第三章 配氣機(jī)構(gòu)

第三章

配氣機(jī)構(gòu)

第一節(jié)配氣機(jī)構(gòu)的功用與組成換氣機(jī)構(gòu)形式氣門式、氣孔—曲軸箱式、氣門—窗口式。目前，四沖程汽車發(fā)動(dòng)機(jī)采用氣門式配氣機(jī)構(gòu)。一、作用按照發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序和工作循環(huán)的要求，定時(shí)開啟和關(guān)閉各缸的進(jìn)、排氣門，及時(shí)排除廢氣，吸進(jìn)新鮮充量，并達(dá)到進(jìn)氣盡可能充分、排氣盡可能干凈的目的。進(jìn)入氣缸內(nèi)的新氣量或稱進(jìn)氣量對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響很大。進(jìn)氣量越多，發(fā)動(dòng)機(jī)的有效功率和轉(zhuǎn)矩越大。因此，配氣機(jī)構(gòu)首先要保證進(jìn)氣充分，進(jìn)氣量盡可能的多；同時(shí)，廢氣要排除干凈，因?yàn)闅飧變?nèi)殘留的廢氣越多，進(jìn)氣量將會(huì)越少。二、組成氣門式配氣機(jī)構(gòu)由氣門組和氣門傳動(dòng)組兩部分組成，每組的零件組成則與氣門的布置、凸輪軸的位置和氣門驅(qū)動(dòng)形式等有關(guān)。（一）按氣門的布置分1、氣門側(cè)置式氣門設(shè)置在機(jī)體上。凸輪軸必須下置。已淘汰。2、氣門頂置式氣門布置在缸蓋上。適于高轉(zhuǎn)速、高壓縮比的發(fā)動(dòng)機(jī)。3、進(jìn)氣門頂置，排氣門側(cè)置式進(jìn)氣門布置在缸蓋上，排氣門布置在缸體上。主要用于高速發(fā)動(dòng)機(jī)。（二）按凸輪軸的布置位置分1、凸輪軸下置式凸輪軸布置在缸體的下部曲軸箱內(nèi)。氣門驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，配氣機(jī)構(gòu)噪聲較大。凸輪軸置于曲軸箱內(nèi)的配氣機(jī)構(gòu)為凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu)。其中氣門組零件包括氣門、氣門座圈、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧、氣門彈簧座和氣門鎖夾等；氣門傳動(dòng)組零件則包括凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂、搖臂軸、搖臂軸座和氣門間隙調(diào)整螺釘?shù)取?/p>

