配气机构课件

1、配气机构3.1.1 配气机构的作用与组成1.配气机构的作用 在发动机工作过程中，配气机构按照发动机每一气缸内所进行的工作循环和点火次序的要求，开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜混合气及时地进入气缸，废气得以及时地排出气缸。2.配气机构的组成 气门组：气门组、气门座、气门弹簧和气门导管等 气门传动组：正时齿轮、凸轮轴、挺杆、推杆、摇臂轴和摇臂等。3.1.2配气机构的分类和工作原理 配气机构的分类（1）按气门布置形式分类 可分为气门侧置式和气门顶置式 气门的布置型式气门的布置型式特点：特点：A、气门行程大，结构较复杂，燃烧室紧凑。、气门行程大，结构较复杂，燃烧室紧凑。 B、曲轴与凸轮轴传动比为、

2、曲轴与凸轮轴传动比为2:1。气门侧置式气门侧置式进排气门都布置在气缸的一侧，结构进排气门都布置在气缸的一侧，结构简单、零件数目少。简单、零件数目少。 气门布置在同一侧导致燃烧室结气门布置在同一侧导致燃烧室结构不紧凑、热量损失大、进气道曲折、构不紧凑、热量损失大、进气道曲折、进气阻力大，使发动机性能下降，已进气阻力大，使发动机性能下降，已趋于淘汰。趋于淘汰。（2）按凸轮轴布置形式和驱动方式分类 凸轮轴下置式 凸轮轴上置式 凸轮轴中置式（3）按曲轴和凸轮轴的传动方式可分为）按曲轴和凸轮轴的传动方式可分为齿轮传动式齿轮传动式链条传动式链条传动式同步齿形带传动式等同步齿形带传动式等配气机构的工作原理3

3、.1.3配气相位 发动机在换气行程中，若能够做到排气彻底、进气充分，则可以提高充气数，增到发动机输出的功率。四冲程发动机的每一个工作行程曲轴要旋转180。由于现代发动机转速很高，一个行程经历的时间很短的。为了改善换气行程，提高发动机性能，实际发动机的气门开启和关闭并不在上、下止点，而是适当提前或滞后，即气门开启过程都大于180曲轴转角。 用曲轴转角表示气门开启与关闭时刻和开启的持续时间，称为配气相位进气门的配气相位1.进气提前角 (1)定义：在排气冲程接近终了，活塞到达上止点之前，进气门便开始开启。从进气门开始开启到上止点所对应的曲轴转角称为进气提前角(或早开角)。进气提前角用表示，一般为10

4、30。 (2)目的：进气门早开，使得活塞到达上止点开始向下运动时，因进气门已有一定开度，所以可较快地获得较大的进气通道截面，减少进气阻力。 2.进气迟闭角 (1)定义：在进气冲程下止点过后，活塞重又上行一段，进气门才关闭。从下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角称为进气迟后角(或晚关角)。进气迟后角用表示，一般为4080。 (2)目的： 利用压力差继续进气利用进气惯性继续进气 排气门的配气相位 1.排气提前角 (1)定义：在作功行程的后期，活塞到达下止点前，排气门便开始开启。从排气门开始开启到下止点所对应的曲轴转角称为排气提前角(或早开角)。排气提前角用表示，一般为4080。 (2)目的： 利用气

5、缸内的废气压力提前自由排气； 减少，排气消耗的功率； 高温废气的早排，还可以防止发动机过热。 2.排气迟闭角 (1)定义：在活塞越过上止点后，排气门才关闭。从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角称为排气迟后角(或晚关角)。排气迟后角用表示，一般为1030。 (2)目的： 利用缸内外压力差继续排气； 利用惯性继续排气。 由此可见，气门开启持续时间内的曲轴转角，即排气持续角为+180+。 配气相位演示配气相位演示2022-4-8滚动的车轮气门叠开气门叠开气门叠开：当进气门早开和排气门晚关时，出现气门叠开：当进气门早开和排气门晚关时，出现的进排气门同时开启的现象。的进排气门同时开启的现象。气门叠开角：

