汽車構造_配氣機構

1、 配氣機構概述配氣機構概述 前面我們學習了發(fā)動機的工作原理，知道了發(fā)動一前面我們學習了發(fā)動機的工作原理，知道了發(fā)動一個工作循環(huán)都要經(jīng)過個工作循環(huán)都要經(jīng)過進氣、壓縮、做功、排氣四個行四個行程，其中進氣、排氣過程中進排氣門的打開和關閉都程，其中進氣、排氣過程中進排氣門的打開和關閉都跟活塞在氣缸中的位置有一定的關聯(lián)，這種聯(lián)系要靠跟活塞在氣缸中的位置有一定的關聯(lián)，這種聯(lián)系要靠什么機構來完成呢？什么機構來完成呢？ 這就是發(fā)動機中的這就是發(fā)動機中的配氣機構配氣機構 下面我們就來了解一下，汽車發(fā)動機中的配氣機構下面我們就來了解一下，汽車發(fā)動機中的配氣機構的工作狀況。的工作狀況。 第三章第三章 配氣機構的構造

2、與維修配氣機構的構造與維修 第一節(jié)配氣機構的構造和工作原理第一節(jié)配氣機構的構造和工作原理p一、配氣機構功用： 按按照發(fā)動機每個氣缸內(nèi)所進行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要照發(fā)動機每個氣缸內(nèi)所進行的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時開啟和關閉氣缸的進、排氣門，使新鮮可燃混合氣求，定時開啟和關閉氣缸的進、排氣門，使新鮮可燃混合氣( (汽油機汽油機) )或空氣或空氣( (柴油機柴油機) )得以及時進入氣缸，廢氣得以及時從得以及時進入氣缸，廢氣得以及時從氣缸排出。氣缸排出。 p要求：開閉及時要求：開閉及時p 開度足夠開度足夠p 關閉嚴密關閉嚴密3.2配氣機構的布置和工作情況一、氣門的布置型式一、氣門的布置型式 一

3、、氣門的布置型式1、氣門頂置式、氣門頂置式 組成：組成：特點：特點：A、氣門行程大，結構較復雜，燃燒室緊湊。、氣門行程大，結構較復雜，燃燒室緊湊。B、曲軸與凸輪軸、曲軸與凸輪軸傳動比傳動比為為2:1。 工作過程2、氣門側置式 進排氣門都布置在氣缸進排氣門都布置在氣缸的一側，結構簡單、零件數(shù)的一側，結構簡單、零件數(shù)目少。目少。 氣門布置在同一側導致氣門布置在同一側導致燃燒室結構不緊湊、熱量損燃燒室結構不緊湊、熱量損失大、進氣道曲折、進氣阻失大、進氣道曲折、進氣阻力大，使發(fā)動機性能下降，力大，使發(fā)動機性能下降，已趨于淘汰已趨于淘汰。二、凸輪軸的布置型式二、凸輪軸的布置型式1、凸輪軸下置、凸輪軸下置

4、 不利因素：不利因素：凸輪軸與氣凸輪軸與氣門相距較遠，動力傳遞門相距較遠，動力傳遞路線較長，環(huán)節(jié)多，因路線較長，環(huán)節(jié)多，因此不適用于高速發(fā)動機。此不適用于高速發(fā)動機。 有利因素：有利因素：簡化曲軸與簡化曲軸與凸輪軸之間才傳動裝置，凸輪軸之間才傳動裝置，有利于發(fā)動機的布置。有利于發(fā)動機的布置。2、凸輪軸中置式傳動方式傳動方式：凸輪：凸輪軸經(jīng)過挺柱直接軸經(jīng)過挺柱直接驅動搖臂，省去驅動搖臂，省去了推桿。了推桿。 應用應用：適用于發(fā)：適用于發(fā)動機轉速動機轉速較高較高時，時，可以減少氣門傳可以減少氣門傳動機構的往復運動機構的往復運動質量。動質量。凸輪軸凸輪軸挺柱挺柱活塞活塞搖臂搖臂調整螺釘調整螺釘3、凸

