汽车构造课件：第3章_配气机构

1、100%.每循环实际进气量（每循环实际进气量（kg）大气环境下充满气缸工作容积的新气质量（大气环境下充满气缸工作容积的新气质量（kg） =愈大，新鲜可燃混合气进入气缸的数量愈多，着火时放热愈大，新鲜可燃混合气进入气缸的数量愈多，着火时放热量愈大，输出功率愈大。量愈大，输出功率愈大。 一般在一般在80 %90 %。.影响因素：影响因素：1 1）进气终了压力（进气阻力损失）进气终了压力（进气阻力损失） (0.75-(0.75- 0.90bar0.90bar）2 2）进气终了温度（残余废气等加热）（）进气终了温度（残余废气等加热）（370-400K370-400K）3 3）残余废气存在。）残余废气存

2、在。.要求要求：（1 1）足够高的充气效率）足够高的充气效率; ;（2 2）工作可靠）工作可靠; ;（3 3）配气相位准确）配气相位准确; ;（4 4）气门机构有良好的高速动力特性（传动链不飞脱、）气门机构有良好的高速动力特性（传动链不飞脱、不反跳、不提前落座）不反跳、不提前落座）. . 气门式配气机构由气门组和气门传动组零件组成。配气机构可从不同角度分类：（1）按气门布置方式：气门顶置和气门侧置式；（2）按凸轮轴的布置位置：下置、中置和上置；（3）按曲轴和凸轮轴的传动方式：齿轮传动式、链传动式和带传动式。（4）按气缸气门数目：二气门式、四气门式和五气门式等多气门式。一、气门布置方式一、气门布

3、置方式1.气门顶置式：气门位于气缸盖上称为气门顶置式配气机构，由凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门和气门弹簧等组成。其特点，进气阻力小，燃烧室结构紧凑，气流搅动大，能达到较高的压缩比。 目前国产的汽车发动机都采用气门顶置式配气机构。 一、气门布置方式2. 气门侧置式：气门位于气缸体侧面称为气门侧置式配气机构，由凸轮、挺柱、气门和气门弹簧等组成。省去了推杆、摇臂等零件，简化了结构。因为它的进、排气门在气缸的一侧，压缩比受到限制，进排气门阻力较大，发动机的动力性和高速性均较差，逐渐被淘汰。 一、气门布置方式气门开启的结构方法有三种： 一种是利用摇臂结构；另一种是通过凸轮轴直接驱动。处于二者中间的是摆臂驱

4、动。一、气门布置方式 摇臂驱动方式必须在凸轮和气门杆之间布置有摇臂，通过选择摇臂两段的长度比来改变气门升程的大小。气门升程较大的发动机可以采用这种驱动方式，但结构复杂、不紧凑、尺寸大，发动机高速转动时易挠曲。 直接驱动方式减少了零件数量，不足之处是气门升程不能太大，间隙调整也较困难。 摆臂驱动方式比摇臂驱动方式刚度更好，更有利于高速发动机，因此在轿车应用比较广泛。二、凸轮轴的布置形式 凸轮轴的布置形式可分为下置、中置和上置三种。 三种都可以用于气门顶置式配气机构；1.凸轮轴下置和中置的配气机构 凸轮轴下置和中置的配气机构中的凸轮轴分别位于曲轴箱和气缸体上部。 凸轮轴下置式，主要缺点是气门和凸轮

5、轴相距较远，因而气门传动零件较多，结构较复杂，发动机高度也有所增加。 1.凸轮轴下置和中置的配气机构 凸轮轴中置，凸轮轴位于气缸体的中部由凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去推杆，这种结构称为凸轮轴中置配气机构。 凸轮轴上置，凸轮轴布置在气缸盖上。2. 凸轮轴上置式配气机构 凸轮轴上置有两种结构，一是凸轮轴直接通过摇臂来驱动气门，这样既无挺柱，又无推杆，往复运动质量大大减小，此结构适于高速发动机。另一种是凸轮轴直接驱动气门或带液力挺柱的气门，此种配气机构的往复运动质量更小，特别适应于高速发动机。三、凸轮轴的传动方式 按曲轴和凸轮轴之间的传动方式有按曲轴和凸轮轴之间的传动方式有齿轮传动齿轮传动、链传

