活塞连杆组及配气相位培训课件

1、培训资料活塞连杆组活塞连杆组一、活塞及活塞环 构成燃烧室构成燃烧室 承压承压 传力传力 密封密封 散热散热1、活塞的功用 高温高温-刚度好，导热性好刚度好，导热性好 高压高压-刚度好刚度好 润滑条件差润滑条件差-耐磨耐磨 高速往复运动高速往复运动-重量轻重量轻2、工作条件与要求3 3、材料与工艺：、材料与工艺：（1 1）材料：）材料：a a、共晶共晶铝硅合金铝硅合金（铸铝、锻铝）；（铸铝、锻铝）；.（质量小，导热性好，适用于一般发动机）（质量小，导热性好，适用于一般发动机）.b b、组合式组合式：上半部用钢，下半部用铝合金，沉头螺栓连接。上半部用钢，下半部用铝合金，沉头螺栓连接。.1 1、刚度

2、好，高温强度高；刚度好，高温强度高；.2 2、热膨胀系数低，配缸间隙小；、热膨胀系数低，配缸间隙小；.3 3、耐磨（环槽）；、耐磨（环槽）；.4 4、质量居中。质量居中。.仅适用于极少数大功率仅适用于极少数大功率 强化柴油机强化柴油机4 4、活塞的基本构造、活塞的基本构造由顶部、头部和裙部组成。由顶部、头部和裙部组成。（1 1）活塞顶部）活塞顶部组成燃烧室，组成燃烧室，承受气体压力。承受气体压力。易热裂、压碎，要求加工应光洁，材料应阻热。易热裂、压碎，要求加工应光洁，材料应阻热。.顶部形状有：平顶、顶部形状有：平顶、 凸顶、凹顶。凸顶、凹顶。2）凸顶：刚性好、强度高，但吸热面积大，难加工；与半

3、球形燃烧室配用（二冲程汽油机，凸顶有利于扫气）.活塞的变形及采取的相应措施活塞的变形及采取的相应措施1 1、变形原因：、变形原因：热膨胀、侧压力和气体压力热膨胀、侧压力和气体压力。2 2、变形规律、变形规律（1 1）活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量，使配和间隙变小。因活塞温度高于气缸）活塞的热膨胀量大于气缸的膨胀量，使配和间隙变小。因活塞温度高于气缸壁，且铝合金的膨胀系数大于铸铁；壁，且铝合金的膨胀系数大于铸铁；（2 2）活塞自上而下膨胀量由大而小。因温度上高下低，壁厚上厚下薄；）活塞自上而下膨胀量由大而小。因温度上高下低，壁厚上厚下薄；（3 3）裙部周向近似椭圆形变化，长轴沿销座孔轴线方向。因

4、销座处金属量多而膨）裙部周向近似椭圆形变化，长轴沿销座孔轴线方向。因销座处金属量多而膨胀量大，以及侧压力作用的结果。胀量大，以及侧压力作用的结果。 活塞活塞- -气缸的额定配合间隙气缸的额定配合间隙是气缸套的直径与活塞的最大直径之差。是气缸套的直径与活塞的最大直径之差。配合间隙仅为活塞直径配合间隙仅为活塞直径的的0.05%0.05%。活塞与气缸之间在任何工况下都应保持均匀的、适宜的间隙。间隙活塞与气缸之间在任何工况下都应保持均匀的、适宜的间隙。间隙过小，活塞可能被气缸卡死；过大，活塞敲缸。过小，活塞可能被气缸卡死；过大，活塞敲缸。活塞环活塞环二、活塞环：分成分成和和两大类。两大类。.（一）作用

5、：（一）作用：（2 2）（将活塞头部吸收的（将活塞头部吸收的70%-80%70%-80%的热量传导给气缸的热量传导给气缸壁）。壁）。.2 2、油环、油环：（3）。.1、气环、气环：（1 1）（防止燃气漏入曲轴箱）；（防止燃气漏入曲轴箱）；是是主要作用，是传热作用的前提。主要作用，是传热作用的前提。.（1 1）（气缸壁上铺油膜）；（气缸壁上铺油膜）；.（2 2）（气缸壁上多余机油刮落回曲轴箱）；（气缸壁上多余机油刮落回曲轴箱）；.（二）工作特点（二）工作特点：（2 2）交变的弯曲应力（气缸壁沿高度方向有加工锥度，环有开）交变的弯曲应力（气缸壁沿高度方向有加工锥度，环有开口）。口）。.（三）要求（