5、輪軸上置式應用：高速發(fā)動機應用：高速發(fā)動機 桑塔納轎車發(fā)動機桑塔納轎車發(fā)動機凸輪軸凸輪軸活塞特點：特點： 凸輪軸與氣門距離近，不需要推桿、挺柱，使往復運動的慣量減少。雙凸輪軸上置式發(fā)動機雙凸輪軸上置式發(fā)動機GL1a)凸輪搖臂驅動式 b)凸輪直接驅動式三、氣門間隙1、概念：、概念： 氣門間隙氣門間隙：為保證氣門關閉嚴密，通常發(fā)動機在冷態(tài)裝配時，在為保證氣門關閉嚴密，通常發(fā)動機在冷態(tài)裝配時，在氣門桿尾端與氣門驅動零件（搖臂、挺柱或凸輪）之間留有適當氣門桿尾端與氣門驅動零件（搖臂、挺柱或凸輪）之間留有適當?shù)拈g隙。的間隙。氣門桿氣門桿搖臂搖臂氣門間隙氣門間隙氣門氣門間隙間隙進氣門進氣門0.250.30

6、mm0.250.30mm排氣門排氣門0.300.35mm0.300.35mm為何排氣為何排氣門間隙大門間隙大于進氣門于進氣門間隙？間隙？四、配氣相位1、氣門從開啟到關閉所經(jīng)歷的曲、氣門從開啟到關閉所經(jīng)歷的曲軸轉角，稱為軸轉角，稱為配氣相位配氣相位。1030 4080 4080 1030 上止點下止點配氣相位演示3、氣門疊開氣門疊開：當進氣門早開和排氣門晚關時，出現(xiàn)的進排氣門疊開：當進氣門早開和排氣門晚關時，出現(xiàn)的進排氣門同時開啟的現(xiàn)象。氣門同時開啟的現(xiàn)象。 氣門疊開角：氣門同時開啟的角度（氣門疊開角：氣門同時開啟的角度（ + ）。）。排氣過程排氣過程進氣過程進氣過程五、凸輪軸的傳動方式五、凸輪

7、軸的傳動方式傳動方式傳動方式傳動路線傳動路線應用應用齒輪傳動齒輪傳動曲軸正時齒輪（鋼）曲軸正時齒輪（鋼）凸輪軸正時齒凸輪軸正時齒輪（鑄鐵或膠木）輪（鑄鐵或膠木）凸輪軸下置、凸輪軸下置、中置式配氣機中置式配氣機構構鏈條傳動鏈條傳動曲軸曲軸鏈條鏈條凸輪軸正時齒輪凸輪軸正時齒輪凸輪軸上置式凸輪軸上置式配氣機構配氣機構 齒形帶傳動齒形帶傳動曲軸曲軸齒形皮帶齒形皮帶凸輪軸正時齒輪凸輪軸正時齒輪凸輪軸上置式凸輪軸上置式配氣機構配氣機構傳動方式圖例齒形帶傳動裝置齒形帶傳動裝置凸輪軸凸輪軸曲軸曲軸片式鏈條張緊器片式鏈條張緊器允許對鏈條施加較低的張緊力，實現(xiàn)低摩擦。允許對鏈條施加較低的張緊力，實現(xiàn)低摩擦。比帶式

8、更節(jié)省空間。比帶式更節(jié)省空間。片式鏈條張緊器3.3配氣機構的組件和工作情況一、氣門組 包括氣門組和氣門傳動組包括氣門組和氣門傳動組 氣門組實物圖功用：功用：燃燒室的組成部分，是氣體進、出燃燒室通道的開關，承受沖擊力、燃燒室的組成部分，是氣體進、出燃燒室通道的開關，承受沖擊力、高溫沖擊、高速氣流沖擊。高溫沖擊、高速氣流沖擊。 工作條件：工作條件： A、進氣門、進氣門570K670K，排氣門，排氣門1050K1200K。 B、頭部承受氣體壓力、氣門彈簧力等，、頭部承受氣體壓力、氣門彈簧力等， C、冷卻和潤滑條件差，、冷卻和潤滑條件差， D、被氣缸中燃燒生成物中的物質所腐蝕。、被氣缸中燃燒生成物中的