6、动链传动和带传动和带传动。凸轮轴下置和中置的配气机构大多采用圆柱形定时齿轮传凸轮轴下置和中置的配气机构大多采用圆柱形定时齿轮传动。一般曲轴和凸轮轴之间的传动只需要一对定时齿轮，动。一般曲轴和凸轮轴之间的传动只需要一对定时齿轮，必要时加装中间齿轮。为了啮合平稳，减小噪声，正时齿必要时加装中间齿轮。为了啮合平稳，减小噪声，正时齿轮多用斜齿。轮多用斜齿。 链条与链轮的传动适用于凸轮轴上置的配气机构，但其工链条与链轮的传动适用于凸轮轴上置的配气机构，但其工作可靠性和耐久性不如齿轮传动。近年来高速汽车发动机作可靠性和耐久性不如齿轮传动。近年来高速汽车发动机上广泛采用齿形皮带来代替传动链，齿形带传动，噪声

7、小、上广泛采用齿形皮带来代替传动链，齿形带传动，噪声小、工作可靠、成本低。工作可靠、成本低。 四、每缸气门数及其排列方式 一般发动机都采用每缸两个气门，即一个进气门一般发动机都采用每缸两个气门，即一个进气门和一个排气门的结构。和一个排气门的结构。为了改善换气，在可能的条件下，应尽量加大气门的为了改善换气，在可能的条件下，应尽量加大气门的直径，特别是进气门的直径。但是由于燃烧室尺寸的直径，特别是进气门的直径。但是由于燃烧室尺寸的限制，气门直径最大一般不能超过气缸直径的一半。限制，气门直径最大一般不能超过气缸直径的一半。当气缸直径较大，活塞平均速度较高时，每缸一进一当气缸直径较大，活塞平均速度较高

8、时，每缸一进一排的气门结构就不能保证良好的换气质量。因此，在排的气门结构就不能保证良好的换气质量。因此，在很多新型汽车发动机上多采用每缸很多新型汽车发动机上多采用每缸四个气门四个气门结构。即结构。即两个进气门两个进气门和和两个排气门两个排气门。 五、气门间隙发动机工作时，气门将因温度升高而膨胀。如果气门及其发动机工作时，气门将因温度升高而膨胀。如果气门及其传动件之间在冷却时无间隙或间隙过小，则在热态下，传动件之间在冷却时无间隙或间隙过小，则在热态下， 受热膨胀易引起气门关闭不严，造成压缩和作功行程中的受热膨胀易引起气门关闭不严，造成压缩和作功行程中的漏气，使功率下降，甚至不易起动。漏气，使功率

9、下降，甚至不易起动。所以冷态装配时，在气门和传动机构中留有一定的间隙，所以冷态装配时，在气门和传动机构中留有一定的间隙，以补偿气门热膨胀量。这一间隙称为以补偿气门热膨胀量。这一间隙称为气门间隙气门间隙。有液力挺柱，不需要预留气门间隙。有液力挺柱，不需要预留气门间隙。一般冷态时进气门间隙为一般冷态时进气门间隙为0.25-0.3mm0.25-0.3mm，排气门间隙为，排气门间隙为0.30-0.35mm0.30-0.35mm。如果间隙过小，发动机在热态下可能发生。如果间隙过小，发动机在热态下可能发生漏气，如果气门间隙过大，则易产生撞击声，加速磨损，漏气，如果气门间隙过大，则易产生撞击声，加速磨损，开

10、启持续时间减少，影响进排气。开启持续时间减少，影响进排气。气门头顶部形状有平顶，球面顶和喇叭形顶等。 1、 控制气门的开启和关闭，每一个进、排气门分别有相应的进气凸轮和排气凸轮。 即驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位及气门开度变化规律等要求。凸轮轴主要由凸轮、凸轮轴轴颈等组成。对于下置式凸轮轴，还有偏心轮(用于驱动汽油泵)、螺旋齿轮(用于驱动机油泵和分电器)。CODNEAMB 当挺柱处于EA上时，气门处于关闭状态。当凸轮转至A点时，挺柱开始移动，在缓冲段AB内的某点M处消除气门间隙，气门开始开启，至C点时气门开度最大，而后逐渐关小，至缓冲段DE内的某点N时，气门完全关闭，此后，挺柱继续下落，出现气门间隙，至E点时挺柱又处于最低位置。CODNEAMB对于四冲程发动机，曲轴旋转两周，凸轮轴旋转一周，在这一期间内，各缸进（或排）气的时间间隔相同，即各缸进（或排）气凸轮彼此间的夹角为90。（2）凸轮轴轴颈作用：用来支承凸轮轴。 凸轮轴各道轴颈的直径有的相等，但也有的从前往后逐渐减小，以便于安装。（2）凸轮轴轴颈有的凸轮轴轴颈上有油孔。为一下置式凸轮轴的最后一道轴颈上钻一与轴平行的通孔。 有的凸轮轴轴颈上有油槽，摇臂的润滑是靠该油槽，通过缸体上的油道输送润滑油。（2）凸轮轴轴颈有的凸轮轴轴颈上有油孔。作用：防止凸轮轴在工作