6、三）要求：（2 2）耐高温（第）耐高温（第1 1道气环）、耐磨。道气环）、耐磨。.（四）材料（四）材料：（2 2）第第1 1道气环的工作表面一般都镀上多孔性铬（硬度高，并道气环的工作表面一般都镀上多孔性铬（硬度高，并能储存少量机油，以改善润滑条件）；能储存少量机油，以改善润滑条件）；.（1 1）高温、高压、高速，润滑不良，磨损严重；）高温、高压、高速，润滑不良，磨损严重；.（1 1）足够的强度、冲击韧性；）足够的强度、冲击韧性；.（1 1）一般用）一般用，少数高速强化柴油机用钢片环（以提高，少数高速强化柴油机用钢片环（以提高弹力和冲击韧性）；弹力和冲击韧性）；.（3 3）其余气环一般镀锡（铸铝

7、活塞）或磷化（锻铝活塞）（以改）其余气环一般镀锡（铸铝活塞）或磷化（锻铝活塞）（以改善磨合性能）。善磨合性能）。（五）间隙（五）间隙1 1、开口间隙（端隙）：是活塞环装入气缸后开口处、开口间隙（端隙）：是活塞环装入气缸后开口处 的间隙。的间隙。一般为一般为0.25mm0.25mm0.50mm0.50mm；2 2、侧隙（边隙）：是环高方向上与环槽之间的间隙。、侧隙（边隙）：是环高方向上与环槽之间的间隙。第一第一道道0.04mm0.04mm0.10mm0.10mm；其它气环；其它气环0.03mm0.03mm0.07mm0.07mm。油环一。油环一般侧隙较小，般侧隙较小，0.025mm0.025mm

8、0.07mm0.07mm3 3、背隙：是活塞环背面与环槽底部间的间隙。、背隙：是活塞环背面与环槽底部间的间隙。 0.5mm0.5mm1mm1mm（六）气环（压缩环）1 1、功用、功用 （1 1）密封：防止气缸内的气体窜入油底壳；）密封：防止气缸内的气体窜入油底壳；（2 2） 传热：将活塞头部的热量传给气缸壁；传热：将活塞头部的热量传给气缸壁；（3 3）辅助刮油、布油。一般有）辅助刮油、布油。一般有2323道气环。道气环。2、气环的密封原理气环可能漏气的通道有三条：环面与气缸壁；环与环槽面间；开口端处。气环可能漏气的通道有三条：环面与气缸壁；环与环槽面间；开口端处。 （1 1） 第一密封面的建立

9、：环在自由状态下，环外径缸径，装缸后在其弹力作用下与缸壁压紧，形成第一密封面。第一密封面的建立：环在自由状态下，环外径缸径，装缸后在其弹力作用下与缸壁压紧，形成第一密封面。Po矩形环的泵油作用及危害矩形环的泵油作用及危害原因：原因：（1 1）存在侧隙和背隙；）存在侧隙和背隙；（2 2） 环运动时在环槽中靠环运动时在环槽中靠上靠下。上靠下。危害：危害：（1 1）增加了润滑油的消耗；排气管冒蓝烟。）增加了润滑油的消耗；排气管冒蓝烟。（2 2） 火花塞沾油不跳火；火花塞沾油不跳火；（3 3） 燃烧室积炭增多，燃烧性能变坏；燃烧室积炭增多，燃烧性能变坏；（4 4） 环槽内形成积炭，挤压活塞环而失去密封

10、性；环槽内形成积炭，挤压活塞环而失去密封性；（5 5）加剧了气缸的磨损。）加剧了气缸的磨损。 措施：措施：（1 1）采用扭曲环；）采用扭曲环；（2 2） 采用组合式油环；采用组合式油环；（3 3）油环下设减压腔）油环下设减压腔扭曲环的优点：扭曲环的优点：a)a)密封性、磨合性好（线接触）；密封性、磨合性好（线接触）；.b)b)防止防止“泵油泵油”现象；现象；.c)c)形成油楔，改善润滑；形成油楔，改善润滑；.d)d)提高刮油能力。提高刮油能力。.扭曲环的缺点：扭曲环的缺点：a)a)扭转角不超过扭转角不超过1 1，工艺性差；，工艺性差；.b)b)不可装反，否则机油消耗率成倍增加，环上有朝上记不可