6、气门同时开启的角度（气门叠开角：气门同时开启的角度（ + ）。）。排气过程排气过程进气过程进气过程3.2气门组的构造与维修 作用 准时接通和切断进排气系统与气缸之间的通道。 要求 气门头部和气门座贴合严密 气门导管与气门杆的上下运动有良好的导向 气门弹簧的两端面与气门杆的中心线垂直，以保证气门头在气门座上不偏斜 气门弹簧的弹力足以克服气门及其运动件的运动惯性力，使气门能迅速开闭，以保证气门紧压在气门座上。3.2.1气门气门功用：功用：燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开关，承受冲击燃烧室的组成部分，是气体进、出燃烧室通道的开关，承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。力、高温冲击、高速气流

7、冲击。工作条件：工作条件：A、进气门、进气门570K670K，排气门，排气门1050K1200K。B、头部承受气体压力、气门弹簧力等，、头部承受气体压力、气门弹簧力等，C、冷却和润滑条件差，、冷却和润滑条件差，D、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。、被气缸中燃烧生成物中的物质所腐蚀。性能：性能：强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨进气门进气门570K670K（铬钢（铬钢或铬镍钢）或铬镍钢）排气门排气门1050K1200K（硅（硅铬钢）铬钢）头部头部杆部杆部1、气门的结构 （1）气门头部1）气门顶部 凸顶：凸顶的刚度大，受热面积也大，用于某些排气门； 平顶：平顶的结构

8、简单、制造方便，受热面积小，应用多； 凹顶：也称漏斗形，其质量小、惯性小，头部与杆部有较大的过渡圆弧，使气流阻力小，以及具有较大的弹性，对气门座的适应性好(又称柔性气门)，容易获得较好的磨合，但受热面积大，易存废气，容易过热及受热易变形，所以仅用作进气门。 2）气门密封锥面 定义：气门锥面与气门顶平面的夹角称为气门锥角。常用的气门锥角为30和45。 气门锥角的作用： 提高密封性和导热性； 气门落座有自动定位作用； 避免使气流拐弯过大而降低流速。 有了锥角，气门落座时能挤掉接触面的沉积物，即有自洁作用。 （2）气门杆部气门杆部具有较高的加工精度和较低的粗糙度。弹簧座的固定 气门杆的尾部采用锁片式

9、结构或锁销式固定弹簧座。 2、气门的检修 气门的磨损形式：气门工作面起槽、变宽，甚至烧蚀后出现斑点和凹陷，气门杆及尾端的磨损，气门杆弯曲变形等。（1）气门的检测 检查气门的弯曲度图检查气门的弯曲度图气门杆的径向圆跳动误差不大于0.05mm，超出之后予以校正或更换，校正后的误差不得大于0.02mm检查气门杆的磨损程度图检查气门杆的磨损程度图轿车气门杆磨损量0.05mm，载货汽车气门磨损量0.01mm，或有明显的台阶形磨损。测量气门头边缘厚度图测量气门头边缘厚度图气门头边缘厚度的磨损量0.5mm（2）气门的修理气门的光磨工艺如下： a,.光磨前应先将气门进行校直。 b.将校直的气门杆紧固在夹架上，

10、气门头的伸出长度约3040，按规定的工作锥面角度调整夹架。 c.试磨：开动车头和磨头电动机，观察砂轮工作面是否平整，气门工作锥面有无偏斜，然后进行试磨。 d.光磨：光磨进刀时，要慢慢移动夹架先作横向进给，再作纵向进给。进刀量要小，冷却液要充足，以提高工作锥面的加工精度和降低表面粗糙度。直至磨损痕迹磨光为止，光磨后气门大端圆柱面的厚度不得低于l。2022-4-8滚动的车轮3.2.2气门座气门座气门座：气门座：气缸盖的进、排气道与气门锥面相结气缸盖的进、排气道与气门锥面相结合的部位。合的部位。作用：作用：靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封 气缸。气缸。接受气门传来

11、的热量。接受气门传来的热量。气门密封干涉角：气门密封干涉角：比气门锥角大比气门锥角大0.51度的气门座圈锥角。度的气门座圈锥角。气门座气门座2022-4-8滚动的车轮气门座圈：气门座圈：以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。镶嵌式气门座特点：镶嵌式气门座特点：优点：提高气门座的使用寿命，便于更换。优点：提高气门座的使用寿命，便于更换。缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重缺点：导热性差，加工精度高，脱落时易造成严重事故。事故。汽油机：排气门采用镶嵌式气门座汽油机：排气门采用镶嵌式气门座柴油机：进气门采用镶嵌式气门座柴油机：进气门采用镶嵌式气门座气门座检修 气

