配气机构与进排气系统

关于配气机构与进排气系统第1页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三3.1配气机构概述3.1.1配气机构（ValveTrain）的组成包括气门组（见图a）和气门传动组（见图b）第2页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三3.1.2功用：按照气缸的工作顺序和工作过程的要求，准时开闭进、排气门、向气缸供给新气（可燃混合气或空气）并及时排出废气。即进饱排净当进、排气门关闭时，保证气缸密封。m-进气过程中,实际进入气缸的新气质量m0-在进气状态(压力、温度)下,充满气缸工作容积的新气质量

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。3.1.3充气效率新鲜空气或可燃混合气充满气缸的程度.第3页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三3.1.4配气机构的种类气门顶置式OHV（OverheadValve）配气机构:由凸轮、挺柱、推杆、摇臂、气门和气门弹簧等组成。其特点是进气阻力小，燃烧室结构紧凑，气流搅动大，能达到较高的压缩比。气门侧置式SV(SideValve)配气机构:由凸轮、挺柱、气门和气门弹簧等组成。缺点: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。第4页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三凸轮轴下置式，主要缺点是气门和凸轮轴相距较远，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。凸轮轴中置式,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。凸轮轴上置式OHC（OverheadCamshaft）:凸轮轴布置在气缸盖上。②第5页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三根据凸轮轴的数量SOHC（SingleOverheadCamshaft）式-用于两气门发动机的单凸轮轴式DOHC（DoubleOverheadCamshaft）式-用于四气门发动机的双凸轮轴式由OHC式的结构特点将其分为直接驱动式和摇臂式两种结构。 摇臂（摆臂）式（RockerArm）-凸轮轴必须通过摇臂或摆臂驱动气门，往复运动质量小，适用于高速发动机。 直接驱动式-凸轮轴直接驱动气门。第6页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三③

凸轮轴下置、中置的配气机构大多采用圆柱形正时齿轮传动，一般从曲轴到凸轮轴只需一对正时齿轮传动，若齿轮直径过大，可增加一个中间齿轮。为了啮合平稳，减小噪声，正时齿轮多用斜齿。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，噪声小、工作可靠、成本低。第7页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三四气门配气机构 五气门配气机构第8页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三3.2配气机构的主要零部件3.2.1气门组气门组的零件——气门、气门座、气门导管、气门弹簧、锁片(夹)、油封等。第9页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三气门头部是一个具有圆锥斜面的圆盘，气门锥角一般为45°，也有30°.气门头边缘应保持一定厚度，一般为1-3mm，以防止工作中冲击损坏和被高温烧蚀。气门密封锥面与气门座配对研磨。进气门头部直径比排气门大，两气门一样大时，排气门有记号。第10页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三

气门头顶部形状有平顶，球面(凸)顶和喇叭形(凹)顶等平顶结构简单、制造方便、吸热面积小，质量小、进、排气门均可采用球面顶适用于排气门，强度高，排气阻力小，废气的清除效果好，但受热面积大，质量和惯性力大，加工较复杂喇叭形顶适用于进气门，进气阻力小，但受热面积大第11页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三中空气门杆的气门——减轻气门质量和减小气门运动的惯性力。中空的气门杆中填入金属钠（熔点是97.8℃，沸点880℃）冷却效果优良——降低排气门的温度，增强排气门的散热能力。在气门工作时，钠变成液体，上、下激烈地振动，从头部吸收热量并传杆，再经气门导管传给气缸盖，使气门头部得到冷却。成本比普通气门高出几倍，应用——奔驰190、尼桑SR系列发动机等。充钠排气门第12页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三（2）气门导管（图3-11）功用：①起导向作用，保证气门作直线往复运动。②起导热作用，将气门头部传给杆身的热量，通过气缸盖传出去。材料——铸铁气缸盖的：采用灰铸铁、球墨铸铁或铁基粉末冶金制造的导管，铝合金缸盖的：多采用铜锌合金制造，耐磨性、导热性和加工性均比较好。气门导管与气门杆之间留有0.05～0.12mm的间隙