11、装反，否则机油消耗率成倍增加，环上有朝上记号。号。.一、活塞及活塞环 1. 拆卸活塞连杆组 （一）活塞连杆组的拆卸（一）活塞连杆组的拆卸 2. 清洗与清洁清洗与清洁 （1）用铲刀、刷子清洁缸体，清除气缸上的积炭和油污，用毛巾清洁气缸壁 最后，用吹气枪吹干净。 （2）在洗涤油盆中倒入适量汽油，用刷子清洗活塞连杆组各部件，用吹气枪吹干活塞连杆组零件，吹干后依次摆放在清洁的台面上。 3. 拆卸活塞环拆卸活塞环 活塞连杆组的检测活塞连杆组的检测 1、气缸油膜间隙的检测2、活塞圆度圆柱度的检测、活塞圆度圆柱度的检测2、活塞圆度圆柱度的检测、活塞圆度圆柱度的检测圆度：同一截面（最大值-最小值）/2圆柱度：

12、所有检测值（最大值-最小值）/23、偏缸检测、偏缸检测4、活塞环开口间隙的检测、活塞环开口间隙的检测5、活塞环侧隙的检测、活塞环侧隙的检测连杆的检修连杆的检修连杆受力情况：活塞传来的巨大而又变化着的作用力，运动中所产生的方向、大小变化着的惯性力，而且这些力有时是冲击性的。连杆在使用中产生的各种损伤：连杆的主要损伤有：杆身发生弯曲、扭曲、弯扔并存和双重弯曲；大小头孔磨损；螺栓孔损坏；大头端接触面损伤以及杆身裂纹等。连杆弯曲或扭曲产生的后果：会使活塞在气缸内歪斜，造成活塞与气缸及连杆轴承的偏磨、活塞组与气缸间漏气和窜油。因此，必须对连杆进行检查和校正。 1检查连杆弯曲和扭曲连杆弯曲：一般产生在大小

13、端轴线所形成的平面内(前后弯)，弯曲后，连杆大小端轴承孔轴线不平行。连杆扭曲：使大小端轴线不处在同一平面内，常发生在校正时，校正部位与弯曲部位不一致而产生的。这时大小头中心线在同一平面内，但中 心线间的距离缩短了。连杆弯曲和扭曲变形的检查，可采用连杆检验器或连杆校正器或直线度检验仪。连杆检验器上有支持连杆大头孔的心轴与平板相垂直。进行连杆的弯曲检验时，首先卸去轴瓦，将连杆盖与连杆装合，按钮力要求拧紧、检查内孔圆度、圆柱度误差，误差值不得大于0.0025mm；然后再将连杆大头装在检验器的横轴上，并使心轴的定心块向外扩张，将连杆固定在检验器上。测量工具是一个带有V形块的“三点规”。三点规上的三个点

14、共面与V形块垂直，下面两点间的距离为100mm，上测点与两下测点连线的垂直距离也另100mm。 若连杆衬套与活塞销间隙合适，则将活塞销插入连杆小头衬套内，骑上“三点规”，若衬套由于磨损而过松，则将衬套拆除，改用测量心轴直接装入连杆小头孔再测量。仔细观察三个量脚指接触点与精磨平面的接触情况，用塞尺测量其间隙，记录其数据；将连杆翻面再检钡一次，记录其数据。根据两次记录，进行弯曲度和扭转度的计算，取其平均值作为检验结果。连杆在直线度检验仪上检验时，量规的三个量脚点的情况是： (1)正直 量现的三个指点全部与平板接触。 (2)弯曲 量规的下两个指点(或上一指点)与平板接触。而上一指点(或下两指点)不与

15、平板接触。这时用塞尺测得的测点与平板间的间隙值，即为连杆在100mnl长度上的弯曲度值。连杆弯曲程度不得大于：0.05mm100mm。 (3)扭转 上一指点、下两指点中的一指点接触平板，而另一指点不接触平板。这时该指点与平板间隙为连杆在100mm长度上的扭曲度数值。连杆扭曲程度不得大于：0.05mm100mm。 (4)弯曲和扭曲并存 下两指点中的一个指点接触平板或仅上一指点接触平板，而下两指点与平板问的间隙不一致(其接触间隙太小，可用不同的塞尺测得)。连杆弯曲和扭曲变形的检查也可采用通用量具，其检查方法如下： 在连杆大头和小头内装入标准心轴，放在平板上的V形铁上，用百分表测量，如图a所示，通过

