸輪軸的軸承一般制成襯套壓入整體式軸承座孔內(nèi)，再加工軸承內(nèi)孔，使其與凸輪軸軸頸相配合。上置式凸輪軸的軸承多由上、下兩片軸瓦對(duì)合而成，裝入剖分式軸承座孔內(nèi)。軸承材料多與主軸承相同，在低碳鋼鋼背上澆敷減摩合金層。也有的凸輪軸軸承采用粉末冶金襯套或青銅襯套。潤滑：高壓油路潤滑和飛濺潤滑。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)三、氣門傳動(dòng)組凸輪軸軸向定位為了限制凸輪軸在工作中產(chǎn)生的軸向移動(dòng)或承受螺旋齒輪在傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的軸向力，凸輪軸需要軸向定位。凸輪軸軸向移動(dòng)量過大，對(duì)于由螺旋齒輪傳動(dòng)的凸輪軸，會(huì)影響配氣定時(shí)。上置式凸輪軸通常利用凸輪軸承蓋的兩個(gè)端面和凸輪軸軸頸兩側(cè)的凸肩進(jìn)行軸向定位。中、下置式凸輪軸的軸向定位通常采用止推板。止推板用螺栓固定在機(jī)體前端面上。第三種軸向定位的方法是止推螺釘定位。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)三、氣門傳動(dòng)組4、挺柱功用：將來自凸輪的運(yùn)動(dòng)和力傳給推桿或氣門，并承受凸輪所施加的側(cè)向力，并將其傳給機(jī)體或氣缸蓋。破壞形式：工作時(shí)由于底面與凸輪接觸，接觸面積小，應(yīng)力大，故此摩擦磨損嚴(yán)重。材料：碳鋼、合金鋼、鎳鉻合金鑄鐵、冷激合金鑄鐵。分類：機(jī)械挺柱和液力挺柱。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)三、氣門傳動(dòng)組1）機(jī)械挺柱氣門頂置式配氣機(jī)構(gòu)采用的機(jī)械挺柱有筒式和滾輪式。筒式挺柱圓周鉆有通孔，飛濺的潤滑油落入筒內(nèi)并從筒壁上的小孔流出，對(duì)挺柱底面及凸輪加以潤滑；另外，由于挺柱中間為空心，可減輕其重量，減小慣性力。滾輪式挺柱可以減小磨損，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，質(zhì)量較大，多用于大缸徑柴油機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)上。滾輪式桶式第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)三、氣門傳動(dòng)組2）液壓挺柱在配氣機(jī)構(gòu)中預(yù)留氣門間隙將使發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)配氣機(jī)構(gòu)產(chǎn)生撞擊和噪聲。為了消除這一弊端，有些發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是轎車發(fā)動(dòng)機(jī)采用液壓挺柱，借以實(shí)現(xiàn)零氣門間隙。氣門及其傳動(dòng)件因溫度升高而膨脹，或因磨損而縮短，都會(huì)由液力作用來自行調(diào)整或補(bǔ)償。優(yōu)點(diǎn)：可以不留氣門間隙，保證氣門受熱膨脹時(shí)仍能與氣門座緊密貼合。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)三、氣門傳動(dòng)組5、推桿功用：推桿處于挺柱和搖臂之間，其功用是將挺柱傳來的運(yùn)動(dòng)和作用力傳給搖臂。它是配氣機(jī)構(gòu)中最容易彎曲的零件。要求：有很高的剛度，在動(dòng)載荷大的發(fā)動(dòng)機(jī)中，推桿應(yīng)盡量地做得短些。構(gòu)造：可空心、可實(shí)心，兩頭有球頭。推桿一般用冷拔無縫鋼管制造，兩端焊上球頭和球座。也可以用中碳鋼制成實(shí)心推桿，這時(shí)兩端的球頭或球座與推桿鍛成一個(gè)整體。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)三、氣門傳動(dòng)組6、搖臂功用：將推桿傳來的力改變方向，作用到氣門桿端打開氣門。要求：足夠的強(qiáng)度和剛度并且質(zhì)量盡可能小。材料：鍛鋼、可鍛鑄鐵、球墨鑄鐵或鋁合金制造。構(gòu)造：搖臂是一個(gè)雙臂杠桿，以搖臂軸為支點(diǎn)，兩臂不等長(zhǎng)。短臂端加工有螺紋孔，用來擰入氣門間隙調(diào)整螺釘。長(zhǎng)臂端加工成圓弧面，是推動(dòng)氣門的工作面。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)三、氣門傳動(dòng)組7、擺臂與氣門間隙自動(dòng)補(bǔ)償器擺臂的功用與搖臂相同。兩者的區(qū)別只在于擺臂是單臂杠桿，其支點(diǎn)在擺臂的一端。在許多轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上用氣門間隙自動(dòng)補(bǔ)償器代替擺臂支座實(shí)現(xiàn)零氣門間隙。氣門間隙自動(dòng)補(bǔ)償器無論是結(jié)構(gòu)或是工作原理都與液力挺柱相同，之所以不稱其為液力挺柱，是因?yàn)樗皇峭馆喌膹膭?dòng)件，僅僅是擺臂的一個(gè)支承而已。因此，它既是擺臂的支座又是補(bǔ)償氣門間隙變化的裝置。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)三、氣門傳動(dòng)組8、正時(shí)齒輪曲軸和凸輪軸之間的傳動(dòng)是靠正時(shí)齒輪完成的，其傳動(dòng)比為2：1。正時(shí)齒輪上有正時(shí)記號(hào)，安裝時(shí)必須對(duì)準(zhǔn)，以保證正確的配氣相位和發(fā)火時(shí)刻。材料：中碳鋼（曲軸）、鑄鐵或夾布膠木（凸輪軸）。構(gòu)造：為了保證齒輪嚙合平順、噪聲低、磨損小，采用圓柱螺旋齒輪。第二節(jié)

