第三章配氣機構

第三章配氣機構

一、概述二、配氣機構的布置形式及驅動方式三、配氣定時四、配氣機構的主要零件主要內容

一、配氣機構的功用按照發(fā)動機每個氣缸內所進行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時開啟和關閉氣缸的進、排氣門，使新鮮可燃混合氣(汽油機)或空氣(柴油機)得以及時進入氣缸，廢氣得以及時從氣缸排出。二、配氣機構的組成

氣門組、氣門傳動組三、配氣機構的工作過程

氣門的開啟是通過氣門傳動組的作用完成的，而氣門的關閉則是由氣門彈簧來完成的。氣門的啟閉時刻和規(guī)律完全取決于凸輪的輪廓曲線。發(fā)動機曲軸帶動一、概述四、充氣效率所謂充氣效率就是指在進氣過程中，實際進入氣缸的新鮮空氣或可燃混合氣的質量與在理想狀況下充滿氣缸工作容積的新鮮空氣或可燃混合氣的質量之比。充氣效率ηv是衡量發(fā)動機換氣質量的參數。充氣效率越高，表明進入氣缸內的新鮮空氣或可燃混合氣的質量越多，可燃混合氣燃燒時可能放出的熱量越大，發(fā)動機發(fā)出的功率也就越大。一、概述

ηv=M/Mo

式中：M－進氣過程中，實際充入氣缸的進氣量；

Mo－在進氣狀態(tài)下充滿氣缸工作容積的進氣量。

一般情況下發(fā)動機充氣效率ηv總是小于l的1、氣門的布置形式目前國產的汽車發(fā)動機都采用氣門頂置式配氣機構。

壓縮比受到限制，進排氣門阻力較大，發(fā)動機的動力性和高速性均較差，逐漸被淘汰。

二、配氣機構的布置及傳動2、凸輪軸的布置形式凸輪軸下置凸輪軸中置凸輪軸上置二、配氣機構的布置及傳動3、凸輪軸的傳動方式傳動方式圖示應用齒輪傳動凸輪軸下置、中置式配氣機構鏈條傳動凸輪軸上置式配氣機構齒形帶傳動凸輪軸上置式配氣機構二、配氣機構的布置及傳動4、氣門數目及排列方式每缸四氣門的布置二、配氣機構的布置及傳動5、氣門間隙定義：為保證氣門關閉嚴密，通常發(fā)動機在冷態(tài)裝配時，在氣門桿尾端與氣門驅動零件（搖臂、挺柱或凸輪）之間留有適當的間隙。氣門桿凸輪軸氣門間隙進氣門0.25～0.30mm排氣門0.30～0.35mm二、配氣機構的布置及傳動實物圖測量氣門間隙擰松緊定螺母，調整調節(jié)螺釘理論上四沖程發(fā)動機進氣門在活塞在上止點時開啟，在活塞到下止點時關閉；排氣門在活塞在下止點時開啟，在活塞到上止點時關閉，進、排氣時間各占180度曲軸轉角。例如桑塔納發(fā)動機最高功率時的轉速5600轉/分，每行程時間是60/（5600*2）=0.0054s；造成進氣不足或排氣不凈。

現代發(fā)動機氣門開啟和關閉的時刻，并不是在活塞在上止點和下止點的時刻，而是分別提前和延遲一定的曲軸轉角。三、配氣定時三、配氣定時

1、定義：發(fā)動機進、排氣門的實際開閉時刻，通常用相對于上下止點曲拐位置的曲軸轉角表示的進、排氣門開閉時刻和開啟持續(xù)時間，稱配氣定時（配氣）相位。2、進氣門的配氣相位（1）進氣提前角定義：從進氣門開始開啟到上止點所對應的曲軸轉角稱為進氣提前角(或早開角)。進氣提前角用α表示，α一般為10°～30°。進氣提前角的目的：進氣門早開，使得活塞到達上止點開始向下運動時，進氣門已有一定的開度，可獲得較大的進氣通道截面，減少進氣阻力。（2）進氣遲后角定義：從下止點到進氣門關閉所對應的曲軸轉角稱為進氣遲后角(或晚關角)。進氣遲后角用β表示，β一般為400～800。三、配氣定時目的1）利用缸內外的壓力差繼續(xù)進氣：到下止點時，氣缸內的壓力仍低于大氣壓；2）利用氣流的慣性繼續(xù)進氣