9、物質所腐蝕。 性能：性能： 強度和剛度大、耐熱、耐腐蝕、耐磨強度和剛度大、耐熱、耐腐蝕、耐磨1、氣門進氣門進氣門570K670K（鉻鋼或（鉻鋼或鉻鎳鋼）鉻鎳鋼） 排氣門排氣門1050K1200K（硅鉻鋼）（硅鉻鋼）頭部頭部桿部桿部氣門頭部的結構形式平頂式平頂式結構簡單，制造方便，吸熱面積小，質量也較小，結構簡單，制造方便，吸熱面積小，質量也較小，進、排氣進、排氣門門都可采用。都可采用。凸頂式（凸頂式（球球面頂面頂）適用于適用于排氣門排氣門，因為其強度高，排氣阻力小，廢氣的清除效，因為其強度高，排氣阻力小，廢氣的清除效果好，但球形的受勢面積大，質量和慣性力大加工較復雜。果好，但球形的受勢面積大，

10、質量和慣性力大加工較復雜。 凹頂式（凹頂式（喇喇叭頂叭頂）凹頂頭部與桿部的過渡部分具有一定的流線形，可以減少進凹頂頭部與桿部的過渡部分具有一定的流線形，可以減少進氣阻力，但其頂部受熱面積大，故適用于氣阻力，但其頂部受熱面積大，故適用于進氣門進氣門，而不宜用，而不宜用于排氣門。于排氣門。氣門實物圖進氣門進氣門排氣門排氣門氣門錐角p氣門錐角：氣門錐角：氣門頭部與氣門座圈接觸的錐面與氣門頂氣門頭部與氣門座圈接觸的錐面與氣門頂部平面的夾角。部平面的夾角。錐角作用：錐角作用： A、獲得較大的氣門座合壓力，提高密封性和導熱性。、獲得較大的氣門座合壓力，提高密封性和導熱性。 B、氣門落座時有較好的對中、定位

11、作用。、氣門落座時有較好的對中、定位作用。 C、避免氣流拐彎過大而降低流速。、避免氣流拐彎過大而降低流速。裝配前應將裝配前應將密封錐面研密封錐面研磨。磨。邊緣應保持邊緣應保持一定的厚度，一定的厚度，13mm。氣門桿較高的加工精度，表面較高的加工精度，表面經(jīng)過熱處理和磨光，保經(jīng)過熱處理和磨光，保證同氣門導管的配合精證同氣門導管的配合精度和耐磨性度和耐磨性氣門桿尾部：氣門桿尾部：環(huán)形槽、鎖環(huán)形槽、鎖銷孔銷孔凹槽凹槽易斷裂處易斷裂處2、氣門座氣門座：氣門座： 氣缸蓋的進、排氣道與氣門錐面相結氣缸蓋的進、排氣道與氣門錐面相結 合的部位。合的部位。 作用：作用： 靠其內(nèi)錐面與氣門錐面的緊密貼合密封氣缸。

12、靠其內(nèi)錐面與氣門錐面的緊密貼合密封氣缸。 接受氣門傳來的熱量。接受氣門傳來的熱量。 氣門密封干涉角：氣門密封干涉角： 比氣門錐角大比氣門錐角大0.51度的氣門座圈錐角。度的氣門座圈錐角。 氣門座氣門座氣門座圈：氣門座圈： 以較大過盈量鑲嵌在氣門座上的圓環(huán)。以較大過盈量鑲嵌在氣門座上的圓環(huán)。 鑲嵌式氣門座特點：鑲嵌式氣門座特點： 優(yōu)點：提高氣門座的使用壽命，便于更換。優(yōu)點：提高氣門座的使用壽命，便于更換。 缺點：導熱性差，加工精度高，脫落時易造成嚴重事故。缺點：導熱性差，加工精度高，脫落時易造成嚴重事故。汽油機：排氣門采用鑲嵌式氣門座汽油機：排氣門采用鑲嵌式氣門座 柴油機：進氣門采用鑲嵌式氣門座