配氣機(jī)構(gòu)一、配氣相位定義：配氣相位是用曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)、排氣門的開閉時(shí)刻和開啟延續(xù)時(shí)間。進(jìn)氣門早開：增大了進(jìn)氣行程開始時(shí)氣門的開啟高度，減小進(jìn)氣阻力，增加進(jìn)氣量。進(jìn)氣門晚關(guān)：延長(zhǎng)了進(jìn)氣時(shí)間，在大氣壓和氣體慣性力的作用下，增加進(jìn)氣量。排氣門早開：借助氣缸內(nèi)的高壓自行排氣，大大減小了排氣阻力，使排氣干凈。排氣門晚關(guān)：延長(zhǎng)了排氣時(shí)間，在廢氣壓力和廢氣慣性力的作用下，使排氣干凈。通常用環(huán)形圖表示-配氣相位圖第三節(jié)

配氣相位與換氣過程75配氣相位圖α-進(jìn)氣提前角一般α=10～30°β-進(jìn)氣延遲角一般β=40～80°γ-排氣提前角一般γ=40～80°δ-排氣延遲角一般δ=10～30°氣門重疊角α+δ=20～60°第三節(jié)

配氣相位與換氣過程補(bǔ)充知識(shí)：為什么需要正時(shí)？凸輪軸是一根可以不斷旋轉(zhuǎn)的金屬桿，具有控制進(jìn)氣門和排氣門開啟和關(guān)閉的功能。在凸輪軸上有數(shù)個(gè)凸輪，當(dāng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，凸輪便會(huì)依序下壓而使氣門運(yùn)動(dòng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生四行程循環(huán)運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，通過靈活控制凸輪軸的運(yùn)行，還可調(diào)節(jié)氣門的升程和正時(shí)，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。在進(jìn)氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)行程中，曲軸轉(zhuǎn)兩周，而進(jìn)排氣門只動(dòng)作一次，因此，必須讓凸輪軸的轉(zhuǎn)速是曲軸轉(zhuǎn)速的一半，才能上下合拍，也就是達(dá)到正時(shí)。因此，凸輪軸齒（帶）輪直徑是曲軸齒（帶）輪直徑的兩倍大，以使它的轉(zhuǎn)速慢下一半。6第三節(jié)

配氣相位與換氣過程換氣過程是指從排氣門開啟到進(jìn)氣門關(guān)閉的整個(gè)過程。一、排氣過程從排氣門打開到排氣下止點(diǎn)這段曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)，缸內(nèi)氣體壓力高于排氣管內(nèi)的排氣背壓，缸內(nèi)氣體一邊對(duì)活塞做功，一邊可以自動(dòng)地排出缸外，稱為自由排氣階段?；钊?jīng)過下止點(diǎn)后向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，活塞推動(dòng)缸內(nèi)氣體，強(qiáng)制排出機(jī)外。從下止點(diǎn)到上止點(diǎn)的排氣過程又稱為強(qiáng)制排氣過程。強(qiáng)制排氣過程需要消耗發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功。第三節(jié)