12、门座磨损形式：硬化层脱落 密封带变宽 气门座检修的技术要求： 气门座的铰修气门座的铰修 （1）气门座铰削工艺）气门座铰削工艺 选择刀杆：选择刀杆：根据气门导管内径选择铰刀导根据气门导管内径选择铰刀导杆，导杆以轻易插入气门导管内，无松旷为杆，导杆以轻易插入气门导管内，无松旷为宜宜。 磨去硬化层磨去硬化层：把砂布垫在把砂布垫在铰刀下，磨除铰刀下，磨除座口硬化层，座口硬化层，以防止铰刀打以防止铰刀打滑并延长铰刀滑并延长铰刀使用寿命使用寿命。 粗铰工作锥粗铰工作锥面：面：用与气门用与气门锥角相同的粗锥角相同的粗铰刀铰削工作铰刀铰削工作锥面，直到凹锥面，直到凹陷、斑点全部陷、斑点全部除去，并保证除去，并

13、保证有有2.5mm以上以上的完整锥面为的完整锥面为止。止。 试配：试配：气门座和气门座和气门的选配，用气门的选配，用相配的气门进行相配的气门进行涂色试配，察看涂色试配，察看印迹。接触环带印迹。接触环带应在气门和斜面应在气门和斜面的中部靠里位置的中部靠里位置，若过上或过下，若过上或过下，可用，可用15或或 75锥角的铰刀铰锥角的铰刀铰削。削。 精铰：精铰：用与工作用与工作面角度相同的细面角度相同的细刃铰刀进行精铰刃铰刀进行精铰，并在铰刀下垫，并在铰刀下垫细砂布磨修，以细砂布磨修，以降低气门座工作降低气门座工作表面粗糙度，使表面粗糙度，使工作面符合要求工作面符合要求。（2）气门的研磨）气门的研磨1

14、）手工研磨）手工研磨 研磨前应先用汽油清洗气门、气门研磨前应先用汽油清洗气门、气门座和气门导管，将气门按顺序排列或座和气门导管，将气门按顺序排列或在气门头部打上记号，以免错乱。在气门头部打上记号，以免错乱。在气门工作锥面上涂上一层薄薄的在气门工作锥面上涂上一层薄薄的粗研磨砂，同时在气门杆上涂以机油粗研磨砂，同时在气门杆上涂以机油，插入气门导管内。，插入气门导管内。利用螺丝刀或橡皮捻子按图将气门利用螺丝刀或橡皮捻子按图将气门作往复和旋转运动与气门座进行研磨作往复和旋转运动与气门座进行研磨，注意旋转角度不宜过大，并不时地，注意旋转角度不宜过大，并不时地提起和转动气门，变换气门与座相对提起和转动气门

15、，变换气门与座相对位置，以保证研磨均匀。位置，以保证研磨均匀。当气门工作面与气门座工作面磨出当气门工作面与气门座工作面磨出一条较完整且无斑痕的接触环带时，一条较完整且无斑痕的接触环带时，可以将粗研磨砂洗去，换用细研磨砂可以将粗研磨砂洗去，换用细研磨砂，继续研磨。当工作面出现一条整齐，继续研磨。当工作面出现一条整齐的灰色的环带时，再洗去细研磨砂，的灰色的环带时，再洗去细研磨砂，涂上润滑油，继续研磨几分钟即可。涂上润滑油，继续研磨几分钟即可。（ 3）气门的密封性检查）气门的密封性检查 划线法划线法 a.检查前将气门及气门座清洗干净，在气检查前将气门及气门座清洗干净，在气门工作面上用软铅笔沿径向均匀

16、地划上若干条线。门工作面上用软铅笔沿径向均匀地划上若干条线。 b.然后与相配气门座接触，略压紧并转动气门然后与相配气门座接触，略压紧并转动气门4590，取出气门，察看铅笔线条；如铅笔线条均，取出气门，察看铅笔线条；如铅笔线条均被切断，则表示密封良好，否则，应重新研磨。被切断，则表示密封良好，否则，应重新研磨。 印痕法印痕法 在气门工作面上涂抹上一层轴承蓝或红丹在气门工作面上涂抹上一层轴承蓝或红丹油，然后用橡皮捻子吸住气门在气门座上旋转油，然后用橡皮捻子吸住气门在气门座上旋转14圈圈，再将气门提起，若轴承蓝或红丹布满气门座工作面，再将气门提起，若轴承蓝或红丹布满气门座工作面一周而无间断，又十分整

