发动机3-配气机构2011

第三章配气机构(ValveSystem

)气门组

概述

配气相位气门传动组武汉科技大学机械学院武汉科技大学机械学院武汉科技大学机械学院§3.1 概述按照发动机每个气缸内所进行的工作循环和发火次序的要求，定时开启和关闭气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。一功用二组成气门组、气门传动组武汉科技大学机械学院三、凸轮轴的布置形式凸轮轴下置凸轮轴中置凸轮轴上置武汉科技大学机械学院四、气门驱动形式摇臂直接驱动摆臂武汉科技大学机械学院§3.2配气相位与气门间隙

(ValveTimingandValveLash

)

以曲轴转角表示的进、排气门开闭时刻及其开启的持续时间。配气相位(ValveTiming

)武汉科技大学机械学院①气门的开、闭有个过程②气体惯性的影响

进气不足，排气不净理论上：进气时间和排气时间各占180°曲轴转角。实际上：武汉科技大学机械学院2、延长进、排气时间1、结构上进行改进（如增大进、排气管道截面）措施武汉科技大学机械学院表示活塞在不同位置时气缸内气体压力的变化情况PVr示功图大气压力线cZb上止点下止点

a

进气压缩做功排气武汉科技大学机械学院进气行程末，气缸内压力小于大气压，仍能进气；排气行程末，气缸内压力大于大气压，仍能排气进排气门晚关做功行程后期高压有利于排气，并对做功无影响；排气行程排气门完全打开进排气门早开进排气门开启时间延长进气行程气门完全打开武汉科技大学机械学院

0°~30°

30°~80°

40°~80°

0°~30°上止点下止点可变配气定时(VariableValveTiming

)进气延迟角和气门重叠角随发动机转速改变大小不当有何影响？武汉科技大学机械学院二、气门间隙(ValveLash

)气门间隙：为保证气门关闭严密，通常发动机在冷态装配时，在气门杆尾端与气门驱动零件（摇臂、挺柱或凸轮）之间留有适当的间隙。气门杆凸轮轴气门间隙进气门0.25～0.30mm排气门0.30～0.35mm1、概念：驱动零件武汉科技大学机械学院实物图测量气门间隙拧松紧定螺母，调整调节螺钉武汉科技大学机械学院§3.3气门组一、构成武汉科技大学机械学院气门导管气门弹簧气门座圈气门武汉科技大学机械学院气门组实物图锁片弹簧座武汉科技大学机械学院1、气门A、进气门570K～670K，排气门1050K～1200KB、头部承受气体压力、气门弹簧力等C、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，承受高温、气体力和气门弹簧力、冲击力。

头部杆部工作条件：性能：A、耐热、良好的导热性；B、强度和刚度大，耐冲击；C、耐腐蚀、耐磨进气门：中碳合金钢；排气门：耐热合金钢武汉科技大学机械学院气门头部的结构形式平顶式结构简单，制造方便，吸热面积小，质量也较小，进、排气门都可采用。凸顶式（球面顶）适用于排气门，因为其强度高，排气阻力小，废气的清除效果好，但球形的受热面积大，质量和惯性力大加工较复杂。凹顶式（喇叭顶）凹顶头部与杆部的过渡部分具有一定的流线形，可以减少进气阻力，但其顶部受热面积大，故适用于进气门，而不宜用于排气门。武汉科技大学机械学院气门锥角气门锥角概念：气门头部与气门座圈接触的锥面与气门顶部平面的夹角。锥角作用：

A、获得较大的气门座合压力，提高密封性和导热性。B、气门落座时有较好的对中、定位作用。C、避免气流拐弯过大而降低流速。装配前应将密封锥面研磨。边缘应保持一定的厚度，1～3mm。传热武汉科技大学机械学院气门实物图进气门（大）排气门（小）气门头部热量如何传递？武汉科技大学机械学院气门杆部较高的加工精度，表面经过热处理和磨光，保证同气门导管的配合精度和耐磨性气门杆尾部：环形槽、气门锁夹槽凹槽易断裂处武汉科技大学机械学院每缸气门数1进气增加2气门质量变小3火花塞布置有利于燃烧