配氣相位與換氣過程二、進(jìn)氣過程從進(jìn)氣門開啟到關(guān)閉，內(nèi)燃機(jī)吸入新鮮充量的整個(gè)過程稱為進(jìn)氣過程。三、氣門疊開過程四沖程內(nèi)燃機(jī)換氣過程還存在一個(gè)特殊的階段：在進(jìn)排氣上止點(diǎn)前后，由于進(jìn)氣門的提前開啟與排氣門的延遲關(guān)閉，使內(nèi)燃機(jī)從進(jìn)氣門開啟到排氣門關(guān)閉這段曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)，出現(xiàn)進(jìn)排氣門同時(shí)開啟的狀態(tài)，這一現(xiàn)象稱為氣門疊開。氣門疊開對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為氣門重疊角。第三節(jié)

配氣相位與換氣過程氣門疊開過程氣門疊開期間，進(jìn)氣管、氣缸、排氣管三者直接連通，此時(shí)氣體流動(dòng)方向取決于三者間的壓力差。自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)：點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)氣門重疊角一般比較??；壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)可采用較大的氣門重疊角。增壓發(fā)動(dòng)機(jī)：采用較大的氣門重疊角，但重疊角過大易造成氣門與活塞運(yùn)動(dòng)干涉。通常，增壓柴油機(jī)的氣門重疊角為80°～140°。轉(zhuǎn)速高的發(fā)動(dòng)機(jī)宜采用較大的氣門重疊角和氣門開啟持續(xù)期，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率。第三節(jié)

配氣相位與換氣過程排氣提前角：內(nèi)燃機(jī)的排氣門在膨脹（做功）行程到達(dá)下止點(diǎn)前的某一曲軸轉(zhuǎn)角位置提前開啟，這一角度稱為排氣提前角。排氣遲閉角：排氣門在上止點(diǎn)后關(guān)閉的角度對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角。進(jìn)氣提前角：進(jìn)氣門在進(jìn)氣行程上止點(diǎn)前提前開啟的角度對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角。進(jìn)氣遲閉角：進(jìn)氣門在進(jìn)氣行程下止點(diǎn)后某個(gè)曲軸轉(zhuǎn)角關(guān)閉，這個(gè)滯后角度稱為進(jìn)氣門遲閉角。第三節(jié)

配氣相位與換氣過程四、充氣效率η評(píng)價(jià)發(fā)動(dòng)機(jī)換氣過程完善的程度可采用充氣效率指標(biāo)，它是指每循環(huán)實(shí)際進(jìn)入氣缸的充量與進(jìn)氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的理論充量的比值?！獙?shí)際進(jìn)入氣缸的充量體積、質(zhì)量；——進(jìn)氣狀態(tài)下充入氣缸容積的理論充量的體積、質(zhì)量。進(jìn)氣狀態(tài)：當(dāng)時(shí)、當(dāng)?shù)氐拇髿鉅顟B(tài)（非增壓機(jī)型）或增壓器壓氣機(jī)出口的氣體狀態(tài)（增壓機(jī)型）。柴油機(jī)充氣效率一般在0.75～0.90；汽油機(jī)充氣效率一般在0.70～0.85。第三節(jié)

配氣相位與換氣過程配氣相位與示功圖氣門升程與示功圖第三節(jié)