下置凸輪軸由曲軸定時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，曲軸通過(guò)定時(shí)齒輪驅(qū)動(dòng)凸輪軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)凸輪的上升段頂起挺柱時(shí)，經(jīng)推桿和氣門間隙調(diào)整螺釘推動(dòng)搖臂繞搖臂軸擺動(dòng)，壓縮氣門彈簧使氣門開啟。當(dāng)凸輪的下降段與挺柱接觸時(shí)，氣門在氣門彈簧力的作用下逐漸關(guān)閉。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)，每個(gè)氣缸進(jìn)、排氣一次。這時(shí)曲軸轉(zhuǎn)兩周，而凸輪軸只旋轉(zhuǎn)一周，所以曲軸與凸輪軸的轉(zhuǎn)速比或傳動(dòng)比為2∶1。2、凸輪軸中置式凸輪軸置于機(jī)體上部的配氣機(jī)構(gòu)被稱為凸輪軸中置式配氣機(jī)構(gòu)。與凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu)的組成相比，減少了推桿，從而減輕了配氣機(jī)構(gòu)的往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量，增大了機(jī)構(gòu)的剛度，更適用于較高轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)。凸輪軸布置在缸體中上部。驅(qū)動(dòng)氣門所需零部件數(shù)目較少。有些凸輪軸中置式配氣機(jī)構(gòu)的組成與凸輪軸下置式配氣機(jī)構(gòu)沒(méi)有什么區(qū)別，只是推桿較短而已，如YC6105Q、6110A、依維柯8210.22S和福特2.5ID等發(fā)動(dòng)機(jī)都是這種機(jī)構(gòu)。3、凸輪軸上置式凸輪軸置于氣缸蓋上的配氣機(jī)構(gòu)為凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)(OHC)。其主要優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)件少，傳動(dòng)鏈短，整個(gè)機(jī)構(gòu)的剛度大，適合于高速發(fā)動(dòng)機(jī)。由于氣門排列和氣門驅(qū)動(dòng)形式的不同，凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)有多種多樣的結(jié)構(gòu)形式。凸輪軸布置在缸蓋上。驅(qū)動(dòng)氣門所需零部件數(shù)目最少。適用于高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)用較廣泛。（三）按凸輪軸的動(dòng)力傳動(dòng)方式分1、齒輪傳動(dòng)：多用在凸輪軸中、下置式的配氣機(jī)構(gòu)中。齒輪多采用圓柱形斜齒。2、鏈傳動(dòng)：可靠性、耐久性差，噪音大。3、齒形帶傳動(dòng)：可以減少鏈傳動(dòng)時(shí)的高噪音，減少機(jī)構(gòu)質(zhì)量，降低成本。后兩種適于凸輪軸離曲軸較遠(yuǎn)、高轉(zhuǎn)速的發(fā)動(dòng)機(jī)。需要張緊裝置。曲軸正時(shí)齒形帶輪中間軸齒形帶輪張緊輪凸輪軸正時(shí)齒形帶輪（四）按氣門數(shù)及排列方式分雙氣門和多氣門。氣門排列方案：1、同名氣門排成兩列（用一根凸輪軸）2、同名氣門排成一列（用兩根凸輪軸）一般發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)氣缸有兩個(gè)氣門，即一個(gè)進(jìn)氣門和一個(gè)排氣門。進(jìn)氣門頭部直徑比排氣門大15％～30％，目的是增大進(jìn)氣門通過(guò)斷面面積，減小進(jìn)氣阻力，增加進(jìn)氣量。進(jìn)氣門和排氣門數(shù)量相同時(shí)，進(jìn)氣門頭部直徑比排氣門大。每缸兩氣門的發(fā)動(dòng)機(jī)稱兩氣門發(fā)動(dòng)機(jī)?，F(xiàn)代高性能汽車發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用每缸三、四、五個(gè)氣門，其中尤以四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)為數(shù)最多。四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)每缸兩個(gè)進(jìn)氣門，兩個(gè)排氣門。其突出的優(yōu)點(diǎn)是氣門通過(guò)斷面積大，進(jìn)、排氣充分，進(jìn)氣量增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和功率提高。其次是每缸四個(gè)氣門，每個(gè)氣門的頭部直徑較小，每個(gè)氣門的質(zhì)量減輕，運(yùn)動(dòng)慣性力減小，有利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。最后，四氣門發(fā)動(dòng)機(jī)多采用篷形燃燒室，火花塞布置在燃燒室中央，有利于燃燒。（五）按氣門開啟結(jié)構(gòu)分1.搖臂驅(qū)動(dòng)、單凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)凸輪軸推動(dòng)液力挺柱，液力挺柱推動(dòng)搖臂，搖臂再驅(qū)動(dòng)氣門；或凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)搖臂，搖臂驅(qū)動(dòng)氣門。2.擺臂驅(qū)動(dòng)、凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)由于擺臂驅(qū)動(dòng)氣門的配氣機(jī)構(gòu)比搖臂驅(qū)動(dòng)式剛度更好，更有利于高速發(fā)動(dòng)機(jī)，因此在轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上的應(yīng)用比較廣泛。如CA488、SH680Q、克萊斯勒A452、奔馳QM615、奔馳M115等發(fā)動(dòng)機(jī)均為單上置凸輪軸(SOHC)擺臂驅(qū)動(dòng)式配氣機(jī)構(gòu)；而本田B20A、尼桑VH45DE、三菱3G81、富士EJ20等發(fā)動(dòng)機(jī)都是雙上置凸輪軸(DOHC)擺臂驅(qū)動(dòng)式配氣機(jī)構(gòu)。VTC電磁閥VTC執(zhí)行器3.直接驅(qū)動(dòng)、凸輪軸上置式配氣機(jī)構(gòu)在這種形式的配氣機(jī)構(gòu)中，凸輪通過(guò)吊杯形機(jī)械挺柱驅(qū)動(dòng)氣門；或通過(guò)吊杯形液力挺柱驅(qū)動(dòng)氣門。與上述各種形式的配氣機(jī)構(gòu)相比，直接驅(qū)動(dòng)式配氣機(jī)構(gòu)的剛度最大，驅(qū)動(dòng)氣門的能量損失最小。因此，在高度強(qiáng)化的轎車發(fā)動(dòng)機(jī)上得到廣泛的應(yīng)用。如奧迪、捷達(dá)、桑塔納、馬自達(dá)6、歐寶V6、奔弛320E，依維柯8140.01、8140.21等均為直接驅(qū)動(dòng)式配氣機(jī)構(gòu)。第二節(jié)配氣相位和氣門間隙