13、柴油機：進氣門采用鑲嵌式氣門座 鋁合金氣缸蓋鋁合金氣缸蓋為何氣門座都為何氣門座都要鑲嵌氣門座要鑲嵌氣門座圈？圈？2、氣門座作用：作用： 為氣門的運動導向，保證氣門直線運動兼起導熱作用。為氣門的運動導向，保證氣門直線運動兼起導熱作用。 工作條件：工作條件： 工作溫度較高，約工作溫度較高，約500K。潤滑困難，易磨損。潤滑困難，易磨損。 材料：材料： 用含石墨較多的鑄鐵，能提高自潤滑作用。用含石墨較多的鑄鐵，能提高自潤滑作用。 加工方法：加工方法： 外表面加工精度較高外表面加工精度較高 內(nèi)表面精絞內(nèi)表面精絞 裝配：裝配： 氣門桿與氣門間隙氣門桿與氣門間隙0.050.12mm。 3、氣門導管氣門導管

14、氣門導管氣缸蓋氣缸蓋過盈配合過盈配合卡環(huán)：防止氣門導卡環(huán)：防止氣門導管在使用中脫落。管在使用中脫落。倒角倒角伸入深度應適量。錐度伸入深度應適量。錐度可減少氣流阻力。可減少氣流阻力。4、氣門彈簧p功用：保證氣門的回位。功用：保證氣門的回位。 p材料：高錳碳鋼、鉻釩鋼材料：高錳碳鋼、鉻釩鋼氣門彈簧的裝配氣門彈簧的裝配氣門彈簧氣門彈簧氣門彈簧座氣門彈簧座鎖片鎖片氣門關閉氣門關閉保證氣門及時關保證氣門及時關閉、密封閉、密封氣門開啟氣門開啟保證氣門不脫離保證氣門不脫離凸輪凸輪氣門彈簧圓柱形螺旋彈簧圓柱形螺旋彈簧圓柱等螺距彈簧圓柱等螺距彈簧不等距彈簧不等距彈簧 不等螺距彈簧安裝不等螺距彈簧安裝時應注意什么

15、問題？時應注意什么問題？隨著有效圈數(shù)隨著有效圈數(shù)的減少，自然的減少，自然頻率提高。頻率提高。應用：應用：CA7560雙彈簧布置旋向相反的旋向相反的兩個彈簧，兩個彈簧，防止斷裂的防止斷裂的彈簧卡入另彈簧卡入另一彈簧一彈簧應用車型：應用車型： 奧迪奧迪100，捷達，桑塔納，捷達，桑塔納, 廣州標致廣州標致505氣門旋轉機構錐形套筒錐形套筒鎖片鎖片二、氣門驅動組1、組成、組成 2、功用：定時驅動氣門開閉，并保證氣門有足夠的開度和適當?shù)臍忾T間隙。、功用：定時驅動氣門開閉，并保證氣門有足夠的開度和適當?shù)臍忾T間隙。凸輪軸凸輪軸挺柱挺柱推桿推桿搖臂搖臂凸輪軸正凸輪軸正時齒輪時齒輪搖臂軸搖臂軸凸輪軸作用：作用

16、： 驅動和控制各缸氣門的開啟和關閉，使其符合發(fā)動機的工作驅動和控制各缸氣門的開啟和關閉，使其符合發(fā)動機的工作順序、配氣相位和氣門開度的變化規(guī)律等要求。順序、配氣相位和氣門開度的變化規(guī)律等要求。 工作條件：工作條件： 承受氣門間歇性開啟的沖擊載荷。承受氣門間歇性開啟的沖擊載荷。 材料：材料： 優(yōu)質鋼、合金鑄鐵、球墨鑄鐵優(yōu)質鋼、合金鑄鐵、球墨鑄鐵 結構：結構：凸輪凸輪凸輪軸軸頸凸輪軸軸頸驅動分電器的螺旋齒輪驅動分電器的螺旋齒輪空心凸輪軸空心凸輪軸凸輪支架從原來的獨立式變成了現(xiàn)在凸輪支架從原來的獨立式變成了現(xiàn)在的與氣缸蓋做成一體式結構。的與氣缸蓋做成一體式結構。緊湊型氣缸蓋緊湊型氣缸蓋節(jié)省空間鏈式傳