配氣相位與換氣過程補(bǔ)充知識(shí)：可變氣門有什么好處？當(dāng)人快速奔跑時(shí)，氧氣消耗量就會(huì)增大。為了吸入更多的空氣，你會(huì)自然地張大嘴巴；反之，如果平常走路時(shí)，你的嘴巴不會(huì)張得太大。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)來講，也是如此，當(dāng)高轉(zhuǎn)速時(shí)，也需要吸入更多的空氣（混合氣），因此如能把氣門提得更高些（改變氣門升程），或者延長(zhǎng)氣門的打開時(shí)間（改變氣門正時(shí)），便可滿足需求，從而提高動(dòng)力；反之，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在低速時(shí)，則可以降低氣門的升程或縮短打開時(shí)間，減少混合氣吸入量，從而節(jié)省燃料。但是，傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門升程和正時(shí)都是固定的，不論你是否需要更多的氧氣，它都是張一樣大的嘴，吸入同樣多的氣體，這樣對(duì)節(jié)油和提高動(dòng)力都不利。因此，現(xiàn)在各種各樣的可變氣門便應(yīng)運(yùn)而生。雖然各廠家所采用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)不盡相同，但基本都是控制氣門的升程或正時(shí)，或?qū)烧咄瑫r(shí)控制，因?yàn)闅飧椎倪M(jìn)、排氣量主要取決于氣門的升程和正時(shí)?？勺儦忾T可以使氣門在低速時(shí)進(jìn)排氣少點(diǎn)，在高速時(shí)增大進(jìn)排氣，減少燃油浪費(fèi)，使燃燒更完全，對(duì)動(dòng)力、節(jié)油、排放均有好處。7可變氣門控制可變氣門控制發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率和功率與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速關(guān)系圖可變氣門控制發(fā)動(dòng)機(jī)同樣需要由于運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷的增加而調(diào)整進(jìn)排氣量，于是就應(yīng)運(yùn)而生了可變氣門正時(shí)系統(tǒng)。目前的可變氣門正時(shí)系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式有兩種：一種是通過調(diào)節(jié)氣門的開閉時(shí)間從而達(dá)到調(diào)整“呼吸”量的效果，如：凱美瑞VVT-i發(fā)動(dòng)機(jī)；另一種是通過調(diào)整氣門升程改變單位時(shí)間的進(jìn)氣流量，如：雅閣i-VTEC發(fā)動(dòng)機(jī)。從技術(shù)的種類來講，雅閣的可變氣門升程要略勝一籌?？勺儦忾T控制VVT（VariableValveTiming）可變氣門正時(shí)。由于采用電子控制單元（ECU）控制，因此豐田起了一個(gè)好聽的中文名稱叫“智慧型可變氣門正時(shí)系統(tǒng)”。該系統(tǒng)主要控制進(jìn)氣門凸輪軸，又多了一個(gè)小尾巴“i”，就是英文“Intake”（進(jìn)氣）的代號(hào)。這些就是“VVT-i”的字面含義了。VVT-i是一種控制進(jìn)氣凸輪軸氣門正時(shí)的裝置，它通過調(diào)整凸輪軸轉(zhuǎn)角配氣正時(shí)進(jìn)行優(yōu)化，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)在所有轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性，降低尾氣排放。可變氣門控制大眾早期應(yīng)用的可變氣門正時(shí)技術(shù)曲軸通過正時(shí)皮帶驅(qū)動(dòng)缸蓋上的排氣凸輪軸，所以排氣凸輪軸的配氣正時(shí)是固定不變的，排氣凸輪軸利用正時(shí)鏈條驅(qū)動(dòng)進(jìn)氣門，在正時(shí)鏈條內(nèi)安裝有液壓調(diào)節(jié)器，來調(diào)節(jié)正時(shí)鏈條的工作狀態(tài)。當(dāng)這個(gè)液壓可變正時(shí)調(diào)節(jié)器下降時(shí)，兩軸間鏈條上部放松，加快進(jìn)氣門關(guān)閉，從而減小進(jìn)氣遲閉角；反之，當(dāng)正時(shí)調(diào)節(jié)器上升時(shí)，減慢進(jìn)氣門關(guān)閉，增大進(jìn)氣遲閉角。這套裝置雖然有Motronic發(fā)動(dòng)機(jī)電腦單元進(jìn)行配合，但它依然不容易被控制，雖然增加了進(jìn)氣遲閉角度，但氣門疊開角度卻有所減小，技術(shù)比日系的VVT落后許多。即使它也是一種正時(shí)可變氣門技術(shù)，但大眾并未拿出來大肆宣傳。帕薩特、寶來、奧迪的1.8T和2.8V6可變氣門正時(shí)技術(shù)進(jìn)氣排氣可變氣門控制大眾第二代可變氣門正時(shí)技術(shù)外轉(zhuǎn)子上有正時(shí)鏈齒，由正時(shí)鏈條驅(qū)動(dòng)，內(nèi)轉(zhuǎn)子通過螺栓與凸輪軸連接，內(nèi)外轉(zhuǎn)子之間有葉片，葉片將內(nèi)外轉(zhuǎn)子的空腔分為提前腔和遲后腔，當(dāng)提前腔油壓增大，遲后腔油壓減小時(shí)，葉片推動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子相對(duì)于外轉(zhuǎn)子順轉(zhuǎn)（設(shè)凸輪軸轉(zhuǎn)向?yàn)轫樲D(zhuǎn)），則氣門的開啟時(shí)刻提前。相反，當(dāng)提前腔油壓減小，遲后腔油壓增大時(shí)，葉片推動(dòng)內(nèi)轉(zhuǎn)子相對(duì)于外轉(zhuǎn)子逆轉(zhuǎn)（設(shè)凸輪軸轉(zhuǎn)向?yàn)轫樲D(zhuǎn)），則氣門的開啟時(shí)刻遲后。大眾第三代