配氣相位：以曲軸轉(zhuǎn)角表示的進(jìn)、排氣門開閉時(shí)刻及其開啟的持續(xù)時(shí)間稱作配氣定時(shí)。若用一環(huán)形圖表示，則稱配氣相位圖。配氣相位圖進(jìn)氣門在進(jìn)氣行程上止點(diǎn)之前開啟稱為早開。從進(jìn)氣門開到上止點(diǎn)曲軸所轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱作進(jìn)氣提前角，記作α。進(jìn)氣門在進(jìn)氣行程下止點(diǎn)之后關(guān)閉謂之晚關(guān)。從進(jìn)氣行程下止點(diǎn)到進(jìn)氣門關(guān)閉曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱作進(jìn)氣遲后角，記作β。整個(gè)進(jìn)氣過(guò)程持續(xù)的時(shí)間或進(jìn)氣持續(xù)角為180°+α+β曲軸轉(zhuǎn)角。排氣門在作功行程結(jié)束之前，即在作功行程下止點(diǎn)之前開啟，謂之排氣門早開。從排氣門開啟到下止點(diǎn)曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱作排氣提前角，記作γ。排氣門在排氣行程結(jié)束之后，即在排氣行程上止點(diǎn)之后關(guān)閉，謂之排氣門晚關(guān)。從上止點(diǎn)到排氣門關(guān)閉曲軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度稱作排氣遲后角，記作δ。整個(gè)排氣過(guò)程持續(xù)時(shí)間或排氣持續(xù)角為180°+γ+δ曲軸轉(zhuǎn)角。

提前開啟作用：可以減少進(jìn)排氣阻力，減少進(jìn)排氣消耗功。

延時(shí)關(guān)閉作用：利用進(jìn)排氣慣性，以增大進(jìn)排氣量。由于進(jìn)氣門早開和排氣門晚關(guān)，致使活塞在上止點(diǎn)附近出現(xiàn)進(jìn)、排氣門同時(shí)開啟的現(xiàn)象，稱其為氣門重疊。重疊期間的曲軸轉(zhuǎn)角稱為氣門重疊角，它等于進(jìn)氣提前角與排氣遲后角之和，即：

