汽车机械基础（第4版）课件 项目1 任务1.3 汽车配气机构认识

李亚杰汽车机械基础项目1汽车常用机构认知任务1.3汽车配气机构认识【任务描述】内燃机配气机构1—挺柱2—气门3—弹簧

4—摇臂

5—推杆6—凸轮

7—凸轮轴汽车中的内燃机配气机构是发动机中的重要机构，工作时要求在一个工作循环内气门能迅速打开，随即迅速关闭，然后保持关闭状态。控制内燃机配气机构的是凸轮机构，凸轮机构是一种常用的高副机构，可以将匀速运动转换为非匀速运动或间歇运动。要认识汽车配气机构，必须学习凸轮机构知识。一、凸轮机构的组成与特点凸轮：具有曲线轮廓或凹槽的构件1。从动件：由凸轮直接推动的构件2。机架：固定的构件3。（推杆）1.凸轮机构的组成2.凸轮机构的特点

优点：结构简单、工作可靠、设计方便，只要设计适当的凸轮轮廓，便可使从动件得到所需的运动规律。

缺点：凸轮轮廓加工较为困难，凸轮轮廓精度要求高时，需用数控机床进行加工。而且，凸轮副是点接触或线接触的高副，接触应力较大，易磨损。

凸轮运动时，其上的曲线轮廓与从动件高副接触。若凸轮轮廓曲线或凹槽曲线按从动件的预期运动规律设计而成，可获得预期的运动。1.按凸轮的形状分类：盘形凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮。

结构简单，易于加工，应用最为广泛。

它可视为盘形凸轮的回转轴心处于无穷远处时的演化型式。

空间凸轮机构，可使从动件获得大的工作行程。二、凸轮机构的类型

平板凸轮圆柱凸轮盘形凸轮2.按从动件的形状分类：尖顶从动件、曲面从动件、滚子从动件、平底从动件。

结构复杂、耐磨损，可承受较大载荷，在工程实际应用最为广泛。

结构简单、但易磨损，用于受力不大、低速及要求传动灵敏的场合，如仪表、记录仪。

受力好、能减小磨损，故用于高速传动，但不能用于具有内凹轮廓曲线的凸轮。尖顶从动件滚子从动件平底从动件3.按从动件的运动方式分类：移动从动件、摆动从动件。若

达到一定值时，会有：Fx-有害分力，垂直于导路；Fy-有效分力，沿导路方向。

越大→Fy越小，

Fx越大。Fx

>Fy

→机构发生自锁。为了保证凸轮机构正常工作，要求：

max≤[

]

定义：从动件运动方向和接触处轮廓法线方向所夹的锐角称为压力角

。推程时：对于移动从动件[

]=300；对于摆动从动件[

]=450；回程时：通常取[

]=700～800。

注：回程一般不会出现自锁，通常只需校核推程压力角。三、凸轮机构的压力角四、凸轮机构组成与分类凸轮机构在汽车中主要应用于发动机配气机构（在凸轮轴上）。凸轮轴是汽车中不可缺少的、非常重要的零件。凸轮轴主要由凸轮和凸轮轴轴颈组成。凸轮轴的组成四、凸轮机构组成与分类按凸轮轴的布置位置，凸轮轴可分为凸轮轴上置式、凸轮轴中置式和凸轮轴下置式3种。

凸轮轴上置式

凸轮轴中置式

凸轮轴下置式棘轮机构主要由棘爪、棘轮和机架组成。棘轮机构1.棘轮机构的组成【知识拓展】驻车制动锁止机构驻车制动时，将操纵杆向上扳起，通过平衡杠杆将驻车制动操纵拉绳拉紧，促动两后轮制动器制动。由于制动锁止机构中棘爪的单向作用，棘爪与棘轮啮合后，操纵杆不能反转，故整个驻车制动系统能可靠地被锁定在制动位置。2.棘轮机构的应用自行车后轮轴棘轮机构当人脚蹬自行车踏板时，经自行车前轮轴上链轮和其上链条带动后轮轴上的链轮（内圈具有棘齿）转动，链轮再通过棘轮和棘爪带动后轮轴转动，后轮轴与自行车后轮之间为刚连接，使后轮也随之转动，从而驱使自行车前行。

2.棘轮机构的应用认识内燃机配气机构（1）气门组。气门组的作用是准时接通和切断进排气系统与气缸之间的通道。气门组主要由气门2、弹簧3、气门导管（图中未示出）、气门座（图中未示出）等组成。①

由头部和杆部组成，头部用来封闭气缸的进排气通道，杆部则主要为气门的运动导向。②

的作用是使气门自动回位，保证密封并减小冲击力。③

主要起导向作用，保证气门做往复直线运动，使气门与气门座能正确贴合。④

气缸盖（或气缸体）的进排气通道与气门锥面相结合的部位称为

，其作用是与气门紧密配合，保证密封。（2）气门传动组。气门传动组的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。气门传动组主要由凸轮轴（图中未示出）、挺柱1、推杆5、摇臂4及摇臂轴（图中未示出）等组成。①

是气门传动组中主要的零件，其作用是驱动和控制各缸气门的开启、关闭，使其符合发动机的工作顺序、配气相位及气门开度的变化规律等要求。②

的作用是将凸轮的推力传给推杆或气门杆。③

位于挺柱和摇臂之间，其作用是将挺柱传来的推力传给摇臂。④

的作用是将推杆或凸轮传来的力改变方向，作用到气门杆端以推开气门。内燃机配气机构【任务实施】内燃机配气机构的工作原理（1）气门打开。凸轮轴旋转，使凸轮轴上的

的凸起部分通过挺柱1、推杆5、调整螺钉（图中未示出）等，推动摇臂4摆转；摇臂4的另一端便向下推开气门2，同时使弹簧3进一步压缩。（2）气门关闭。当凸轮

6

的凸起部分的顶点转过挺柱

1

以后，气门

2

在

弹簧张力的作用下，开度逐渐减小，直至最后关闭，