——奧迪AVS系統(tǒng)大眾第三代

——奧迪AVS系統(tǒng)可變氣門控制寶馬Valvetronic可變氣門控制VTEC（VariableValveTimingandLiftElectronicControlSystem）可變氣門正時(shí)及升程電子控制系統(tǒng)，其主要作用是在低速時(shí)提供良好的燃油經(jīng)濟(jì)性和運(yùn)轉(zhuǎn)平順性，在高轉(zhuǎn)速時(shí)增加扭矩輸出，以提高加速性能?？勺儦忾T控制VTEC一般汽油引擎在高速巡航低負(fù)載時(shí)，因速度不需再提高，駕駛者只會(huì)輕踩油門以保持同樣速度，節(jié)氣門開啟角度相對(duì)縮?。ㄒ簿褪钦f高速巡航時(shí)節(jié)氣門的開度很?。M(jìn)氣阻力很大。通常，VTEC切換至高角度凸輪的時(shí)機(jī)，是在引擎達(dá)到4800轉(zhuǎn)以上，而思域R18A1引擎上的VTEC的切換時(shí)機(jī)是設(shè)定在1000～3500rpm之間的任一轉(zhuǎn)速域內(nèi)，提早切換至高角度凸輪，通過進(jìn)氣阻力控制可獲得節(jié)省油耗的目的。在車輛巡航的時(shí)候讓高角度凸輪軸介入，通過加大氣門開度來減少進(jìn)氣阻力。怠速/加速凸輪怠速/加速凸輪巡航凸輪巡航凸輪可變氣門控制CVVT（ContinueVariableValveTiming）：連續(xù)可變氣門正時(shí)機(jī)構(gòu)。

韓國現(xiàn)代轎車:CVVT是一種通過電子液壓控制系統(tǒng)改變凸輪軸打開進(jìn)氣門的時(shí)間早晚，從而控制所需的氣門重疊角的技術(shù)。Nissan的CVTC(ContinuousValveTimingControl)連續(xù)可變氣門正時(shí)控制系統(tǒng)三菱獨(dú)步全球的MIVEC（MitsubishiInnovativeValveTimingElectronicControlSystem）高效節(jié)油可變氣門正時(shí)系統(tǒng)。Valvetronic:無級(jí)可調(diào)電子氣門控制，自動(dòng)調(diào)節(jié)凸輪軸相位，適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高、中、低不同轉(zhuǎn)速下所需要的配氣相位?？勺儦忾T控制可變氣門控制Valvetronic（連續(xù)可變閥門時(shí)序結(jié)構(gòu)）德國博世（Bosch）公司的汽油直噴系統(tǒng)“DI-Motronic”已被“寶馬7系列”的V型12缸引擎采用。新型V型引擎的汽油直噴系統(tǒng)共兩個(gè)壓縮機(jī)，每排氣缸各配一個(gè)。壓縮機(jī)通過電磁鐵控制閥門，以精確的時(shí)序向燃燒室噴射汽油。燃燒量通過精確測(cè)定吸入空氣量來決定。