氣門疊開角：α+δ可變配氣定時(shí)機(jī)構(gòu)采用可變配氣定時(shí)機(jī)構(gòu)可以改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不同，要求不同的配氣定時(shí)。因?yàn)椋寒?dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速改變時(shí)，由于進(jìn)氣流速和強(qiáng)制排氣時(shí)期的廢氣流速也隨之改變，因此在氣門晚關(guān)期間利用氣流慣性增加進(jìn)氣和促進(jìn)排氣的效果將會(huì)不同。例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，氣流慣性小，若此時(shí)配氣定時(shí)保持不變，則部分進(jìn)氣將被活塞推出氣缸，使進(jìn)氣量減少，氣缸內(nèi)殘余廢氣將會(huì)增多。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，氣流慣性大，若此時(shí)增大進(jìn)氣遲后角和氣門重疊角，則會(huì)增加進(jìn)氣量和減少殘余廢氣量，使發(fā)動(dòng)機(jī)的換氣過(guò)程臻于完善。DHEC采用新技術(shù)——VTEC(FIT1.5L及ACCORDV6采用)②①TDC排氣進(jìn)氣低轉(zhuǎn)速時(shí)Valvelift進(jìn)氣門①微小開度(渦流形成)②①TDC中高轉(zhuǎn)速時(shí)排氣進(jìn)氣Valvelift②①主搖臂輔搖臂同步活塞②①低轉(zhuǎn)速時(shí)中高轉(zhuǎn)速時(shí)●低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),主搖臂和輔搖臂分別由大升程和小升程凸輪驅(qū)動(dòng),產(chǎn)生渦流,使油氣更好地混合,實(shí)現(xiàn)快速燃燒,獲得極佳的燃油經(jīng)濟(jì)性.●高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),同步活塞在油壓的作用使兩搖臂連成一體,同時(shí)由大升程凸輪驅(qū)動(dòng),充氣量得到大幅度的提高,輸出大功率和大扭矩.VariableValveTimingAndLiftElectronicControl

可變氣門正時(shí)及氣門升程系統(tǒng)

VTECDHEC采用新技術(shù)——VTC進(jìn)氣凸輪軸上的VTC機(jī)構(gòu)(VariableTimingControl)（可變正時(shí)控制）執(zhí)行器.連續(xù)相位調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)方向最大延遲最大提前連續(xù)可變排氣進(jìn)氣低速區(qū)排氣進(jìn)氣高速區(qū)VTC主要控制進(jìn)氣門的開啟和關(guān)閉正時(shí)(Timing)，也就是控制進(jìn)氣門打開和關(guān)閉的最大提前角和最大遲閉角?？梢愿鶕?jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同的負(fù)荷狀態(tài)，連續(xù)地調(diào)節(jié)進(jìn)氣門的閉合角度，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更加順暢，獲得最佳的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放的綜合性能。VTC電磁閥VTC執(zhí)行器VTC:（VariableTimingControl)可變正時(shí)控制DHEC采用新技術(shù)——i－VTEC(ACCORD2.0L/2.4L及ODY采用)VTC高進(jìn)氣效率低泵氣損失

可變氣門正時(shí)氣門重疊角控制高EGR效果VTEC高功率低油耗低排放雙氣門開啟單氣門主開啟高渦流比可變氣門升程高進(jìn)氣效率intelligentVariableValveTimingAndLiftElectronicControl智能可變氣門正時(shí)及升程控制系統(tǒng)

i－VTEC＝＋☆i-VTEC技術(shù)將VTEC和VTC技術(shù)有效地結(jié)合，通過(guò)VTEC對(duì)氣門升程、VTC對(duì)氣門重疊（進(jìn)氣門和排氣門同時(shí)開啟的狀態(tài)）進(jìn)行周密的智能化控制，使大功率、低油耗、低排放這三個(gè)具有不同要求的特性都得到提高。DHEC采用新技術(shù)——i－VTECi-VTEC控制模式怠速控制模式稀薄燃燒控制模式普通燃燒控制模式低速高負(fù)荷控制模式高速控制模式二、氣門間隙（一）定義及其存在位置1、定義：發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)裝配，凸輪的基圓與其相鄰的傳動(dòng)件接觸時(shí)，氣門及其相鄰傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之間留有適當(dāng)間隙，以補(bǔ)償氣門受熱后的膨脹量。這一間隙就稱為氣門間隙。2、位置：在氣門與其相鄰傳動(dòng)件之間。3、間隙大?。ɡ滠囬g隙）最適當(dāng)?shù)臍忾T間隙由發(fā)動(dòng)機(jī)制造廠根據(jù)試驗(yàn)確定。