压入气缸盖的气门导管孔内，再精铰内孔。工作条件：温度约500K，润滑不良，易磨损。靠配气机构飞溅润滑第13页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三（4）气门弹簧（图3-12）功用：气门落座并紧密贴合；防止振动时发生跳动；防止各传动件之间因惯性力的作用产生间隙；保证气门按凸轮轮廓曲线的规律关闭。组成：套装在气门杆上，一端支承在气缸体(或气缸盖)上，另一端支承于装在气门杆尾端的弹簧座上，用锥形锁片(两片)或锁销固定。材料：用高碳锰钢、铬钒钢等钢丝卷制而成。为提高疲劳强度，弹簧丝表面要磨光、抛光或喷丸处理，同时为防止生锈，弹簧表面还需镀锌、镀铜或进行氧化发蓝处理。图3—13气门弹簧座的固定方式第14页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三结构特点——采用圆柱螺旋形弹簧等螺距弹簧，双弹簧结构，变螺距弹簧 变螺距弹簧——在压缩时，螺距较小的弹簧两端逐渐贴合，使有效圈数逐渐减少，共振频率逐渐提高，可有效避免共振的发生，同时还可以减少弹簧的数量。变螺距弹簧安装时将大螺距一端朝上(作为活动端)，小螺距一端朝下(作为固定端)。 双弹簧结构——内弹簧刚度较小，内外弹簧旋向相反，防止共振，提高工作的可靠性。另外，可以减小弹簧的高度，减小安装空间。第15页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三（5）气门旋转机构（图3-13）作用——使气门在工作中相对气门座缓慢旋转，使气门头部受热均匀而减少变形，并通过相对旋转运动中的相互摩擦产生自洁作用。类型——一种是低摩擦型自由旋转机构，另一种是强制旋转机构。第16页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三3.2.2．气门传动组

功用：传递凸轮轴→气门之间的运动第17页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三第18页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三

功用：控制气门的开启和关闭时刻气门升程和工作顺序。 要求：耐磨，足够的韧性和刚度。

材料：优质碳钢或合金钢锻造，或合金铸铁、球墨铸铁铸造。

凸轮的排列顺序——同名凸轮的夹角为作功间隔角的1/2，故

四缸机为180°/2=90°；六缸机:120°/2=60°。第19页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三2）挺柱功用——将凸轮的推力传给推杆（或气门杆），并承受凸轮轴旋转时所施加的侧向力。种类：分为普通（机械式）挺柱和液压挺柱。普通挺柱挺柱安装在挺柱导管内。筒式挺柱——大多数发动机采用，下端设有油孔，以便润滑凸轮滚轮式挺柱——某些大型柴油机采用，可减少摩擦力和侧向力菌式——侧置气门发动机采用。挺柱旋转机构——挺柱底面做成半径较大的球面，凸轮在轴向做成一定的锥度形状。提高寿命，降低工作噪声的目的第20页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三②液压挺柱