通過配合作用DI-Motronic和Valvetronic，在排量6.0L時(shí)，最高輸出功率可達(dá)327kW，最大扭矩可達(dá)600N·m。而且，還可減少尾氣中的有害物質(zhì)，符合歐Ⅳ尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)。可變氣門控制Valvetronic（連續(xù)可變閥門時(shí)序結(jié)構(gòu)）BMW可變氣門控制可變氣門控制D-VVT（DualVariableValveTiming）進(jìn)排氣氣門連續(xù)可變正時(shí)技術(shù)。DVVT發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是與VVT發(fā)動(dòng)機(jī)類似的原理，利用一套相對(duì)簡(jiǎn)單的液壓凸輪系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能。不同的是，VVT的發(fā)動(dòng)機(jī)只能對(duì)進(jìn)氣門進(jìn)行調(diào)節(jié)，而DVVT發(fā)動(dòng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)排氣門同時(shí)調(diào)節(jié)，具有低轉(zhuǎn)數(shù)大扭矩、高轉(zhuǎn)數(shù)高功率的優(yōu)異特性，技術(shù)上處于領(lǐng)先地位。通俗點(diǎn)講，就像人的呼吸，能夠根據(jù)需要有節(jié)奏地控制“呼”和“吸”，當(dāng)然比僅僅能控制“吸”擁有更高的性能。正是基于這一技術(shù)上的領(lǐng)先地位，搭載DVVT發(fā)動(dòng)機(jī)的車型參數(shù)都是同級(jí)中最大的?？勺儦忾T控制日產(chǎn)VVEL氣門升程可變系統(tǒng)螺套的橫向移動(dòng)可以帶動(dòng)控制桿轉(zhuǎn)動(dòng)，控制桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)上面的搖臂隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，而搖臂又與linkB（連桿B）相連，搖臂逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)就會(huì)帶動(dòng)linkB去頂氣門挺桿上端的輸出凸輪，最后輸出凸輪就會(huì)頂起氣門來改變氣門升程。而日產(chǎn)就是通過這么一套簡(jiǎn)單的連桿和螺桿的組合實(shí)現(xiàn)了氣門升程的連續(xù)可調(diào)。可變氣門控制菲亞特的Multiair系統(tǒng)機(jī)構(gòu)示意圖105（一）概述（二）機(jī)械增壓（三）渦輪增壓（四）復(fù)合增壓補(bǔ)充：FSI、TFSI、TSI第四節(jié)

發(fā)動(dòng)機(jī)增壓106（一）概述增壓：將空氣預(yù)先壓縮然后再供入氣缸，以期提高空氣密度、增加進(jìn)氣量的一項(xiàng)技術(shù)。優(yōu)點(diǎn)：由于進(jìn)氣量增加，可相應(yīng)地增加循環(huán)供油量，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率；改善燃油經(jīng)濟(jì)性。類型：渦輪增壓機(jī)械增壓氣波增壓汽、柴油機(jī)的增壓情況幾種常見的增壓車型返回107汽、柴油機(jī)的增壓情況1880年，德國研究發(fā)動(dòng)機(jī)增壓技術(shù)，一戰(zhàn)期間應(yīng)用于飛機(jī)上，采用機(jī)械式增壓器，航空發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化。1905年，瑞典人AlfredBuchi博士申請(qǐng)了第一款渦輪增壓器的專利——?jiǎng)恿︱?qū)動(dòng)的軸向增壓器。瑞典（Saab）薩博公司是第一家把渦輪增壓器應(yīng)用到汽車產(chǎn)品上的汽車制造商。隨著材料科學(xué)及制造技術(shù)的進(jìn)步，柴油機(jī)的渦輪增壓技術(shù)在20世紀(jì)中葉開始大規(guī)模應(yīng)用，并逐步推廣到汽油機(jī)。目前絕大部分的大功率柴油機(jī)、半數(shù)以上的車用柴油機(jī)以及相當(dāng)比例的高性能汽油機(jī)均采用了增壓技術(shù)。一般而言，增壓后的功率可比原機(jī)提高40％~60％甚至更多，發(fā)動(dòng)機(jī)的平均有效壓力最高可達(dá)到3MPa，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性也有所提高，增壓已經(jīng)成為發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)化最有效的手段之一。返回108TDI(TurboDirectInjection)渦輪增壓直接噴射下一頁109奧迪V6增壓發(fā)動(dòng)機(jī)下一頁110V6;TFSITurbo-chargingFuelStratifiedInjection渦輪增壓燃油分層噴射111奔馳C級(jí)車尾，KOMPRESSOR為機(jī)械增壓德文翻譯compressor112寶馬——3.0LN55渦輪增壓DOHC直6發(fā)動(dòng)機(jī)