16、测定活塞销的两端高度差，即可计算出连杆弯曲值；另如图b所示，也可通过测量活塞两端的高度差、从而计算出连杆的扭曲值。2连杆的修理 1)经过检验发现连杆产生弯曲和扭曲，应使用专用工具予以校正或更换。如有弯、扭同时并存时，一般先校正其扭转变形，再校正其单向弯曲或双向弯曲变形。校正连杆的方法，如图所示。连杆的校正后消除残余应力的处理方法：将校正后的连杆加热至400一450，保温0.51h，以消除残余应力，才能避免在工作中恢复弯曲状态。双重弯曲校正比较困难，因此有条件时，为保证发动机修理质量，最好更换弯曲、扭曲较严重的连杆。2)如果连杆小头衬套磨损逾限或已损坏，就要将其更换。更换时，可用铳头将旧衬套铳出

17、或压出。装配新衬套时，在轴孔磨床上抛光加工连杆小头衬套内孔，衬套油眼必须对准油孔，不能堵塞，用压器或台虎钳垫以软垫，将它平平正正地压入，并使其具有0.100.20mm的过盈，以保证衬套在工作时不致松旷。衬套压入后还应留出一定的加工余量，以便通过铰削修刮后与活塞销有良好的配合。衬套磨损较大时，才更换新件，有时也可按照活塞销的加大尺寸对衬套进行铰削或压削。 3连杆大头孔及端面磨损的检验与修理 连杆大头孔磨损可用内径千分尺测量；端面磨损可将连杆放在平板上，用塞尺测缝隙和用深度尺测量大头孔的深度来测量。连杆小头铜套孔磨损采用铰削成修理尺寸或用镶套法修复。 连杆大头孔磨损，因其圆度误差超过极限值，因端面

18、磨损而减薄超过允许值，因修挫结合面而使杆身缩短等均应进行大修。可采用堆焊修复，恢复设计要求。 连杆大修工艺为：校正弯曲变形一铣接合面一加能够补偿高度的垫片将垫片焊牢在连杆大头与连杆盖上振动堆焊孔堆焊端面一在780820温度下加热1015min，然后冷却一校正粗加工端面、内孔、结合面、钻油孔一精加工结合面、铣轴瓦固定槽精镗大端孔、磨端面、磨大端孔连杆重量分组。气门组零件的检修气门组零件的检修 气门组零件常见的磨损和损坏有：气门和气门座工作面起槽、变宽、烧蚀氧化出现斑点和凹陷等。 用百分表检查气门头相对于气门杆的摆差，若超过0.05mm或将气门杆放在平板上滚动有弯曲时，均应进行校正或更换。 对气门

19、杆上、中、下三个部位直径测量，可测出气门杆的磨损程度，若超过0.05mm或用手触摸有明显的阶梯形感觉时，应更换气门。图图5-17 5-17 气门杆直径的检测气门杆直径的检测二、二、 配气机构的检修配气机构的检修 气门的工作面磨损起槽、变宽或烧蚀出现斑点、凹陷时，应进行光磨。气门光磨，通常在气门光磨机上进行。 （1）气门杆与导管配合的检查：）气门杆与导管配合的检查： 将气门提起至离气缸盖平面15mm左右，（如图5-18）所示。图图5-18 5-18 检查气门杆与导管的配合间隙检查气门杆与导管的配合间隙 也可通过测量气门导管的内径（如图5-19所示），将测得的内径减去气门杆的实际直 径，所得差值即

20、为气门与导管的配合间隙。 经验法：将气门提起至离气缸盖平面10mm，沿发动机轴向或垂直发动机轴方向摇摆气门，根据经验来判断气门与气门导管的间隙图图5-20 5-20 气门与气门导管配合间隙的检测气门与气门导管配合间隙的检测图图5-19 5-19 测量气门导管内径测量气门导管内径图图5-21 5-21 冲出气门导管冲出气门导管 （2）气门导管的修理： 气门导管的选择：新导管的选择，要求导管孔的内径与气门杆的尺寸相适应，其外径与导管的安装孔应有一定的过盈配合，过盈量一般为0.030.07mm。导管的过盈量大小可采用新旧对比方法进行测量。新导管要比压出的旧导管粗0.010.02mm为合适。 气门导管