作用：使凸轮与气门间实现无间隙传动，消除冲击和噪声。 组成：由挺柱体、液压缸、柱塞、球阀和补偿弹簧等组成。挺柱体的外圆柱面上有一环形油槽，油槽内有一进油孔与低压油腔相通，背面上有一键形槽将低压油腔与柱塞的上部相通。 液压缸与柱塞是一对精密偶件，配合间隙为0.005mm。 补偿弹簧——补偿弹簧使挺柱顶面和凸轮轮廓线保持紧密接触，液压缸下端面与气门杆尾部紧密接触，因此没有气门间隙。把球阀压靠在柱塞底部的阀座上，分成上部的低压油腔和下部的高压油腔。当球阀开启后，则成为一个通腔。液压挺柱结构复杂，加工精度要求高，磨损后会因泄油过多、补油不足而出现气门间隙，无法调整与维修，只能更换。第21页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三机油碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮当气门关闭时，机油经挺柱体和柱塞上的油孔压进柱塞腔A内，并推开单向阀充入挺柱体腔B内。第22页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第23页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第24页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第25页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第26页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮A第27页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第28页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第29页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第30页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第31页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第32页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第33页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第34页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第35页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第36页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第37页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第38页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮B第39页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第40页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第41页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第42页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮52柱塞便在挺柱体腔内油压及弹簧的作用下上行，与气门推杆压紧。只是消除了整个配气机构中的间隙。与此同时，挺柱体腔B内油液也已充满，单向阀在碟形弹簧作用下关闭。第43页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三(2)气门的开启：第44页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮当凸轮转到工作面使挺柱上推时，气门弹簧张力便通过推杆作用在柱塞上，由于单向阀已关闭，柱塞便推压挺柱体腔B内油液使压力升高，而液体具有不可压缩性，挺柱便像一个整体一样推动气门开启。此过程中，由于挺柱体腔内油压较高，在柱塞与挺柱体的间隙处，将有少许油液泄漏而使“挺柱缩短”。第45页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三凸轮碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀第46页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第47页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第48页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮当凸轮转到工作面使挺柱上推时，气门弹簧张力便通过推杆作用在柱塞上，由于单向阀已关闭，柱塞便推压挺柱体腔B内油液使压力升高第49页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮由于挺柱体腔内油压较高，在柱塞与挺柱体的间隙处，将有少许油液泄漏而使“挺柱缩短”。第50页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮由于气门开启过程中，挺柱体腔内的油液会有少量泄漏，而且油液并非刚性，所以挺柱工作时会被微量压缩，从而使气门开启持续角稍有减小，一般减小量只有几度凸轮转角。但当柱塞与挺柱体配合处磨损过甚、泄油过多时，配气相位将明显减小。第51页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第52页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第53页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第54页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第55页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第56页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第57页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第58页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第59页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮0.5第60页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮50第61页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三(3)气门的关闭：当凸轮转到非工作面时，解除了对推杆的推力，使挺柱腔内油压降低。于是，主油道的油压将再次推开单向阀，向挺柱体腔内充油，以补充工作时的泄漏，并且此油压又和弹簧一起使柱塞上推，如此始终保持了配气机构无间隙传力。第62页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第63页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮当凸轮转到非工作面时，解除了对推杆的推力，使挺柱腔内油压降低。于是，主油道的油压将再次推开单向阀，向挺柱体腔内充油，以补充工作时的泄漏第64页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第65页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮气门当量间隙第66页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮补充的油压又和弹簧一起使柱塞上推，如此始终保持了配气机构无间隙传力第67页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油0.5第68页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油第69页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油第70页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油第71页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油第72页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油第73页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油第74页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油第75页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油第76页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油第77页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油第78页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油第79页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油第80页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油第81页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第82页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第83页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮第84页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮52第85页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三4)若气门、推杆热膨胀，挺柱回落后向挺柱体腔内的补油过程便会减少补油量(工作过程中)或使挺柱体腔内的油液从柱塞与挺柱体间隙中泄漏一部分(停车时)。从而使挺柱自动“缩短”；因此可不留气门间隙而仍能保证气门关闭。相反，若气门、推杆冷缩，则向挺柱体腔内的补油过程，便会增加补油量(工作过程中)或在柱塞弹簧作用下将柱塞上推，推开单向阀向挺柱体腔内补油(停车时)，从而使挺柱自动“伸长”，因此仍能保持配气机构无间隙。第86页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三当受热配气机构零件变长时第87页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油0.5气门当量间隙小第88页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油0.2气门当量间隙小第89页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油0.2减少补油量或使挺柱体腔内的油液从柱塞与挺柱体间隙中泄漏一部分。从而使挺柱自动“缩短”；第90页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三当冷配气机构零件变短时第91页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油0.5气门当量间隙大若气门、推杆冷缩，则增加补油量，从而使挺柱自动“伸长”，因此仍能保持配气机构无间隙。第92页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油1气门当量间隙大第93页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三碟形弹簧柱塞弹簧推杆球座挺柱体柱塞单向阀凸轮机油1气门当量间隙大第94页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三（3）推杆最容易弯曲的零件。作用:将从凸轮轴传来的推力传给摇臂要求：很高的刚度，应尽量地做得短些。第95页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三（4）摇臂与摇臂组摇臂将推杆传来的力改变方向，打开气门。采用45钢冲压或有用铸铁或铸钢精铸而成的。第96页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三无声摇臂—可以自动消除气门与摇臂的接触 间 隙，从而消除气门开启时产生的噪声。第97页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三②摇臂组组成——摇臂、摇臂轴、摇臂轴支座及定位弹簧等。定位弹簧防止摇臂轴向窜动。摇臂轴一根空心轴，在安装各摇臂部位的径向钻有油孔。紧固螺钉固定摇臂轴于摇臂轴支座孔内，以防转动。第98页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三3.3配气相位与气门间隙3.3.1．配气相位