113寶馬發(fā)動(dòng)機(jī)114奧迪V6增壓發(fā)動(dòng)機(jī)115（二）機(jī)械增壓增壓器：由轉(zhuǎn)子、殼體等構(gòu)成驅(qū)動(dòng)：由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸經(jīng)過齒輪增速器驅(qū)動(dòng);齒形帶及電磁離合器驅(qū)動(dòng)優(yōu)點(diǎn)：低速增壓效果好、與發(fā)動(dòng)機(jī)容易匹配、結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單、工作可靠、壽命長(zhǎng)缺點(diǎn)：驅(qū)動(dòng)增壓器消耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率通過增速器驅(qū)動(dòng)通過齒形帶驅(qū)動(dòng)116機(jī)械增壓器117奧迪A6機(jī)械增壓器118機(jī)械增壓器的安裝位置返回119

（三）渦輪增壓（Turbo）1、渦輪增壓系統(tǒng)分類：?jiǎn)螠u輪增壓系統(tǒng)雙渦輪增壓系統(tǒng)寶馬雙渦管單渦輪增壓（twin-scrollturbocharger）發(fā)動(dòng)機(jī)120單渦輪增壓121雙渦輪增壓雙渦輪增壓一般稱為Twinturbo或Biturbo:串聯(lián)一大一小兩只渦輪;并聯(lián)兩只同樣的渦輪122雙渦管渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)雙渦管與單渦管的區(qū)別對(duì)比單渦管，雙渦管具有很好的低扭性能，能有效減少TurboLag。123twin-scrollturbocharger雙渦管渦輪增壓系統(tǒng)，采用單渦輪形式，只不過它是將發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣歧管分為兩個(gè)導(dǎo)管，并將每三個(gè)氣缸中的6個(gè)排氣門接通在一根導(dǎo)管上通向渦輪增壓器，廢氣依舊按照按照“1-5-3-6-2-4”的順序從氣缸內(nèi)排出，而兩個(gè)渦管則由于排氣時(shí)間上的不同前后依次將廢氣送入渦輪增壓器，也就使得渦輪增壓器受到前后兩股氣體的帶動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了利用一個(gè)渦輪達(dá)到雙增壓的效果。這一技術(shù)改進(jìn)了普通雙渦輪增壓結(jié)構(gòu)重量大、成本高的弊端，降低了發(fā)動(dòng)機(jī)重量以及制造成本。另外，雙渦管結(jié)構(gòu)還減小了排氣歧管內(nèi)的氣流干涉，使尾氣流更加順暢。124寶馬雙渦管單渦輪增壓（TwinScroll）1252、徑流式渦輪增壓器組成：渦輪機(jī)、壓氣機(jī)、中間體、旁通閥原理：將發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣引入渦輪機(jī)，利用廢氣的能量推動(dòng)渦輪機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)與其同軸安裝的壓氣機(jī)葉輪工作，新鮮空氣在壓氣機(jī)增壓后進(jìn)入氣缸優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性好、可降低有害物的排放和噪聲水平缺點(diǎn)：低速時(shí)轉(zhuǎn)矩增加不多，而且發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化時(shí)，瞬態(tài)響應(yīng)差，加速性能差126渦輪增壓器構(gòu)造127渦輪增壓器實(shí)體128渦輪增壓器增壓原理渦輪增壓器實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來增加進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動(dòng)渦輪機(jī)內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。1293、增壓壓力的調(diào)節(jié)（1）旁通閥作用：調(diào)節(jié)增壓壓力工作原理：控制膜盒中的膜片將膜盒分為上、下兩個(gè)室。上室為空氣室經(jīng)連通管與壓氣機(jī)出口相通；下室為膜片彈簧室，膜片彈簧作用在膜片上，膜片通過連動(dòng)桿與排氣旁通閥連接。當(dāng)壓氣機(jī)出口壓力低于限定值時(shí)，膜片在膜片彈簧的作用下上移，并帶動(dòng)連動(dòng)桿將排氣旁通閥關(guān)閉；當(dāng)增壓壓力超過限定值時(shí)，增壓壓力克服膜片彈簧力，推動(dòng)膜片下移，并帶動(dòng)連動(dòng)桿將排氣旁通閥打開，使部分排氣不經(jīng)過渦輪機(jī)直接排放到大氣中