d第三章 配气机构

一、充气效率定义：表征新鲜充量充满气缸的程度，指每循环实际进入气缸的充量与进气状态下充满气缸工作容积的理论充量的比值。影响因素：进气终了时气缸压力；进气终了时气缸内温度；上一循环残留在气缸内的高温废气。提高措施：减小进气门处的流动损失；减小整个进气管道的流通阻力；减少对混合气的热传导；减小排气系统对气流的阻力；合理选择配气相位。第三章配气机构第一节配气机构的功用及组成1－进入气缸内的新气数量(进气量)对发动机性能的影响很大－进气量越多，发动机的有效功率和转矩越大。－因此，配气机构首先要保证-进气充分，进气量尽可能的多；-废气排除干净，因为气缸内残留的废气越多，进气量将会越少。第三章配气机构第一节配气机构的功用及组成2特点：进排气门的状态与工作状态相关二、功用按照发动机工作循环和发火次序的要求，定时开启各缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气或空气及时进入气缸，废气及时从气缸排出。三、组成配气机构常见有两种方式：气门式配气机构和气孔式配气机构。气门式配气机构包括侧置气门式和顶置气门式两种。气门式配气机构通常由气门组和气门传动组组成。

第三章配气机构第一节配气机构的功用及组成3－气门式配气机构由气门组和气门传动组两部分组成。－现代汽车发动机均采用顶置气门，即进、排气门置于气缸盖内，倒挂在气缸顶上。45顶置气门式配气机构按凸轮轴位置分：1、凸轮轴下置式－位于曲轴箱内，定时齿轮驱动－一个工作循环，每气缸进、排气一次。这时曲轴转两周，凸轮轴只旋转一周。所以曲轴与凸轮轴的转速比为2∶1。－优点：凸轮轴离曲轴近，可用齿轮传动；－缺点：传动链长，整个机构刚性差。－低速发动机62、凸轮轴中置式凸轮轴置于机体上部。优点：传动机构刚度有所增加；缺点：凸轮轴驱动变复杂。3、凸轮轴上置式

凸轮轴置于汽缸盖上。优点：机构刚度最好；适合高速发动机缺点：凸轮轴驱动复杂。按气门驱动形式不同，多种形式。78

910直接驱动式配气机构刚度最大。马611第二节配气定时及气门间隙一、配气定时（配气相位）指以曲轴转角所表示的进、排气门实际开、闭时刻及其所持续的时间。用相对于上、下止点的曲轴转角的环形图（配气相位图）表示。1、进气门

早开：进气门在进气行程上止点之前开启谓之早开。

进气提前角：从进气门开到上止点曲轴所转过的角度，记作α。

晚关：进气门在进气行程下止点之后关闭谓之晚关。

进气迟后角：从进气行程下止点到进气门关闭曲轴转过的角度，记β进气提前角：α=0～30°进气迟后角：β=30～80°进气持续角：180°+α+β

12进气提前角：从进气门开到上止点曲轴所转过的角度，记作α。进气迟后角：从进气行程下止点到进气门关闭曲轴转过的角度，记β进气持续角：180°+α+β

排气提前角：从排气门开启到下止点曲轴转过的角度称作排气提前角，记γ排气迟后角：从上止点到排气门关闭曲轴转过的角度，记作δ。持续角：180°+γ+δ13第二节配气定时及气门间隙2、排气门

早开：排气门在作功行程下止点之前开启，谓之排气门早开。排气提前角：从排气门开启到下止点曲轴转过的角度称作排气提前角，记作γ。晚关：排气门在排气行程结束之后，即在排气行程上止点之后关闭，谓之排气门晚关。排气迟后角：从上止点到排气门关闭曲轴转过的角度，记作δ。排气提前角：γ=40～80°排气迟后角：δ=0～30°持续角：180°+γ+δ3、气门重叠角活塞位于上止点时，进排气门同时开启。α+δ14二、气门间隙发动机冷态时，在气门及其传动机构中，留有适当间隙以补偿气门受热后的膨胀量，此间隙即为气门间隙。气门间隙一般由发动机制造厂根据试验确定。15气门间隙过大或过小：间隙过大：进、排气门开启迟后，改变了正常的配气相位，缩短了进排气时间，降低了气门的开启高度，使发动机因进气不足，排气不净而功率下降，此外，还使配气机构零件的撞击增加，磨损加快。间隙过小：发动机工作后，零件受热膨胀，将气门推开，使气门关闭不严，造成漏气，功率下降；改变配气相位；并使气门的密封表面严重积碳或烧坏，甚至气门撞击活塞。16第三节气门组气门组包括气门、气门导管、气门座及气门弹簧等。气门组应保证气门能够实现气缸的密封。

