配气机构推选资料

配气机构1§3.1 概述ηv=M/M0M——进气过程中，实际进入气缸的新气的质量；Mo——在理想状态下，充满气缸工作容积的新气质量。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。功用一、充气效率在进气行程中，实际进入气缸内的新鲜空气或可燃混合气的质量与在理想状态下充满气缸工作容积的新鲜空气或可燃混合气的质量之比。

2充气效率ηv：作用：衡量发动机换气质量的参数。充气效率越高，发动机的功率越大。决定因素：进气终了时气缸内的压力和温度压力：压力越高，ηv越高温度：温度越低，ηv越高值：提高ηv的方法：要求配气机构有利于减小进气和排气的阻力，进、排气门的开启时刻和持续开启的时间就适当，使吸气充分、排气彻底3二、配气机构的布置型式

目前国产的汽车发动机都采用气门顶置式配气机构。

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，逐渐被淘汰。

41、气门顶置式5工作过程

特点：气门行程大，结构较复杂，燃烧室紧凑，工艺性好，充气阻力小，具有良好的抗爆性和高速性，易于提高发动机的动力性和经济性指标。组成：62、气门侧置式进排气门都布置在气缸的一侧，结构简单、零件数目少。气门布置在同一侧导致燃烧室结构不紧凑、热量损失大、进气道曲折、进气阻力大，使发动机性能下降，已趋于淘汰。7三、凸轮轴的布置型式凸轮轴下置凸轮轴中置凸轮轴上置81、凸轮轴下置：

不利因素：凸轮轴与气门相距较远，动力传递路线较长，环节多，因此不适用于高速发动机。

有利因素：简化曲轴与凸轮轴之间才传动装置，有利于发动机的布置。92、凸轮轴中置式：

传动方式：凸轮轴经过挺柱直接驱动摇臂，省去了推杆。

应用：适用于发动机转速较高时，可以减少气门传动机构的往复运动质量。凸轮轴挺柱活塞摇臂调整螺钉103、凸轮轴上置式： 应用：高速发动机桑塔纳轿车发动机凸轮轴凸轮轴活塞特点：凸轮轴布置在气缸盖上，凸轮轴与气门距离近，不需要推杆、挺柱，使往复运动的惯量减少。双凸轮轴上置式发动机11四、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上置式配气机构齿形带传动凸轮轴上置式配气机构121、齿轮传动：凸轮轴下置、中置式配气机构大多数采用圆柱正时齿轮传动。

斜齿轮(啮合平稳、减小噪声和磨损)

2、链传动：工作可靠性和耐久性不如齿轮传动

3、同步带传动：

减小噪声、减小结构质量、降低成本1314五、气门数目及排列方式：一般发动机都采用第缸两气门，即一个进气门和一个排气门的结构。当气缸直径较大，活塞平均线速度较高时，为保证良好的换气质量，有些发动机采用每缸多气门结构：三气门，四气门或五气门结构。15柴油机：进、排气门分别置于气缸盖的两侧(避免进气受到预热而影响充气效率)汽油机：进、排气道通常置于气缸盖的同一侧，利用排气歧管的废气热量对进气歧管进行预热16每缸四气门的布置同气门串联：影响进气门充气效率、排气门热负荷不均匀同气门并联：提高进气门充气效率、排气门热负荷均匀1718六、气门间隙：1、概念：

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。气门杆摇臂气门间隙气门间隙进气门0.25~0.30mm排气门0.30~0.35mm为何排气门间隙大于进气门间隙？19实物图测量气门间隙拧松紧定螺母，调整调节螺钉20§3.2配气相位

气门从开启到关闭所经历的曲轴转角，称为配气相位。

10°~30°

40°~80°

40°~80°

10°~30°上止点下止点一、概念211、进气门的配气相位(1)进气提前角在排气行程接近终了、活塞到达上止点之前，进气门便开始。从进气门开始开启到活塞上移到上止点所对应的曲轴转角，称为进气提前角。进气门提前开启的目的，是为了保证进气行程开始时进气门已开大，减小进气阻力，使新鲜气体能顺利地充入气缸(2)进气迟后角在进气行程活塞到达下止点过后，活塞又上行一段，进气门关闭。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。原因：活塞到达下止点时，气缸内压力仍低于大气压力、气流还有相当大的惯性，仍可能利用气流惯性和压力差继续进气。222、排气门的配气相位(1)排气提前角在做功行程接近终了，活塞到达下止点之前，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。当做功行程活塞接近下止点时，气缸内的气体压力对做功的作用已经不大，但仍比大气压力高，因此在此压力作用下，气缸内的废气能迅速地自由排出。(2)排气迟后角在排气行程接近终了，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。目的：由于活塞到达上止点时，气缸内的残余废气压力继续高于大气压力，加之排气时气流有一定的惯性，仍可能利用气流惯性和压力差把废气排放得较充分。23二、气门重叠气门重叠：当进气门早开和排气门迟关时，出现的进排气门同时开启的现象。气门重叠角：气门同时开启的角度（

+

）。排气过程进气过程气门重叠角24配气相位演示25§3.3配气机构的主要零部件一、气门组

26气门组实物图锁片弹簧座271、气门A、进气门570K～670K，排气门1050K～1200K。B、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，承受冲击力、高温冲击、高速气流冲击。