柴油機(jī)：進(jìn)氣門0.30～0.35mm

排氣門0.35～0.40mm

汽油機(jī)：進(jìn)氣門0.25～0.30mm排氣門0.30～0.35mm氣門間隙過(guò)大：

過(guò)大，則會(huì)出現(xiàn)氣門開啟推遲，關(guān)閉提早，開啟持續(xù)時(shí)間縮短，開度減?。ㄉ滩粔颍?，進(jìn)排氣阻力增加，造成進(jìn)氣不充分，充氣量下降，從而影響動(dòng)力性；排氣不干凈，發(fā)動(dòng)機(jī)熱負(fù)荷增加，缸蓋受熱變形增大；配氣機(jī)構(gòu)傳動(dòng)件之間以及氣門與氣門座之間產(chǎn)生較大撞擊及響聲，加速它們之間的磨損。

氣門間隙過(guò)?。?/p>

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，氣門及其傳動(dòng)件，如挺柱、推桿等都將因?yàn)槭軣崤蛎浂扉L(zhǎng)。如果氣門與其傳動(dòng)件之間，在冷態(tài)時(shí)不預(yù)留間隙，則在熱態(tài)下由于氣門及其傳動(dòng)件膨脹伸長(zhǎng)而頂開氣門，破壞氣門與氣門座之間的密封，造成氣缸漏氣，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)熱起動(dòng)困難，功率下降，氣門也易于燒蝕，甚至不能正常工作。間隙過(guò)小，不能完全消除上述弊病。第三節(jié)氣門組一、氣門組組成組成：氣門、氣門座、氣門導(dǎo)管、氣門彈簧（座）氣門鎖夾等。作用：保證氣門能夠?qū)崿F(xiàn)氣缸的密封。二、氣門進(jìn)氣門和排氣門1、工作條件：高溫、高壓、沖擊、腐蝕、磨損等。氣門的工作條件非常惡劣。首先，氣門直接與高溫燃?xì)饨佑|，受熱嚴(yán)重，而散熱困難，因此氣門溫度很高。其次，氣門承受氣體力和氣門彈簧力的作用，以及由于配氣機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)件的慣性力使氣門落座時(shí)受到?jīng)_擊。第三，氣門在潤(rùn)滑條件很差的情況下以極高的速度開啟關(guān)閉，同時(shí)在氣門導(dǎo)管內(nèi)作高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)。此外，氣門由于與高溫燃?xì)庵杏懈g性的氣體接觸而受到腐蝕。2.氣門材料進(jìn)氣門：一般用中碳合金鋼制造，如鉻鋼、鉻鉬鋼和鎳鉻鋼等。排氣門：采用耐熱合金鋼制造，如硅鉻鋼、硅鉻鉬鋼、硅鉻錳鋼等。3、氣門構(gòu)造汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)、排氣門均為菌形氣門，由氣門頭部和氣門桿兩部分構(gòu)成。1）氣門頭：氣門頂面有平頂、凹頂和凸頂?shù)刃螤睢Ｄ壳皯?yīng)用最多的是平頂氣門，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，受熱面積小，進(jìn)、排氣門都可采用。氣門錐角α：氣門與氣門座或氣門座圈之間靠錐面密封。氣門錐面與氣門頂面之間的夾角稱為氣門錐角。進(jìn)、排氣門的氣門錐角一般均為45°，只有少數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣門錐角為30°。采用錐形工作面的益處是：①就象錐形塞子可以塞緊瓶口一樣，能獲得較大的氣門座合壓力，以提高密封性和導(dǎo)熱性；②氣門落座時(shí)有自動(dòng)定位作用；③避免使氣流拐彎過(guò)大而降低流速；④有了錐角，氣門落座時(shí)能擠掉接觸面的沉積物，即有自潔作用。氣門頭部接受的熱量一部分經(jīng)氣門座圈傳給氣缸蓋；另一部分則通過(guò)氣門桿和氣門導(dǎo)管也傳給氣缸蓋，最終都被氣缸蓋水套中的冷卻液帶走。為了增強(qiáng)密封和傳熱，氣門與氣門座圈的密封錐面必須嚴(yán)密貼合。為此，二者要配對(duì)研磨，研磨之后不能互換。氣門尾端的形狀決定于上氣門彈簧座的固定方式。采用剖分成兩半且外表面為錐面的氣門鎖夾來(lái)固定上氣門彈簧座，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，拆裝方便，因此得到了廣泛的應(yīng)用。氣門鎖夾內(nèi)表面有多種形狀，相應(yīng)地氣門桿尾端也有各種不同形狀的氣門鎖夾槽。