17、動型配氣機構。節(jié)省空間鏈式傳動型配氣機構。凸輪工作條件：工作條件： 表面有良好的耐磨性，足夠的剛度。表面有良好的耐磨性，足夠的剛度。 凸輪性能：凸輪性能： 承受氣門彈簧的張力，間歇性的沖擊承受氣門彈簧的張力，間歇性的沖擊載荷。載荷。 凸輪與挺柱線接凸輪與挺柱線接觸，接觸壓力大，觸，接觸壓力大，磨損快。磨損快。凸輪的輪廓凸輪的輪廓p凸輪輪廓與氣門的運動規(guī)律凸輪輪廓與氣門的運動規(guī)律氣門開啟點氣門開啟點消除氣門消除氣門間隙階段間隙階段氣門升程最大時刻氣門升程最大時刻氣門關閉點氣門關閉點出現(xiàn)氣門出現(xiàn)氣門間隙階段間隙階段緩沖結束點緩沖結束點同名凸輪的相對角位置 同一氣缸的進、排氣凸輪的相對角位置是與相應

18、的配同一氣缸的進、排氣凸輪的相對角位置是與相應的配氣相位相對應的。氣相位相對應的。四缸發(fā)動機凸輪投影四缸發(fā)動機凸輪投影點火順序：點火順序： 1243凸輪軸的軸向定位：作用：作用： 為了防止凸輪軸在工作中產(chǎn)生軸向竄動和承受斜齒輪產(chǎn)生的軸向力。為了防止凸輪軸在工作中產(chǎn)生軸向竄動和承受斜齒輪產(chǎn)生的軸向力。 正時齒輪正時齒輪止推板止推板隔圈（調節(jié)環(huán)）隔圈（調節(jié)環(huán)）凸輪軸頸凸輪軸頸凸輪軸的凸輪軸的軸向間隙軸向間隙氣缸體氣缸體利用調節(jié)環(huán)控制軸向竄動利用調節(jié)環(huán)控制軸向竄動竄動量竄動量凸輪軸的驅動A、齒輪傳動：應用在下置凸輪軸發(fā)動、齒輪傳動：應用在下置凸輪軸發(fā)動機。采用斜齒齒輪。機。采用斜齒齒輪。B、鏈條和齒

19、形皮帶傳動：鏈條傳動噪聲小，用于中置式或頂置式凸輪軸發(fā)動機。曲軸正時曲軸正時齒形帶輪齒形帶輪中間軸齒中間軸齒形帶輪形帶輪張緊輪張緊輪凸輪軸正時凸輪軸正時齒形帶輪齒形帶輪2、挺柱（1）作用：將凸輪的推力傳給推桿或氣門。）作用：將凸輪的推力傳給推桿或氣門。 （2）挺柱的分類：）挺柱的分類：菌式菌式氣門側置式氣門側置式筒式筒式氣門頂置式氣門頂置式滾輪式滾輪式減小摩擦所造成的對挺柱減小摩擦所造成的對挺柱的側向力。多用于大缸徑的側向力。多用于大缸徑柴油機。柴油機。挺柱端面與凸輪的關系錐形凸輪錐形凸輪液力挺柱可不預留間隙可不預留間隙挺柱體挺柱體柱塞柱塞球形支座球形支座卡環(huán)卡環(huán)柱塞彈簧柱塞彈簧單向閥單向閥單

20、向閥架單向閥架柱塞腔柱塞腔挺柱體腔挺柱體腔進油口進油口進油通道進油通道結構：結構： 性能：性能： 消除了配氣機構的消除了配氣機構的間隙，減小了各零間隙，減小了各零件的沖擊載荷和噪件的沖擊載荷和噪聲提高發(fā)動機高速聲提高發(fā)動機高速時的性能。時的性能。由于氣由于氣間隙間隙的存在，配氣機構工作時將產(chǎn)生的存在，配氣機構工作時將產(chǎn)生沖擊沖擊，而發(fā)出，而發(fā)出響聲響聲桑塔納發(fā)動機液壓挺柱工作示意圖氣門關閉時氣門關閉時氣門打開時氣門打開時單向閥單向閥彈簧被壓縮彈簧被壓縮可不預留間隙，凸輪與挺柱始終貼合可不預留間隙，凸輪與挺柱始終貼合3、氣門推桿作用：作用： 將挺柱傳來的推力傳給搖臂。將挺柱傳來的推力傳給搖臂。