武汉科技大学机械学院2、气门导管作用：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：工作温度较高，约500K。润滑困难，易磨损。材料：用含石墨较多的铸铁，能提高自润滑作用。加工方法：外表面加工精度较高，内表面精铰

装配：气门杆与气门间隙0.05～0.12mm。

气门导管气缸盖卡环：防止气门导管在使用中脱落。武汉科技大学机械学院3、气门座气门座概念：

气缸盖的进、排气道与气门锥面相结合的部位。作用：

靠其内锥面与气门锥面的紧密贴合密封气缸。接受气门传来的热量。

气门座武汉科技大学机械学院气门座圈：

以较大过盈量镶嵌在气门座上的圆环。镶嵌式气门座特点：

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，脱落时易造成严重事故。气门座圈材料：合金铸铁或粉末冶金武汉科技大学机械学院4、气门弹簧功用：保证气门关闭时密封，克服惯性力，使传动件与凸轮轴不脱离。

材料：高锰碳钢、铬钒钢。气门弹簧气门弹簧座锁片气门关闭保证气门及时关闭、密封气门开启保证气门不脱离凸轮武汉科技大学机械学院避免工作中气门弹簧共振，可采取下列结构措施：

1)采用双气门弹簧2)采用变螺距气门弹簧3)采用锥形气门弹簧4)采用气门弹簧振动阻尼器武汉科技大学机械学院二、气门传动组

1、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当的气门间隙。凸轮轴挺柱推杆摇臂凸轮轴正时齿轮摇臂轴武汉科技大学机械学院武汉科技大学机械学院1、凸轮轴作用：

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：

承受气门间歇性开启的冲击载荷。材料：

优质钢、合金铸铁、球墨铸铁结构：轴颈凸轮正时齿轮武汉科技大学机械学院凸轮凸轮性能：

承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。

表面有良好的耐磨性，足够的刚度。

凸轮与挺柱线接触，接触压力大，磨损快。工作条件：武汉科技大学机械学院凸轮的轮廓凸轮轮廓与气门的运动规律气门开启点消除气门间隙阶段气门升程最大时刻气门关闭点出现气门间隙阶段缓冲结束点武汉科技大学机械学院同名凸轮的相对角位置同一气缸的进、排气凸轮的相对角位置是与相应的配气相位相对应的。四缸发动机凸轮投影1—2—4—3点火顺序：武汉科技大学机械学院凸轮轴的传动方式传动方式图示应用齿轮传动凸轮轴下置、中置式配气机构链条传动凸轮轴中或上置式配气机构齿形带传动凸轮轴上置式配气机构武汉科技大学机械学院武汉科技大学机械学院2、挺柱（1）作用：将凸轮的推力传给推杆或气门。（2）挺柱的分类：普通挺柱和液力挺柱。普通挺柱用途图示筒式气门顶置滚轮式减小摩擦、磨损小。多用于大缸径柴油机。武汉科技大学机械学院液力挺柱结构：见右图性能：

消除了配气机构的间隙，减小了各零件的冲击载荷和噪声提高发动机高速时的性能。卡环阀架推杆支座单向阀柱塞弹簧单向阀弹簧挺柱体柱塞武汉科技大学机械学院武汉科技大学机械学院3、气门推杆作用：

将挺柱传来的推力传给摇臂。工作情况：

是气门机构中最容易弯曲的零件。材料：

硬铝（机体和汽缸盖均为铝合金）或钢。淬硬、磨光武汉科技大学机械学院

短臂

长臂4、摇臂功用：

摇臂结构示意图将推杆或凸轮传来的力改变方向，作用到