所以進氣門適當晚關可使進氣較充分。3、排氣門的配氣相位（1）排氣提前角(或早開角)定義：從排氣門開始開啟到下止點所對應的曲軸轉角，排氣提前角用γ表示，γ一般為400～800。三、配氣定時目的1）利用缸內外的壓力差繼續(xù)排氣：排氣門早開，氣缸內300kPa～500kPa的壓力，使氣缸內的廢氣迅速地自由排出2）減少排氣沖程所消耗的功率：因排氣門早開，廢氣先排出一部分，活塞到達下止點時，氣缸內只剩約110kPa～120kPa的壓力，使排氣沖程所消耗的功率大為減少。3）高溫氣體的早排，可以防止發(fā)動機過熱。（2）排氣遲后角定義：從上止點到排氣門關閉所對應的曲軸轉角稱為排氣遲后角(或晚關角)，排氣遲后角用δ表示，δ一般為100～300。三、配氣定時目的1）利用缸內外的壓力差繼續(xù)排氣：因活塞到達上止點時，氣缸內的壓力仍高于大氣壓，可利用缸內外的壓力差繼續(xù)排氣。2）利用廢氣流的慣性繼續(xù)排氣：因活塞到達上止點時，廢氣流還有一定的慣性，仍能繼續(xù)排氣。所以排氣門適當晚關可使廢氣排得較干凈。4、氣門重疊定義：當進氣門早開和排氣門遲關時，出現的進排氣門同時開啟的現象。氣門重疊角：氣門同時開啟的角度（

+

）。三、配氣定時思考：

氣門的疊開會不會產生廢氣倒排回進氣管和新鮮氣體隨廢氣排出的問題？三、配氣定時答案：不會，因疊開時氣門的開度較小，且新鮮氣體和廢氣流的慣性要保持原來的方向，所以只要疊開角適當，就不會產生廢氣倒排回進氣管和新鮮氣體隨廢氣排出的問題。

1、氣門組

a）氣門

b）氣門座

c）氣門導管

d）氣門彈簧四、配氣機構的主要零件配氣機構由氣門組和氣門傳動組組成。氣門組實物圖鎖片彈簧座1)氣門(1)進氣門570K～670K，排氣門1050K～1200K。(2)頭部承受氣體壓力、氣門彈簧力等，(3)冷卻和潤滑條件差，(4)被氣缸中燃燒生成物中的物質所腐蝕。功用：燃燒室的組成部分，是氣體進、出燃燒室通道的開關，承受沖擊力、高溫沖擊、高速氣流沖擊。

工作條件：性能：強度和剛度大、耐熱、耐腐蝕、耐磨.頭部桿部進氣門：鉻鋼或鉻鎳鋼；排氣門：硅鉻鋼四、配氣機構的主要零件氣門頭部的結構形式平頂式結構簡單，制造方便，吸熱面積小，質量也較小，進、排氣門都可采用。凸頂式（球面頂）適用于排氣門，因為其強度高，排氣阻力小，廢氣的清除效果好，但球形的受勢面積大，質量和慣性力大加工較復雜。凹頂式（喇叭頂）凹頂頭部與桿部的過渡部分具有一定的流線形，可以減少進氣阻力，但其頂部受熱面積大，故適用于進氣門，而不宜用于排氣門。四、配氣機構的主要零件2)氣門座氣門座概念：

氣缸蓋的進、排氣道與氣門錐面相結合的部位。作用：

靠其內錐面與氣門錐面的緊密貼合密封氣缸。接受氣門傳來的熱量。氣門密封干涉角：

比氣門錐角大0.5～1度的氣門座圈錐角。氣門座四、配氣機構的主要零件3）氣門導管作用：為氣門的運動導向，保證氣門直線運動兼起導熱作用。工作條件：工作溫度較高，約500K。潤滑困難，易磨損。材料：用含石墨較多的鑄鐵，能提高自潤滑作用。

氣門導管氣缸蓋過盈配合卡環(huán)：防止氣門導管在使用中脫落。伸入深度應適量。錐度可減少氣流阻力。四、配氣機構的主要零件4）氣門彈簧功用：保證氣門的回位。材料：高錳碳鋼、鉻釩鋼。氣門彈簧氣門彈簧座鎖片氣門關閉保證氣門及時關閉、密封氣門開啟保證氣門不脫離凸輪四、配氣機構的主要零件2、氣門傳動組組成：a）凸輪軸b）挺柱c）推桿d）搖臂功用：定時驅動氣門開閉，并保證氣門有足夠的開度和適當的氣門間隙。四、配氣機構的主要零件（1）凸輪軸作用:驅動和控制各缸氣門的開啟和關閉，使其符合發(fā)動機的工作順序、配氣相位和氣門開度的變化規(guī)律等要求。工作條件：承受氣門間歇性開啟的沖擊載荷。材料：優(yōu)質鋼、合金鑄鐵、球墨鑄鐵結構：凸輪軸主要由凸輪、凸輪軸軸頸等組成。對于下置式凸輪軸，還有偏心輪(用于驅動汽油泵)、螺旋齒輪(用于驅動機油泵和分電器)。軸頸斜齒輪凸輪偏心輪正時齒輪斜齒輪：驅動分電器、（機油泵）偏心輪：驅動器汽油泵四、配氣機構的主要零件（2）挺柱作用：將凸輪的推力傳給推桿或氣門。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頂置式滾輪式減小摩擦所造成的對挺柱的側向力。多用于大缸徑柴油機。四、配氣機構的主要零件液力挺柱結構：見右圖性能：

消除了配氣機構的間隙，減小了各零件的沖擊載荷和噪聲提高發(fā)動機高速時的性能?？ōh(huán)閥架支承座單向閥柱塞彈簧碟形彈簧挺桿體柱