17一、气门1、工作条件及要求要求气门有足够强度、刚度、耐热性和耐磨性。进气门一般用合金钢制造；排气门用耐热合金钢制造。2、气门头顶面平顶：结构简单，吸热面积小，进排气门都可使用。应用最多。凹顶：适于作进气门，加工复杂，受热面积大，不宜作排气门。凸顶：排气阻力小，强度高，适于作排气门，但质量大，受热面积大，加工复杂。183、气门密封

气门密封锥面的锥角为气门锥角，一般为45°，也有的为30°194、气门散热

气门头部的热量直接通过气门座以及通过气门杆、经气门导管而传到气缸盖上，最终被冷却液带走。为提高散热性能：①气门头与气门座密封良好；②气门头与气门杆过渡部分应圆滑；③气门杆与气门导管间隙尽可能小。

205、每缸气门数一般发动机每个气缸有一进一排两气门，且进气门比排气门大。－两气门发动机多气门发动机使用最多的是四气门发动机，21226、气门杆气门杆应具有一定耐磨性，其杆端形状决定于气门弹簧座的固定方式。2324251.中空气门2.充钠排气门26二、气门座与气门座圈气门座可在气缸盖上直接镗出，也可用较好的材料单独制作，然后镶嵌到气缸盖上。27三、气门导管主要起导向作用，保证气门作直线往复运动，同时，气门导管还起导热作用。28四、气门弹簧保证气门及时落座并紧紧贴合，同时防止发动机振动时气门跳动。为防止共振，可采取以下措施：①双气门弹簧；②变螺距弹簧；③锥形弹簧29五、气门旋转机构可使气门头沿圆周温度分布均匀，同时，摩擦锥面上的摩擦力能阻止沉积物形成。通过变厚度凹槽的设计，使得气门旋转。30第三节气门传动组气门传动组主要包括凸轮轴（及正时齿轮）、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴等。作用：是使进、排气门能按配气相位规定的时刻开闭，且保证有足够的开度。31一、凸轮轴1、工作条件：承受周期性载荷，高速摩擦，要求有足够的刚度和耐磨性。一般用优质钢模锻。2、构造（1）组成：主要有进排气凸轮，驱动分电器的齿轮和驱动油泵的偏心轮。

32（2）支承：有全支承和非全支承。33（3）凸轮形状凸轮的轮廓形状决定着气门的开闭时刻、持续时间，气门升程及运动规律。34（4）同异名凸轮同名凸轮：相对角位置符合各缸发火次序和发火间隔角的要求。异名凸轮：同一气缸进排气凸轮的相对角位置与既定的配气相位相适应。3536进气提前角：从进气门开到上止点曲轴所转过的角度，记作α。进气迟后角：从进气行程下止点到进气门关闭曲轴转过的角度，记β进气持续角：180°+α+β

排气提前角：从排气门开启到下止点曲轴转过的角度称作排气提前角，记γ排气迟后角：从上止点到排气门关闭曲轴转过的角度，记作δ。持续角：180°+γ+δ37（5）凸轮轴的传动齿轮传动：多用于凸轮轴下置、中置发动机。链传动：适于凸轮轴上置发动机，不如齿轮传动可靠。齿形带传动：适于凸轮轴上置式发动机，噪声小，工作可靠。38（6）凸轮轴定位上置式凸轮轴，利用凸轮轴承盖的两个端面和凸轮轴轴颈两侧的凸肩进行轴向定位。中下置式凸轮轴，多采用止推板形式。39二、挺柱将凸轮的推力传给推杆，并承受凸轮轴旋转时所施加的侧向力。1、工作条件由于与凸轮间高速运动，要求必须耐磨。一般用镍铬合金铸铁制造。结构形式上包括机械挺柱和液力挺柱。402、机械挺柱

机械挺柱会存在偏磨损。为减小挺柱的磨损，采取以下措施：（1）在挺柱底面镶嵌耐磨合金属；（2）使用滚子挺柱；（3）挺柱表面做成球面，凸轮工作面制成锥面；（4）挺柱中心线与凸轮中心线不相重合。41423、液力挺柱使用液力挺柱，实现了零气门间隙。43三、推杆将从挺柱传来的力传给摇臂。要求其抗弯曲刚度高，质量小，两端焊球头和球座。44四、摇臂

将推杆或凸轮传来的运动和作用力改变方向传给气门。4546已知某微型轿车发动机为三缸四冲程汽油机，其配气相位为进气：α=22°CA；β=62°CA；排气γ=52°CA；δ=20°CA。试求：1）画出该发动机的配气相位图；2）当该发动机转速为3000r/min时，计算每循环的进、排气持续时间各是多少秒？3）该机作功间隔角是多少°CA;4）该机当第一缸正处于作功下止点时，三缸正进气离上止点60°CA，请确定第二缸位置；5）确定该机作功顺序。47进气持续角：180