21、的更换方法：（如图5-21所示） 气门座的工作面磨损变宽超过2mm，工作面烧蚀出现斑点、凹陷时，造成气门关闭不严而漏气，应进行绞削或修磨。通常在发动机中修、大修时均应对气门座修理。 （1 1）气门座的铰削：）气门座的铰削：(如图5-22所示)图图5-22 5-22 气门座的铰削气门座的铰削 （2 2）气门座的光磨：）气门座的光磨： 气门座除铰削外，还可用光磨机的砂轮进行修磨。在修磨前，砂轮应在砂轮修整器上，按工作面角度要求，修正砂轮工作面，然后进行磨削。（3 3）研磨气门：）研磨气门：研磨气门的方法有机磨和手磨两种（如图5-23所示）。图图5-23 5-23 研磨气门研磨气门气门与气门座经过研

22、磨后，要检查其密封性，方法如下：气门与气门座经过研磨后，要检查其密封性，方法如下： 方法一：用带有气压表的专门检验气门密封性的检验器来检查。 方法二：可在气门工作面上涂一层红丹粉，将气门压在气门座上旋转l/4圈。 方法三：可用铅笔在气门工作面上均匀地划上线条，与相配的气门座接触以后，转动气门1/81/4圈，取出气门。（如图5-24所示） 密封性的检查是一个很重要环节，能及时发现问题，以免返工。有的企业用汽油倒入燃烧室中观察是否渗漏，必须注意防火措施。图图5-24 5-24 用铅笔划线检查用铅笔划线检查气门弹簧的检查气门弹簧的检查 在修理中，气门弹簧的垂直度，在全长上允许偏差12mm，否则应当更

23、换（如图5-25）弹簧的自由长度允许缩短34，如果超过应予以更换（如图5-26）。图图5-26 5-26 气门弹簧自由长度的检测气门弹簧自由长度的检测图图5-25 5-25 气门弹簧垂直度的检测气门弹簧垂直度的检测 气门弹簧的弹力可用专用的弹簧拉压试验器来检验（如图5-27），也可用新旧弹簧的对比检验，比较新旧弹簧的自由长度，并将新旧弹簧叠加后一起放在台虎钳上，压缩后比较长度。如旧弹簧长度远小于新弹簧，说明旧弹簧弹力太弱，应该更换。图图5-27 5-27 气门弹簧弹力的检测气门弹簧弹力的检测气门传动组零件的检修 （1 1）液压挺杆与导孔配合间隙的检查：）液压挺杆与导孔配合间隙的检查： 液压挺杆

24、与导孔配合间隙的测量见图5-28。图中两者的尺寸差值为挺杆与导孔的配合间隙。 （2）液压挺杆偶合件密封性检查：）液压挺杆偶合件密封性检查：（如图5-29所示）图图5-28 5-28 测量液压挺杆与导孔间隙测量液压挺杆与导孔间隙图图5-29 5-29 液压挺杆的降漏测试液压挺杆的降漏测试 （1）气门摇臂的检： 检查摇臂与摇臂轴的配合情况。将摇臂沿摇臂轴径向推拉，如图5-30所示。测量摇臂与摇臂轴配合间隙如图5-31所示。 检查摇臂与摇臂轴有无裂纹与损伤现象。 检查摇臂与凸轮接触面的磨损情况。若接触面有严重磨损，应进行修磨或金属粉末喷镀Cr60后修磨。必要时更换新的摇臂。图图5-30 5-30 检

25、查摇臂与摇臂轴的配合情况检查摇臂与摇臂轴的配合情况 图图5-31 5-31 测量摇臂与摇臂轴间隙测量摇臂与摇臂轴间隙可疑部位气门、气门座损坏气缸垫损坏气缸磨损气门导管磨损活塞环损坏活塞磨损影响气缸密封性的因素影响气缸密封性的因素气门间隙重要性 汽缸压缩压力是指四冲程发动机压缩终了时的压力。 汽缸压力与机油粘度、汽缸活塞组配合情况、配气机构调整的正确性和汽缸垫的密封性等因素有关。所以，测量发动机汽缸的压力，可以诊断汽缸、活塞组的密封情况，活塞环、气门、汽缸垫密封性是否良好和气门间隙是否适当等。 气缸压力表的检查与作用气缸压力表的检查与作用1、气缸压力表的检查 （1）外表有无损坏 （2）密封面是否