（1）配气相位（配气定时）的定义：用曲轴转角表示的进、排气门的开启时刻和开启延续时间，通常用环形图表示—配气相位图。第99页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三（2）理论上的配气相位分析理论上讲进、压、功、排各占180°。理论配气相位不能满足发动机“进饱排净”的要求。原因：①气门的开、闭有个过程开启总是由小→大关闭总是由大→小导致进气不足，排气不干净。②气体惯性的影响同样造成进气不足、排气不净③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，如:6000r/min时,一个行程只有60/（6000×2）=0.005s=5ms，就是转速为1500r/min，一个行程也只有0.02s（20ms），这样短的进气或排气过程，使发动机进气不足，排气不净。

第100页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三（3）实际的配气相位分析①气门早开晚闭进气门早开可增大了进气行程开始时气门的开启高度，减小进气阻力，增加进气量；进气门晚关可延长了进气时间，在大气压和气体惯性力的作用下，增加进气量。排气门早开可借助气缸内的高压自行排气，大大减小了排气阻力，使排气干净；排气门晚关可延长了排气时间，在废气压力和废气惯性力的作用下，使排气干净。②气门重叠 气门重叠角——两个气门同时开启时间相当的曲轴转角。 在这段气门重叠时间内，可燃混合气和废气的流动情况：进、排气流各自有自己的流动方向和流动惯性，而重叠时间又很短，不至于混乱，即吸入的可燃混合气不会随同废气排出，废气也不会经进气门倒流入进气管，而只能从排气门排出；进气门附近有降压作用，有利于进气。

第101页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三第102页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三图中缩写的含义：EV0（ExhaustValveOpen）排气门开启时间、EVC（ExhaustValveClose）排气门关闭时间、IV0（IntakeValveOpen）进气门开启时间、IVCIntakeValveClose）进气门关闭时间。第103页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三气门间隙的定义：指气门完全关闭（凸轮的凸起部分不顶挺柱）时，气门杆尾端与摇臂或挺柱之间的间隙。作用：防止热膨胀造成的气门不能完全关闭现象的出现。气门间隙的大小—

进气门间隙约为0.25～0.3mm，排气门间隙约为0.3～0.35mm。间隙过大：使进气不足，排气不净,功率下降；机构零件撞击，磨损加快。间隙过小：气门关闭不严，漏气，功率下降，并使气门的密封表面严重积碳或烧坏，甚至气门撞击活塞。采用液压挺柱的配气机构不需要留气门间隙。3.3.2

气门间隙第104页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三ClassificationofVVT:CamVariableCam-PhaseChangingCam-LiftChangingCam-Phase+Cam-LiftChangingCamlessElectromagneticHydraulic3.3.3

先进的气门结构系统VVT第105页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三Fullyvariablevalvetrainsystems（Camless）1.BetterfuelefficiencyLesspumpinglossCylinderdeactivation（停缸

）Improvementisupto10-15%2.Increasedtorqueoutput

Rammingeffectduringhighenginespeed（高转速转矩）

Improvementisupto20%3.EliminationofexternalEGR（无需外部EGR）4.Reducedemissions

ReductionofNOxisupto40%

ReductionofHCisupto15%ReductionofCOisupto5%第106页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三Electromechanicalvalvecontrolprinciple

