配氣機(jī)構(gòu)總體概述和講解

1、配氣機(jī)構(gòu)總體概述和講解第一節(jié) 概述1功用： 配氣機(jī)構(gòu)是進(jìn)、排氣管道的控制機(jī)構(gòu)，它按照氣缸的工作順序和工作過(guò)程的要求，準(zhǔn)時(shí)地開(kāi)閉進(jìn)、排氣門(mén)、向氣缸供給可燃混合氣（汽油機(jī)）或新鮮空氣（柴油機(jī)）并及時(shí)排出廢氣。另外，當(dāng)進(jìn)、排氣門(mén)關(guān)閉時(shí)，保證氣缸密封。進(jìn)氣充分、排氣徹底，四行程發(fā)動(dòng)機(jī)都采用氣門(mén)式配氣機(jī)構(gòu)。2充氣效率 新鮮空氣或可燃混合氣被吸入氣缸愈多，則發(fā)動(dòng)機(jī)可能發(fā)出的功率愈大。新鮮空氣或可燃混合氣充滿氣缸的程度，用充氣效率表示。越高，表明進(jìn)入氣缸的新氣越多，可燃混合氣燃燒時(shí)可能放出的熱量也就越大，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率越大。3. 型式 (1)氣門(mén)布置方式氣門(mén)頂置式配氣機(jī)構(gòu)、氣門(mén)側(cè)置式配氣機(jī)構(gòu) 氣門(mén)位于氣缸蓋上

2、稱為氣門(mén)頂置式配氣機(jī)構(gòu)，由凸輪、挺柱、推桿、搖臂、氣門(mén)和氣門(mén)彈簧等組成。其特點(diǎn)，進(jìn)氣阻力小，燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，氣流攪動(dòng)大，能達(dá)到較高的壓縮比，目前國(guó)產(chǎn)的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)都采用氣門(mén)頂置式配氣機(jī)構(gòu)。 氣門(mén)位于氣缸體側(cè)面稱為氣門(mén)側(cè)置式配氣機(jī)構(gòu)，由凸輪、挺柱、氣門(mén)和氣門(mén)彈簧等組成。省去了推桿、搖臂等零件，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。因?yàn)樗倪M(jìn)、排氣門(mén)在氣缸的一側(cè)，壓縮比受到限制，進(jìn)排氣門(mén)阻力較大，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和高速性均較差，逐漸被淘汰。(2) 凸輪軸布置方式凸輪軸下置式:主要缺點(diǎn)是氣門(mén)和凸輪軸相距較遠(yuǎn)，因而氣門(mén)傳動(dòng)另件較多，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，發(fā)動(dòng)機(jī)高度也有所增加。 凸輪軸中置:凸輪軸位于氣缸體的中部由凸輪軸經(jīng)過(guò)挺柱直接驅(qū)動(dòng)搖臂，

3、省去推桿，這種結(jié)構(gòu)稱為凸輪軸中置配氣機(jī)構(gòu)。凸輪軸上置：凸輪軸上置,凸輪軸布置在氣缸蓋上。 有兩種結(jié)構(gòu)，一是凸輪軸通過(guò)搖臂、擺臂來(lái)驅(qū)動(dòng)氣門(mén)，這樣既無(wú)挺柱，又無(wú)推桿，往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量大大減小，此結(jié)構(gòu)適于高速發(fā)動(dòng)機(jī)。另一種是凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)氣門(mén)或帶液力挺柱的氣門(mén)，此種配氣機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量更小，特別適應(yīng)于高速發(fā)動(dòng)機(jī)。 (3) 凸輪軸傳動(dòng)方式 (3) 凸輪軸傳動(dòng)方式凸輪軸下置，中置的配氣機(jī)構(gòu)大多采用圓柱形正時(shí)齒輪傳動(dòng)，一般從曲軸到凸輪軸只需一對(duì)正時(shí)齒輪傳動(dòng)，若齒輪直徑過(guò)大，可增加一個(gè)中間齒輪。為了嚙合平穩(wěn)，減小噪聲，正時(shí)齒輪多用斜齒。 鏈條與鏈輪的傳動(dòng)適用于凸輪軸上置的配氣機(jī)構(gòu)，但其工作可靠性和耐久性不如齒