17、齐，即表示密封良好。一周而无间断，又十分整齐，即表示密封良好。 渗油法渗油法 气门头向上放平装好气门的缸盖，用煤油气门头向上放平装好气门的缸盖，用煤油或汽油浇在气门顶面上，或汽油浇在气门顶面上，5min内视气门与座接触处是内视气门与座接触处是否有渗漏现象，如无渗漏即为合格否有渗漏现象，如无渗漏即为合格2022-4-8滚动的车轮3.2.3气门导管气门导管作用：作用：为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导热作用为气门的运动导向，保证气门直线运动兼起导热作用。工作条件：工作条件：工作温度较高，约工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨损。润滑困难，易磨损。材料：材料：用含石墨较多的铸铁，能提高自润

18、滑作用。用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。加工方法：加工方法：外表面加工精度较高外表面加工精度较高内表面精绞内表面精绞装配：装配：气门杆与气门间隙气门杆与气门间隙0.050.12mm。气门导管气门导管气缸盖气缸盖过盈配合过盈配合卡环：防止气门卡环：防止气门导管在使用中脱导管在使用中脱落。落。倒角倒角伸入深度应适量。锥伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。度可减少气流阻力。 1、气门导管的检测气门导管的检测将气门提起至距气将气门提起至距气缸盖平面缸盖平面1520mm的高度，把的高度，把百分表架固定于气百分表架固定于气缸盖上，百分表杆缸盖上，百分表杆顶触在气门顶部边顶触在气门顶部边缘处，来回推动

19、气缘处，来回推动气门，百分表指针差门，百分表指针差值即为气门与导管值即为气门与导管的配合间隙。根据的配合间隙。根据配合间隙可计算出配合间隙可计算出气门导管的磨损量气门导管的磨损量。 2、气门导管的维修、气门导管的维修 当气门导管磨损严重，会使气门杆当气门导管磨损严重，会使气门杆与气门导管的配合间隙超过限度，当与气门导管的配合间隙超过限度，当气门导管的配合间隙超过限度时，可气门导管的配合间隙超过限度时，可换用新气门重新检测，根据检测结果换用新气门重新检测，根据检测结果确定更换气门或气门导管。必要时两确定更换气门或气门导管。必要时两者同时更换。者同时更换。 3、更换气门导管、更换气门导管 （1）用

20、外径略小于气门导管内孔的阶梯轴冲出或压出）用外径略小于气门导管内孔的阶梯轴冲出或压出气门导管，带有台肩的导管可从燃烧室压出气门导管。气门导管，带有台肩的导管可从燃烧室压出气门导管。 （2）选择外径尺寸符合要求的新气门导管）选择外径尺寸符合要求的新气门导管.要求过盈量要求过盈量为：为：0.0150.065。 （3）安装气门导管：用细砂布打磨气门导管承孔口，）安装气门导管：用细砂布打磨气门导管承孔口，在承孔内壁与导管外表面上涂少许机油，并放正气门导在承孔内壁与导管外表面上涂少许机油，并放正气门导管，垫上钢质的阶梯轴用压力机或手锤将导管装入承孔管，垫上钢质的阶梯轴用压力机或手锤将导管装入承孔内。内。

21、 （4）气门导管的铰削：采用成型专用气门导管铰刀铰）气门导管的铰削：采用成型专用气门导管铰刀铰削，进刀量不易过大，铰刀保持垂直，边铰边试，直至削，进刀量不易过大，铰刀保持垂直，边铰边试，直至间隙合适。间隙合适。 4、更换气门油封、更换气门油封 （1）要用专用工具安装。）要用专用工具安装。 （2）进、排气门油封不能装反。）进、排气门油封不能装反。3.2.4 气门弹簧构造与检查气门弹簧构造与检查1、气门弹簧的功用与构造、气门弹簧的功用与构造 （1）气门弹簧的功用）气门弹簧的功用 气门弹簧的功用是保证气门关闭时能紧密地气门弹簧的功用是保证气门关闭时能紧密地与气门座或气门座圈贴合，并克服在气门开启与气