26、良好 （3）表针读数的检查2、气缸压力表的作用： 检查发动机气缸内的压力是否符合标准值气缸压力表的标准参数气缸压力表的标准参数汽油机缸压表参数 0980KPa柴油机缸压表参数 01960KPa表头单向阀导管接头气缸压力表的使用方法气缸压力表的使用方法接头有两种形式。一种为螺纹接头，可以拧紧在火花塞上或喷油器罗纹孔中；另一种为锥形或阶梯型的橡胶接头，可以压紧在火花塞或喷油器的孔上，接头通过导管与压力表相通。导管也有两种：一种为软导管，一种为金属硬导管，软导管用于螺纹管接头与压力表的连接。硬导管用于橡胶接头与表头的连接。检验条件检验条件由于汽缸压力受很多因素影响较大，所以，测量汽缸压力，必须在下列

27、条件下进行：1）蓄电池电力充足。2）用规定的力矩拧紧汽缸盖螺栓。3）彻底清洗空气滤清器或更换新的空气滤清器。4）发动机达到正常的工作温度（水温80-90，油温70-90）。5）用起动机带动卸除全部火花塞的发动机运转，转速为200-300r/min，或按原厂规定。检测方法检测方法1、先用压缩空气吹净火花塞周围的脏物，2、拆下全部火花塞。对于汽油机还应把点火系次级高压线拔下并可靠搭铁，以防止电击或着火。3、把专用汽缸压力表的锥形橡皮头插在被测量汽缸的火花塞孔内，扶正压紧，4、将节气门（有阻风门的还包括阻风门）置于全开位置，用起动机带动曲轴转动35秒（不少于4个压缩行程），待压力表表针指示并保持最大

28、压力读数后停止转动。5、取下压力表，记下读数。按下单向阀使压力表指针回零。按此法依次测量各缸，每缸测量次数不少于2次，每缸测量结果取算术平均值，与标准值相比较，分析结果，判断汽缸工作状况。测得各气缸压力值测得各气缸压力值过大过大过小过小原因：原因：燃烧室内积炭过多；燃烧室内积炭过多；气缸衬垫过薄；气缸衬垫过薄；气缸盖与气缸体结合平面气缸盖与气缸体结合平面 修理磨削过甚。修理磨削过甚。加加2030ml润滑油润滑油比原测值比原测值高高与原测值与原测值相近相近比原测值比原测值低低原因：原因：气缸、活塞、活塞环气缸、活塞、活塞环磨损过大磨损过大原因：原因：气门与气门座圈不气门与气门座圈不 密封密封气缸

29、衬垫不密封气缸衬垫不密封原因：原因：如相邻两气缸压力如相邻两气缸压力值相近，说明两缸值相近，说明两缸之间气缸垫穿透造成之间气缸垫穿透造成窜气窜气结果分析结果分析 若测得的结果超出原厂标准，说明燃烧室内积炭过多，汽缸垫过薄或缸体和缸盖结合平面经多次维修磨削过多造成。 测得的结果如低于原厂标准，说明汽缸密封性变差，可向该缸火花塞孔内注入20-30ml机油，然后用汽缸压力表重测汽缸压力. 1）第二次测得的压力值比第一次高，接近标准压力，表明是汽缸活塞环、活塞磨损过大或活塞环对口、卡死、断裂及缸壁拉伤等原因造成汽缸密封不严。2）第二次测得的压力值与第一次略同，即仍比标准压力低，说明进、排气门或汽缸衬垫

30、密封不良。3）两次结果均表明某相邻汽缸压力都相当低，说明是两相邻处的汽缸衬垫烧损窜气。情境描述 （一）功用：配气机构是进、排气管道的控制机构，它按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时地开闭进、排气门、向气缸供给可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）并及时排出废气。另外，当进、排气门关闭时，保证气缸密封。进饱排净，四行程发动机都采用气门式配气机构。（二）充气效率：新鲜空气或可燃混合气被吸入气缸愈多，则发动机可能发出的功率愈大。新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度，用充气效率hv表示。hv越高，表明进入气缸的新鲜气越多，可燃混合气燃烧时可能放出的热量也就越大，发动机的功率越大。 （三）类型：（三

31、）类型：1、按气门的布置： 气门顶置式；气门侧置式2、按凸轮轴的布置位置： 下置式；中置式；上置式3、按曲轴与凸轮轴的传动方式： 齿轮传动；链条传动；齿带传动4、按每气缸气门数目： 二气门式；四气门式等四、 配气相位（一）配气相位：用曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻和开启持续时间，称为配气相位。 通常用环形图表示-配气相位图。 理论上讲进、压、功、排各占180，也就是说进、排气门都是在上、下止点开闭，延续时间都是曲轴转角180。 但实际表明，简单配气相位对实际工作是很不适应的，它不能满足发动机对进、排气门的要求。 原因： 气门的开、闭有个过程 开启 总是 由小大 关闭 总是 由大小 气体惯性的