Actuatorspring(激励线圈)ClosingmagnetArmature（引铁）OpeningmagnetValvespringValveCenterpositionOpenpositionCloseposition第107页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三3.4内燃机的进、排气系统p221-220&145-1593.4.1进、排气系统组成

Page1ToyotaMotorSales,U.S.A.,Inc.AllRightsReserved

第108页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三化油器式汽油机进、排气系统组成现代电喷汽油机进排气系统的组成第109页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三增压汽油发动机进排气系统的组成第110页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三第111页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三3.4.2空气滤清器汽油机的空气滤清器和进气管第112页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三干式纸滤芯空气滤清器第113页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三空气滤清器工作原理第114页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三（1）功用与要求：功用—把空气中的灰尘土分离出来，供给气缸足够量的清洁空气。要求—滤清能力强，进气阻力小，维护保养周期长，价格低廉。（2）种类和工作原理 按滤清方式可以分为惯性式、过滤式和综合式； 按是否用机油分干式（干惯性式、干过滤式）和湿式（湿惯性式、湿过滤式）。

惯性式：它是根据离心力或惯性力与质量成正比的原理 优点：进气阻力小，保养简单。 缺点：滤清能力不强，即滤清效果差。

过滤式：它是根据吸附原理，引导气流通过滤芯（如金属网、丝、棉质物质和纸质等），将尘土隔离和粘附在滤芯上 优点：滤清能力强，滤清效果好。 缺点：进气阻力大，滤芯易堵塞。

综合式：综合上述两种滤清方式，使空气通过惯性式，除去粗粒灰尘，然后再通过过滤式除去细粒灰尘。

第115页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三可变进气系统3.4.3进气管与排气管第116页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三第117页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三

进气管的功用：将可燃混合气或空气引入气缸,对多缸机还要尽量保证各缸进气量均匀一致

排气管的功用是将燃烧后的废气引入大气。

要求：（1）进气阻力小，充气量要大。 （2）排气阻力小，排气噪音小。

材料：进、排气管一般用铸铁制成。进气管也有用铝合金铸造的。进、排气管二者可铸成一体，也可分别铸出。 固定在气缸盖上，接合面处装有石棉衬垫，以防漏气。进气总管以凸缘连通化油器， 排气总管连通催化净化器或排气消声器。进、排气支管则分别与进、排气门的通道连通。第118页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三3.4.4催化转换器第119页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三3.4.5消声器排气的特点——压力约为0．3~0．5MPa，温度约500~700℃，有一定的能量。具有间歇性，产生压力的脉动。排气直接排放到大气中，将产生强烈的、频谱比较复杂的噪声，其频率从几十Hz到一万Hz以上。功用——消减排气噪声，即降低排气压力和衰减排气压力的脉动，使排气能量耗散殆尽。消声器有四种基本结构形式，如图7—15所示。实际应用的消声器多为这些基本形式的组合。图7—15消声器的基本结构形式a)吸收式；b)干涉式；c)扩张式；d)共振式第120页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三红旗CA7220型轿车的排气系统装有前、中、后三个排气消声器.前消声器为扩张式。中消声器吸收式与共振式的组合内部由两个多孔管和两个隔板形成两个共振室，消减共振频率附近的噪声。装填多孔性吸声材料——岩棉，消减中、高频噪声。使用寿命较短，吸声材料在高温和腐蚀性气体作用下会丧失其消声能力。后消声器吸收式、扩张式与共振式的多种组合排气循环流动，消减噪声，降低排气温度。第121页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三第122页，讲稿共132页，2023年5月2日，星期三3.4.6空气流量计功用——测量进入发动机的空气流量，并将测量的结果转换为电信号传输给电控单元。型式——翼片式、热线式、热膜式和卡门涡旋式等。翼片式空气流量计无空气流过的情况下，卷簧总是使翼片处于关闭主流道的位置。怠速工作时，节气门接近关