4、輪傳動(dòng)。近年來(lái)高速汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上廣泛采用齒形皮帶來(lái)代替?zhèn)鲃?dòng)鏈，齒形帶傳動(dòng)，噪聲小、工作可靠、成本低。 （4）氣門(mén)數(shù)目及氣道布置 一般發(fā)動(dòng)機(jī)都采用每缸兩個(gè)氣門(mén)，即一個(gè)進(jìn)氣門(mén)和一個(gè)排氣門(mén)的結(jié)構(gòu)。為了改善換氣，在可能的條件下，應(yīng)盡量加大氣門(mén)的直徑，特別是進(jìn)氣門(mén)的直徑。但是由于燃燒室尺寸的限制，氣門(mén)直徑最大一般不能超過(guò)氣缸直徑的一半。當(dāng)氣缸直徑較大，活塞平均速度較高時(shí)，每缸一進(jìn)一排的氣門(mén)結(jié)構(gòu)就不能保證良好的換氣質(zhì)量。因此，在很多新型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上多采用每缸四個(gè)氣門(mén)結(jié)構(gòu)。即兩個(gè)進(jìn)氣門(mén)和兩個(gè)排氣門(mén)。4組成包括氣門(mén)組和氣門(mén)傳動(dòng)組第二節(jié) 配氣機(jī)構(gòu)的主要零部件1氣門(mén)組 構(gòu)成：氣門(mén)、氣門(mén)座、 氣門(mén)導(dǎo)管、氣門(mén) 彈簧、鎖

5、片等。氣門(mén)組實(shí)物圖（1）氣門(mén)功用：控制進(jìn)、排氣管的開(kāi)閉 工作條件： 承受高溫、高壓、沖擊、潤(rùn)滑困難。要求：足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨、耐高溫、耐腐蝕、耐沖擊。 材料：進(jìn)氣門(mén)采用合金鋼（鉻鋼或鎳鉻等）， 排氣門(mén)采用耐熱合金鋼（硅鉻鋼等）。 構(gòu)造：氣門(mén)由頭部、桿身和尾部組成。桿部頭部尾部 氣門(mén)頭部是一個(gè)具有圓錐斜面的圓盤(pán)，氣門(mén)錐角一般為45 ，也有30 ，氣門(mén)頭邊緣應(yīng)保持一定厚度，一般為1-3 mm，以防工作中沖擊損壞和被高溫?zé)g。氣門(mén)密封錐面與氣門(mén)座配對(duì)研磨。 氣門(mén)頭頂部形狀有平頂，球面頂和喇叭形頂?shù)取?平頂：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、吸熱面積小，質(zhì)量小、進(jìn)、排氣門(mén)均可采用。 球面頂：適用于排氣門(mén)，強(qiáng)度高

6、，排氣阻力小，廢氣的清除效果好，但受熱面積大，質(zhì)量和慣性力大，加工較復(fù)雜。 喇叭形頂：適用于進(jìn)氣門(mén)，進(jìn)氣阻力小，但受熱面積大。 有的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣門(mén)頭部直徑比排氣門(mén)大，兩氣門(mén)一樣大時(shí)，排氣門(mén)有記號(hào)。 桿身?xiàng)U身與頭部制成一體，裝在氣門(mén)導(dǎo)管內(nèi)起導(dǎo)向作用，桿身與頭部采用圓滑過(guò)渡連接。 尾部制有凹槽（錐形槽或環(huán)形槽）用來(lái)安裝鎖緊件。 （2）氣門(mén)導(dǎo)管功用：起導(dǎo)向作用，保證氣門(mén)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。起導(dǎo)熱作用，將氣門(mén)頭部傳給桿身的熱量，通過(guò)氣缸蓋傳出去。 氣門(mén)導(dǎo)管常用灰鑄鐵或球墨鑄鐵或鐵基粉未治金制造。（3）氣門(mén)座氣門(mén)座： 氣缸蓋的進(jìn)、排氣道與氣門(mén)錐面相結(jié) 合的部位。 作用： 靠其內(nèi)錐面與氣門(mén)錐面的緊密貼合密封氣缸