22、门座或气门座圈贴合，并克服在气门开启时配气机构产生的惯性力，使传动件始终受凸时配气机构产生的惯性力，使传动件始终受凸轮控制而不相互脱离。轮控制而不相互脱离。（2）气门弹簧）气门弹簧的构造的构造 气门弹簧的型式气门弹簧的型式： 气门弹簧为两气门弹簧为两端磨平的螺旋圆柱端磨平的螺旋圆柱弹簧，一端支承在弹簧，一端支承在缸盖或缸体上，另缸盖或缸体上，另一端压靠在气门弹一端压靠在气门弹簧座上。簧座上。防止共振的结构措施：防止共振的结构措施： 为了防止气门弹簧工作时产生共振，采用为了防止气门弹簧工作时产生共振，采用了多种设计，包括使用强化弹簧、不等螺距弹簧了多种设计，包括使用强化弹簧、不等螺距弹簧、双弹簧

23、等。不等螺距弹簧螺距较小的一端靠近、双弹簧等。不等螺距弹簧螺距较小的一端靠近缸盖，双弹簧一根弹簧断裂后另一根有防止气门缸盖，双弹簧一根弹簧断裂后另一根有防止气门脱落的作用。脱落的作用。等螺距弹簧等螺距弹簧不等螺距弹簧不等螺距弹簧双双 弹弹 簧簧 2、气门弹簧的检查、气门弹簧的检查（1）检查气门弹簧是否出现断裂或裂痕现象，如有应当更换。）检查气门弹簧是否出现断裂或裂痕现象，如有应当更换。（2）检查气门弹簧在自由状态下，支承面对弹簧中心线的垂直度）检查气门弹簧在自由状态下，支承面对弹簧中心线的垂直度；要求不大于；要求不大于1.5 2（3）测量气门弹簧的自由长度是否符合标准，若低于极限值应予）测量气

24、门弹簧的自由长度是否符合标准，若低于极限值应予以更换。以更换。 （4）检查气门弹簧最小安装弹力，若低于极限值应予以更换。）检查气门弹簧最小安装弹力，若低于极限值应予以更换。 -气门弹簧不能修复，只能更换。气门弹簧不能修复，只能更换。垂直度检查垂直度检查自由长度检查自由长度检查弹力检查弹力检查2022-4-8滚动的车轮3.3气门气门 传动组的构造与维修传动组的构造与维修1、组成、组成2、功用：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适、功用：定时驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适当的气门间隙。当的气门间隙。凸轮轴凸轮轴挺柱挺柱推杆推杆摇臂摇臂凸轮轴正凸轮轴正时齿轮时齿轮摇臂轴摇臂轴202

25、2-4-8滚动的车轮凸轮轴凸轮轴作用：作用：驱动和控制各缸气门的开启和关闭，使其符合发动机的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、配气相位和气门开度的变化规律等要求。工作顺序、配气相位和气门开度的变化规律等要求。工作条件：工作条件：承受气门间歇性开启的冲击载荷。承受气门间歇性开启的冲击载荷。材料：材料：优质钢、合金铸铁、球墨铸铁优质钢、合金铸铁、球墨铸铁结构：结构：凸轮凸轮凸轮轴轴颈凸轮轴轴颈驱动分电器的螺旋齿轮驱动分电器的螺旋齿轮2022-4-8滚动的车轮凸轮的轮廓凸轮轮廓与气门的运动规律凸轮轮廓与气门的运动规律气门开启点气门开启点消除气门消除气门间隙阶段间隙阶段气门升程

26、最大时刻气门升程最大时刻气门关闭点气门关闭点出现气门出现气门间隙阶段间隙阶段缓冲结束点缓冲结束点四、气门传动组零件的检修 1凸轮轴及轴承的检修 凸轮轴的耗损与检修 凸轮轴的主要耗损是凸轮、支承轴颈表面、正时齿轮轴颈键槽的磨损和凸轮轴的弯曲变形。 凸轮磨损的检测 测量凸轮的最大高度H与基圆直径D的差来衡量凸轮的磨损程度。凸轮磨损后，其升程减小0.40mm以上时，应更换新凸轮轴。 凸轮轴弯曲变形的检修 凸轮轴的弯曲变形，多因气门挺柱卡滞，凸轮轴受到过大的弯矩作用而发生的。通常用下图的方法检测凸轮轴的弯曲变形。若中间轴颈的径向圆跳动大于0.10mm，则应进行校正(钢质凸轮轴)。凸轮轴校直后，中间各轴颈