21、工作情況：工作情況： 是氣門機構中最容易彎曲的零件。是氣門機構中最容易彎曲的零件。 材料：材料： 硬鋁或鋼硬鋁或鋼4、搖臂功用：將推桿或凸輪傳來的力改變方向，作用到氣門桿端以推開氣門。功用：將推桿或凸輪傳來的力改變方向，作用到氣門桿端以推開氣門。搖臂結構示意圖搖臂結構示意圖氣門間隙氣門間隙調節(jié)螺釘調節(jié)螺釘調節(jié)螺母調節(jié)螺母搖臂搖臂搖臂軸套搖臂軸套易磨損部位易磨損部位 堆焊耐磨合金堆焊耐磨合金搖臂結構示意圖潤滑油道潤滑油道油槽油槽潤滑油道潤滑油道搖臂組示意圖搖臂軸搖臂軸螺栓螺栓搖臂軸支座搖臂軸支座搖臂軸緊固螺釘搖臂軸緊固螺釘搖臂稱套搖臂稱套調整螺釘調整螺釘搖臂搖臂定位彈簧定位彈簧桑塔納發(fā)動機的配氣

22、機構氣門間隙調整原則調整原則：調整原則： 1、不可調區(qū)域：、不可調區(qū)域： 將要排氣，正在排氣，排氣剛完的排氣門不可調。將要排氣，正在排氣，排氣剛完的排氣門不可調。 將要進氣，正在進氣，進氣剛完的進氣門不可調。將要進氣，正在進氣，進氣剛完的進氣門不可調。 2、調氣門間隙的步驟：、調氣門間隙的步驟： 1）畫出配氣相位圖）畫出配氣相位圖 2）排出各缸的位置）排出各缸的位置 3）當一缸在壓縮上止點時，判斷其它缸位于何行程，并）當一缸在壓縮上止點時，判斷其它缸位于何行程，并判斷間隙是否可調。判斷間隙是否可調。 利用配氣相位調節(jié)氣門間隙例：例：=8 =31 =28 =8 點火次序：點火次序：153624

23、一缸在壓縮上止點，問那些氣門的間隙可調？一缸在壓縮上止點，問那些氣門的間隙可調？1缸缸5缸缸3缸缸6缸缸2缸缸4缸缸1 1缸缸2 2缸缸3 3缸缸4 4缸缸5 5缸缸6 6缸缸進氣門進氣門可調可調可調可調不可調不可調可調可調不可調不可調不可調不可調排氣門排氣門可調可調不可調不可調可調可調不可調不可調可調可調不可調不可調153624三、本田雅閣發(fā)動機氣門間隙的調整1只有當缸蓋溫度降到只有當缸蓋溫度降到38度以下后，才能進行氣門間隙調整。度以下后，才能進行氣門間隙調整。 (1)拆下缸蓋罩和正時皮帶上罩。拆下缸蓋罩和正時皮帶上罩。(2)設置設置1號氣缸活塞在壓縮上死點位置。凸輪軸皮帶輪上的號氣缸活塞

24、在壓縮上死點位置。凸輪軸皮帶輪上的“UP”記號應位于頂部，皮帶輪上的上死點槽口應與缸蓋表面平齊。記號應位于頂部，皮帶輪上的上死點槽口應與缸蓋表面平齊。 (3)調節(jié)調節(jié)1號氣缸進、排氣門的間隙號氣缸進、排氣門的間隙 進氣門：進氣門：026mm 002mm； 排氣門：排氣門：030mm 002mm。 (4)松開鎖止螺母，松開鎖止螺母， 轉動調節(jié)螺釘，直到轉動調節(jié)螺釘，直到 厚薄規(guī)前后移動時感厚薄規(guī)前后移動時感 覺到有一點拖滯為止。覺到有一點拖滯為止。 (5)擰緊鎖止螺母，擰緊鎖止螺母， 再檢查氣門間隙，再檢查氣門間隙， 如有必要，重新進如有必要，重新進 行調整。行調整。實物圖實物圖測量氣門間隙測量氣門間隙擰松緊定螺母，調正調節(jié)螺釘擰松緊定螺母，調正調節(jié)螺釘 (6)逆時針方向旋轉曲軸逆時針方向旋轉曲軸180度度(凸輪軸皮帶輪轉動凸輪軸皮帶輪轉動90度度)，“UP” 記號應在排氣門側。調節(jié)