头部杆部工作条件：性能：

强度和刚度大、耐热、耐腐蚀、耐磨组成：头部和杆部进气门：铬钢或铬镍钢(合金刚)；排气门：硅铬钢(耐热合金刚)注意：充注金属钠，增加导热性能28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。目前应用广泛凸顶式（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，故适用于进气门；但其顶部受热面积大，而不宜用于排气门。29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。扩大导热面积，导热性能提高。B、气门落座时有较好的对中、定位作用。C、在相同气门升程的条件下，气门锥度能使气流的通过断面面积增大、进气阻力降低，提高进气速度和进气量。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。30气门实物图进气门（大）排气门（小）31气门直径越大，气门口通道截面积就越大，进、排气阻力就越小。由于最大尺寸受燃烧室结构的影响，考虑到进气阻力比排气阻力对发动机性能的影响大得多，因此为尽量降低进气阻力，进气门头部直径往往大于排气门头部直径。另外，排气门头部直径尺寸小些，在高温、高压作用下也不容易变形。32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、锁销孔凹槽易断裂处气门杆尾部的结构取决于气门弹簧座的固定方式332、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，内表面精绞装配：气门杆与气门导管间隙0.05～0.12mm。

气门导管气缸盖过盈配合卡环：防止气门导管在使用中脱落。伸入深度应适量。锥度可减少气流阻力。343、气门座气门座概念：

气缸盖(或气缸体)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。气门密封干涉角：

比气门锥角大0.5～1度的气门座圈锥角。气门座35汽油机：排气门采用镶嵌式气门座柴油机：进气门采用镶嵌式气门座

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364、气门弹簧功用：保证气门的回位。要求：合适的弹力、足够的刚度和抗疲劳强度材料：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37气门弹簧圆柱形螺旋弹簧圆柱等螺距弹簧不等距弹簧应用：CA7560不等螺距弹簧安装时应注意什么问题？随着有效圈数的减少，自然频率提高。38双弹簧布置旋向相反的两个弹簧，防止断裂的弹簧卡入另一弹簧应用车型：奥迪100，捷达，桑塔纳,广州标致505作用：1、防止共振2、当一根弹簧折断折断时，另一根仍可继续工作3、降低了气门弹簧的整体高度39气门旋转机构为了使气门头部温度均匀，防止局部过热引起的变形和清除气门座积炭，可设法使气门在工作中相对气门座缓慢旋转。气门缓慢旋转时在密封锥面上产生轻微的摩擦力，有阻止沉积物形成的自洁作用。40主、副气管同时打开---动力性不利因素：凸轮轴与气门相距较远，动力传递路线较长，环节多，因此不适用于高速发动机。另外，排气门头部直径尺寸小些，在高温、高压作用下也不容易变形。分类：普通摇臂和无噪声摇臂。装配：气门杆与气门导管间隙0.承受气门弹簧的张力，间歇性的冲击载荷。接受气门传来的热量。气门从开启到关闭所经历的曲轴转角，称为配气相位。承受气门间歇性开启的冲击载荷。应用：适用于发动机转速较高时，可以减少气门传动机构的往复运动质量。减小摩擦所造成的对挺柱的侧向力。优质钢、合金铸铁、球墨铸铁避免气流拐弯过大而降低流速。卡环：防止气门导管在使用中脱落。压力：压力越高，ηv越高充气效率越高，发动机的功率越大。点此观看气门传动组录像气门旋转机构锥形套筒锁片41二、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42点此观看气门传动组录像431、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。要求足够的韧性和刚度、及耐磨性材料：

优质钢、合金铸铁、球墨铸铁结构：轴颈斜齿轮凸轮偏心轮正时齿轮斜齿轮：驱动分电器、（机油泵）偏心轮：驱动器汽油泵44气门直径要大锥角要合适为了使气门头部温度均匀，防止局部过热引起的变形和清除气门座积炭，可设法使气门在工作中相对气门座缓慢旋转。B、气门落座时有较好的对中、定位作用。分类：普通摇臂和无噪声摇臂。应用：适用于发动机转速较高时，可以减少气门传动机构的往复运动质量。由于最大尺寸受燃烧室结构的影响，考虑到进气阻力比排气阻力对发动机性能的影响大得多，因此为尽量降低进气阻力，进气门头部直径往往大于排气门头部直径。气门重叠角：气门同时开启的角度（+）。点此观看气门传动组录像压缩比受到限制，进排气门阻力较大，发动机的动力性和高速性均较差，逐渐被淘汰。由于最大尺寸受燃烧室结构的影响，考虑到进气阻力比排气阻力对发动机性能的影响大得多，因此为尽量降低进气阻力，进气门头部直径往往大于排气门头部直径。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，逐渐被淘汰。扩大导热面积，导热性能提高。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：45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46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点火顺序：1—2—4—3471、正时齿轮；2、垫圈；3、螺母；4、止推片；5、螺栓；6、隔圈。123456凸轮轴轴向定位凸轮轴的轴向定位作用：

为了防止凸轮轴在工作中产生轴向窜动和承受斜齿轮产生的轴向力。48凸轮轴的驱动A、齿轮传动：应用在下置凸轮轴发动机。采用斜齿齿轮。正时齿轮及正时标记正时标记对准：保证正确的配气相位和点火时刻49B、链条和齿形皮带传动：链条传动噪声小，用于中置式或顶置式凸轮轴发动机。曲轴正时齿形带轮中间轴齿形带轮张紧轮凸轮轴正时齿形带轮502、挺柱（1）作用：将凸轮的推力传给推杆或气门杆。（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式滚轮式减小摩擦所造成的对挺柱的侧向力。多用于大缸径柴油机。51挺柱端面与凸轮的关系锥形凸轮5253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。卡环阀架支承座单向阀柱塞弹簧碟形弹簧挺杆体柱塞推杆54桑塔纳发动机液压挺柱工作示意图气门关闭时气门打开时单向阀弹簧被压缩553、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细长零件。材料：

硬铝或钢。要求：足够的刚度、质量小结构：实心和空心5