氣門桿有較高的加工精度和較低的粗糙度，與氣門導(dǎo)管保持較小的配合間隙，以減小磨損，并起到良好的導(dǎo)向和散熱作用。其表面要求耐磨。在某些強(qiáng)化的發(fā)動(dòng)機(jī)上采用中空氣門桿的氣門，旨在減輕氣門質(zhì)量和減小氣門運(yùn)動(dòng)的慣性力。為了降低排氣門的溫度，增強(qiáng)排氣門的散熱能力，在許多汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上采用鈉冷卻氣門。這種氣門是在中空的氣門桿中填入一半金屬鈉。因?yàn)殁c的熔點(diǎn)是97.8℃，沸點(diǎn)為880℃，所以在氣門工作時(shí)，鈉變成液體，在氣門桿內(nèi)上下激烈地晃動(dòng)，不斷地從氣門頭部吸收熱量并傳給氣門桿，再經(jīng)氣門導(dǎo)管傳給氣缸蓋，使氣門頭部得到冷卻。三、氣門座與氣門座圈氣缸蓋上與氣門錐面相貼合的部位稱氣門座。氣門座的溫度很高，又承受頻率極高的沖擊載荷，容易磨損。因此，鋁氣缸蓋和大多數(shù)鑄鐵氣缸蓋均鑲嵌由合金鑄鐵或粉末冶金或奧氏體鋼制成的氣門座圈。在氣缸蓋上鑲嵌氣門座圈可以延長(zhǎng)氣缸蓋的使用壽命。也有一些鑄鐵氣缸蓋不鑲氣門座圈，直接在氣缸蓋上加工出氣門座。氣門座圈同缸蓋是過(guò)盈配合。氣門座干涉角四、氣門導(dǎo)管

氣門導(dǎo)管的功用是對(duì)氣門的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，保證氣門作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使氣門與氣門座或氣門座圈能正確貼合。此外，還將氣門桿接受的熱量部分地傳給氣缸蓋。氣門導(dǎo)管的工作溫度較高，而且潤(rùn)滑條件較差，靠配氣機(jī)構(gòu)工作時(shí)飛濺起來(lái)的機(jī)油來(lái)潤(rùn)滑氣門桿和氣門導(dǎo)管孔。氣門導(dǎo)管由灰鑄鐵、球墨鑄鐵或鐵基粉末冶金制造。在以一定的過(guò)盈將氣門導(dǎo)管壓入氣缸蓋上的氣門導(dǎo)管座孔之后，再精鉸氣門導(dǎo)管孔，以保證氣門導(dǎo)管與氣門桿的正確配合間隙。引導(dǎo)氣門做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，與氣門桿身相配。同缸蓋是過(guò)盈配合。五、氣門彈簧

氣門彈簧的作用是使氣門自動(dòng)及時(shí)回位關(guān)閉，保證氣門與氣門座的座合壓力（氣門落座并緊密貼合），吸收氣門在開啟和關(guān)閉過(guò)程中各種傳動(dòng)零件產(chǎn)生的慣性力，以防止各種傳動(dòng)件彼此分離而破壞配氣機(jī)構(gòu)正常工作（氣門在發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)時(shí)發(fā)生跳動(dòng)，破壞其密封性）。氣門彈簧安裝時(shí)預(yù)先壓縮產(chǎn)生的安裝預(yù)緊力是用來(lái)克服氣門關(guān)閉過(guò)程中氣門及其傳動(dòng)件的慣性力，消除各傳動(dòng)件之間因慣性力作用可能產(chǎn)生的間隙，從而實(shí)現(xiàn)其功用。