7、。 接受氣門(mén)傳來(lái)的熱量。 氣門(mén)座合金鑄鐵、奧氏體鋼氣門(mén)與氣門(mén)座實(shí)物圖進(jìn)氣門(mén)排氣門(mén)（4）氣門(mén)彈簧功用：保證氣門(mén)回位 氣門(mén)彈簧的作用在于保證氣門(mén)回位，在氣門(mén)關(guān)閉時(shí)，保證氣門(mén)與氣門(mén)座之間的密封，在氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)，保證氣門(mén)不因運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力而脫離凸輪。 氣門(mén)彈簧多為圓柱形螺旋彈簧，它的一端支承在氣缸蓋上，另一端壓靠在氣門(mén)桿尾端的彈簧座上，彈簧座用鎖片固定在氣門(mén)桿的尾端。材料：高錳碳鋼、鉻釩鋼圓柱形螺旋彈簧雙彈簧布置圓柱等螺距彈簧不等距彈簧 旋向相反的兩個(gè)彈簧，防止斷裂的彈簧卡入另一彈簧，一根折斷后另一根可繼續(xù)工作隨著有效圈數(shù)的減少，自然頻率提高。提高彈簧自身剛度，改變其自振頻率（5）氣門(mén)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu) 為了

8、使氣門(mén)頭部溫度均勻，防止局部過(guò)熱引起的變形和清除氣門(mén)座積炭，可設(shè)法使氣門(mén)在工作中相對(duì)氣門(mén)座緩慢旋轉(zhuǎn)。氣門(mén)緩慢旋轉(zhuǎn)時(shí)在密封錐面上產(chǎn)生輕微的摩擦力，有阻止沉積物形成的自潔作用。（6）鎖片 功用：是在氣門(mén)彈簧力的作用下把彈簧座和氣門(mén)桿鎖住，使彈簧力作用到氣門(mén)桿上。 2氣門(mén)傳動(dòng)組 功用：傳遞凸輪軸氣門(mén)之間的運(yùn)動(dòng) 構(gòu)成：凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂氣門(mén)間隙調(diào)整螺釘?shù)取?凸輪挺柱推桿搖臂凸輪軸正時(shí)齒輪搖臂軸（1）凸輪軸作用： 驅(qū)動(dòng)和控制各缸氣門(mén)的開(kāi)啟和關(guān)閉，使其符合發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序、配氣相位和氣門(mén)開(kāi)度的變化規(guī)律等要求。 工作條件： 承受氣門(mén)間歇性開(kāi)啟的沖擊載荷。 耐磨，抗沖擊韌性，剛度。 材料： 優(yōu)質(zhì)鋼、合金

9、鑄鐵、球墨鑄鐵 結(jié)構(gòu)：凸輪、軸頸、偏心輪、螺旋齒輪；每2氣缸一個(gè)軸頸；軸頸直徑前后依次減?。涣碛锌招耐馆嗇S，如捷達(dá)EA113凸輪凸輪軸軸頸驅(qū)動(dòng)分電器的螺旋齒輪凸輪工作條件：承受氣門(mén)彈簧的張力，間歇性的沖擊載荷。 凸輪性能：表面有良好的耐磨性，足夠的剛度、韌性。 凸輪與挺柱線接觸，接觸壓力大，磨損快。凸輪軸的軸向定位：止推軸承：第一軸承止推片：正時(shí)齒輪與第一軸頸之間止推螺釘：正時(shí)齒輪蓋上以上各結(jié)構(gòu)中均應(yīng)留有一定間隙，并可調(diào)整。止推片凸輪軸的驅(qū)動(dòng)A、齒輪傳動(dòng)：應(yīng)用在下置凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。采用斜齒齒輪。B、鏈條和齒形皮帶傳動(dòng)：鏈條傳動(dòng)噪聲小，用于中置式或頂置式凸輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)。曲軸正時(shí)齒形帶輪中間軸齒形帶輪