32、影响 随着活塞的运动 同样造成进气不足、排气不净 发动机速度的要求 实际发动机曲轴转速很高，活塞每一行程历时都很短，当转速为5600r/min时一个行程只有60/（56002）=0.0054s，就是转速为1500r/min，一个行程也只有0.02s，这样短的进气或排气过程，使发动机进气不足，排气不净。 可见，理论上的配气相位不能满足发动机进饱排净的要求，实际配气相位演示上止点下止点1030 4080 4080 1030 （二）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)

33、。进气提前角用表示，一般为1030。 (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.进气迟后角 (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：活塞到达下止点时，由于进气阻力的影响，气缸内的压力仍低于大气压，进气门晚关，利用压力差可继续进气。 利用进气惯性继续进气：活塞到达下止点时，进气气流还有相当大的惯性，进气门晚关，仍能继续进气。 下止点过后，随着活塞

34、的上行，气缸内压力逐渐增大，进气气流速度也逐渐减小，至流速等于零时，进气门便关闭的角最适宜。若过大便会将进入气缸内的气体重新又压回进气管。由上可见，进气门开启持续时间内的曲轴转角，即进气持续角为：+180+。 （三）排气门的配气相位（三）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： 利用气缸内的废气压力提前自由排气：恰当的排气门早开，气缸内还有大约300kPa500kPa的压力，作功作用已经不大，可利用此压力使气缸内的废气迅

35、速地自由排出。 减少排气消耗的功率：提前排气，等活塞到达下止点时，气缸内只剩约110kPa120kPa的压力，使排气冲程所消耗的功率大为减小。 高温废气的早排，还可以防止发动机过热。 2.排气迟后角 (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：活塞到达上止点时，气缸内的压力仍高于大气压，利用缸内外压力差可继续排气。 利用惯性继续排气：活塞到达上止点时，废气气流有一定的惯性，利用惯性可继续排气。所以排气门适当晚关可使废气排得较干净。 由此可见，气门开启持续

36、时间内的曲轴转角，即排气持续角为+180+。 1.定义：由于进气门早开和排气门晚关，就出现了一段进排气门同时开启的现象，称为气门叠开。同时开启的角度，即进气门早开角与排气门晚关角的和(+)，称为气门叠开角。 2.废气倒排回进气管和新鲜气体随废气排出的问题： 由于叠开时气门的开度较小，且新鲜气体和废气流的惯性要保持原来的流动方向，所以只要叠开角适当，就不会产生废气倒排回进气管和新鲜气体随废气排出的问题。发动机的结构不同、转速不同，配气相位也就不同。 （四）气门叠开 从上面的分析，可以看出实际配气相位和理论上的配气相位相差很大，实际配气相位，气门要早开晚关，主要是为了满足进气充足，排气干净的要求。

37、但实际中，究竟气门什么时候开？什么时候关最好呢？这主要根据各种车型，经过实验的方法确定，由凸轮轴的形状、位置及配气机构来保证。 气门叠开角过大:小负荷运转时，由于进气管压力很低，易出现废气倒流增压柴油机气门叠开角一般很大，因进气压力大，扫气时甚至有一部分新鲜空气从排气门排出。 开闭时刻开闭时刻型型 号号进气门开进气门开（上止点前）（上止点前）进气门关进气门关（下止点后）（下止点后）排气门开排气门开（下止点前）（下止点前）排气门关排气门关（上止点后）（上止点后）()()()()()()()()CA6110CA611027270 06 60 051510 06 60 067670 06 60 02

38、5250 06 60 06102Q6102Q14140 050500 056560 016160 0CA6113CA611327270 06 60 051510 06 60 067670 06 60 025250 06 60 0发动机配气相位参数一览表发动机配气相位参数一览表汽油机可变配气相位汽油机可变配气相位 其特性参数主要是三个:气门开启相位、气门开启持续角度(指气门保持升起持续的曲轴转角)和气门升程。这三个特性参数对发动机的性能、油耗和排放有重要影响。通常将气门开启相位和气门开启持续角度统称为气门正时。随着发动机负荷和转角的改变，这三个特性参数(特别是进气门开启相位和开启持续角度)的最佳