10、張緊輪凸輪軸正時(shí)齒形帶輪（2）挺柱 功用：將凸輪的推力傳給推桿（或氣門(mén)桿），并承受凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)所施加的側(cè)向力，近年來(lái)，液壓挺柱被廣泛地采用。 液壓挺柱解決了氣門(mén)受熱膨脹后關(guān)閉不嚴(yán)需要預(yù)留氣門(mén)間隙，而這個(gè)間隙在配氣機(jī)構(gòu)工作中產(chǎn)生沖擊而發(fā)出響聲的問(wèn)題。 奧迪轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的液壓挺柱 挺柱 環(huán)形油槽 （3）推桿(push rod)作用： 將挺柱傳來(lái)的推力傳給搖臂。 工作情況： 是氣門(mén)機(jī)構(gòu)中最容易彎曲的零件。強(qiáng)度要求高，盡量短。 材料： 硬鋁或鋼 （4）搖臂氣門(mén)間隙調(diào)節(jié)螺釘調(diào)節(jié)螺母搖臂搖臂軸套易磨損部位 堆焊耐磨合金功用：將推桿或凸輪傳來(lái)的力改變方向，作用到氣門(mén)桿端以推開(kāi)氣門(mén)。搖臂結(jié)構(gòu)示意圖搖臂比潤(rùn)滑油道

11、油槽潤(rùn)滑油道裝調(diào)整螺釘和緊固螺母處搖臂組示意圖搖臂軸螺栓搖臂軸支座搖臂軸緊固螺釘搖臂軸套調(diào)整螺釘搖臂定位彈簧桑塔納發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣機(jī)構(gòu)第三節(jié) 氣門(mén)間隙（1）定義：氣門(mén)間隙是指氣門(mén)完全關(guān)閉（凸輪的凸起部分不頂挺柱）時(shí)，氣門(mén)桿尾端與搖臂或挺柱之間的間隙。 （2）作用：給熱膨脹留有余地、保證氣門(mén)密封 不同機(jī)型，氣門(mén)間隙的大小不同，根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定，一般冷態(tài)時(shí)，排氣門(mén)間隙大于進(jìn)氣門(mén)間隙，進(jìn)氣門(mén)間隙約為，排氣門(mén)間隙約為。 間隙過(guò)大：進(jìn)、排氣門(mén)開(kāi)啟遲后，縮短了進(jìn)排氣時(shí)間，降低了氣門(mén)的開(kāi)啟高度，改變了正常的配氣相位，使發(fā)動(dòng)機(jī)因進(jìn)氣不足，排氣不凈而功率下降，此外，還使配氣機(jī)構(gòu)零件的撞擊增加，磨損加快。 間隙過(guò)?。喊l(fā)動(dòng)機(jī)工作后，零件受熱膨脹，將氣門(mén)推開(kāi)，使氣門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)，造成漏氣，功率下降，并使氣門(mén)的密封表面嚴(yán)重積碳或燒壞，甚至氣門(mén)撞擊活塞。 采用液壓挺柱的配氣機(jī)構(gòu)不需要留氣門(mén)間隙。 發(fā)動(dòng)機(jī)氣門(mén)間隙的調(diào)整1只有當(dāng)缸蓋溫度降到38度以下后，才能進(jìn)行氣門(mén)間隙調(diào)整。 (1)拆下缸蓋罩和正時(shí)皮帶上罩。 (2)設(shè)置1號(hào)氣缸活塞在壓縮上死點(diǎn)位置。凸輪軸皮帶輪上的“UP”記號(hào)應(yīng)位于頂部，皮帶輪上的上死點(diǎn)槽口應(yīng)與缸蓋表面平齊。(3)調(diào)節(jié)1號(hào)氣缸進(jìn)、排氣門(mén)的間隙 進(jìn)氣門(mén)：； 排氣門(mén)：。 (4)松開(kāi)鎖止螺母， 轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺釘，直到 厚薄規(guī)