39、选择是根本不同的。 进气门开启相位提前，一方面为进气过程提供了较多的时间，特别有利于解决高转速时进气时间不足的问题;另一方面，气门叠开角增大，有更多的废气进入进气管，随后又同新鲜充量一起返回气缸，造成了较高的内部排气再循环率，可降低油耗和NOX排放，但同时也导致启动困难、怠速不稳定和低速工作粗暴。 进气门关闭相位推迟，一方面在高转速时有利于利用高速气流的惯性提高体积效率;另一方面在低转速时又会将已经吸人气缸的新鲜充量重又推回到进气管中。 气门升程增大，一方面在高负荷时有利于提高体积效率;另一方面在低负荷时又得不将节气门关得更小，造成更大的泵气损失和节流损失。 综上所述可见，出于不同的考虑，对气

40、门特性参数提出了不同要求。为了提高标定功率，要提早开启、推迟关闭进气门，并提高进气门升程;为了提高低速扭矩，要提早关闭进气门;为了改善启动性能并提高怠速稳定性，则要推迟开启进气门，减小气门叠开。显然，进气门特性参数对发动机的影响比排气门特性参数更大，进气门关闭相位的影响比开启相位大。 由于环境保护和人类可持续发展的要求，低能耗和低污染已成为汽车发动机的发展目标。要求发动机既要保证良好的动力性又要降低油耗满足排放法规的规定，在各种现代技术手段中，可变配气相位技术已成为新技术发展方向之一。一、概述一、概述（1）根据发动机最常用转速确定配气相位，固定不变；（2）固定气门升程。（3）在其他转速，动力性

41、、经济性下降，排放变差。1 1. .传统发动机传统发动机2 2. .可变进气系统和配气相位发动机可变进气系统和配气相位发动机（1）能兼顾高速及低速不同工况，提高发动机的动力性和经济性；（2）降低排放。（3）改善发动机怠速和低速时的性能及稳定性。2采用可变进气系统技术可变进气系统可变进气系统可变凸轮机构可变气门定时可变气门定时可变气门定时可变气门定时可变气门定时可变气门定时二、可变进气系统二、可变进气系统1 1、多气门分别投入工作、多气门分别投入工作（1 1）凸轮或摇臂控制气门按时开）凸轮或摇臂控制气门按时开或关。或关。（2 2）气道中设置旋转阀门。）气道中设置旋转阀门。气缸数目可变机构气缸数目

42、可变机构 2 2. .可变进气道可变进气道系统系统 根据发动机不同转速，使用不同长度及根据发动机不同转速，使用不同长度及容积的进气管向气缸内充气。容积的进气管向气缸内充气。（1）双脉冲进气系统： （2）四气门二阶段进气系统： （3）三阶段进气系统： 随着发动机各缸采用多气门化，发动机的高速动力性有了很大随着发动机各缸采用多气门化，发动机的高速动力性有了很大的提高，同时却带来了中小负荷经济性变差和低速扭矩的降低。的提高，同时却带来了中小负荷经济性变差和低速扭矩的降低。为了解决此矛盾，近来高性能轿车发动机广泛采用了可变配气相为了解决此矛盾，近来高性能轿车发动机广泛采用了可变配气相位与气门升程电子控

43、制位与气门升程电子控制(VTEC)(VTEC)机构，从而使从高速到低速整个使机构，从而使从高速到低速整个使用范围性能得到提高用范围性能得到提高. . VTEC机构在本田轿车车系许多车上采用，VTEC是英文缩写，其全称为：Variable Valve Timing & Valve Lift Electronic Control ，意思是可变气门相位与升程电子控制。 三、三、 可变配气相位可变配气相位1 1、VTECVTEC可变气门控制机构可变气门控制机构 VTECVTEC系统全称是可变气门正时和升程电子系统全称是可变气门正时和升程电子控制系统，是本田的专有技术，它能随发动机控制系统，是本田的专有技术，它能随发动机转速、负荷、水温等运行参数的变化，而适当转速、负荷、水温等运行参数的变化，而适当地调整配气正时和气门升程，使发动机在高、地调整配气正时和气门升程，使发动机在高、低速下均能达到最高效率。低速下均能达到最高效率。 本田VTEC机构控制原理控制原理 本田汽车采用一种可变配气相位与气门升程电子控制本田汽车采用一种可变配气相位与气门升程电子控制(VTEC)机机构，来控制进气时间与进气量，从而使发动机产生不同的输出功率。构，来控制进气时间与进气量，从而使发动机产生不同的输出功率。 气门定时和升程可变的可变进气系统（气门定时和升程可变