氣門彈簧一般為等螺距圓柱形螺旋彈簧。當(dāng)氣門彈簧的工作頻率與其固有的振動(dòng)頻率相等或?yàn)檎麛?shù)倍時(shí)，氣門彈簧就會(huì)發(fā)生共振。共振時(shí)將使配氣定時(shí)遭到破壞，使氣門發(fā)生反跳和沖擊，甚至使彈簧折斷。為防止共振的發(fā)生，可采取下列結(jié)構(gòu)措施：

1）采用雙氣門彈簧

在柴油機(jī)和高性能汽油機(jī)上廣泛采用每個(gè)氣門安裝兩個(gè)直徑不同，旋向相反的內(nèi)、外彈簧。由于兩個(gè)彈簧的固有頻率不同，當(dāng)一個(gè)彈簧發(fā)生共振時(shí)，另一個(gè)彈簧能起到阻尼減振作用。采用雙氣門彈簧可以減小氣門彈簧的高度，而且當(dāng)一個(gè)彈簧折斷時(shí)，另一個(gè)彈簧仍可維持氣門工作。彈簧旋向相反，可以防止折斷的彈簧圈卡入另一個(gè)彈簧圈內(nèi)使其不能工作或損壞。

2）采用變螺距氣門彈簧某些高性能汽油機(jī)采用變螺距單氣門彈簧。變螺距彈簧的固有頻率不是定值，從而可以避開共振。

3）采用錐形氣門彈簧錐形氣門彈簧的剛度和固有振動(dòng)頻率沿彈簧軸線方向是變化的，因此可以消除發(fā)生共振的可能性。

4）采用氣門彈簧振動(dòng)阻尼器

當(dāng)采用一個(gè)等螺距圓柱形螺旋彈簧時(shí),可在彈簧外圈或內(nèi)圈加裝彈簧振動(dòng)阻尼器。六、氣門旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)：當(dāng)氣門工作時(shí)，如能產(chǎn)生緩慢的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可使氣門頭部周向溫度分布比較均勻，從而減小氣門頭部的熱變形。同時(shí)，氣門旋轉(zhuǎn)時(shí)，在密封錐面上產(chǎn)生輕微的摩擦力，能夠清除錐面上的沉積物，并使磨損均勻。安裝在氣門桿尾部。組成氣門傳動(dòng)組包括：正時(shí)齒輪、凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂、搖臂軸、搖臂軸支承座、氣門間隙調(diào)整螺釘?shù)?。凸輪凸輪軸正時(shí)齒輪推桿搖臂搖臂軸挺柱第四節(jié)氣門傳動(dòng)組作用：

將由曲軸傳來(lái)的動(dòng)力傳給氣門，使進(jìn)、排氣門能按照配氣相位規(guī)定時(shí)刻開閉，并保證有足夠的開度。

一、配氣凸輪軸1．凸輪軸工作條件及材料凸輪軸承受周期性的沖擊載荷。凸輪與挺柱之間的接觸應(yīng)力很大，相對(duì)滑動(dòng)速度也很高，因此，凸輪工作表面的磨損比較嚴(yán)重。材料：

優(yōu)質(zhì)鋼、合金鑄鐵、球墨鑄鐵2.凸輪軸構(gòu)造凸輪軸是通過(guò)凸輪軸軸頸支承在凸輪軸軸承孔內(nèi)的，因此凸輪軸軸頸數(shù)目的多少是影響凸輪軸支承剛度的重要因素。如果凸輪軸剛度不足，工作時(shí)將發(fā)生彎曲變形，這會(huì)影響配氣定時(shí)。下置式凸輪軸每隔1～2個(gè)氣缸設(shè)置一個(gè)凸輪軸軸頸。偏心輪斜齒輪正時(shí)齒輪軸頸軸承凸輪凸輪的輪廓凸輪可能有多種輪廓，這取決于氣門打開和關(guān)閉的速度需要?dú)忾T開啟點(diǎn)消除氣門間隙階段氣門升程最大時(shí)刻氣門關(guān)閉點(diǎn)出現(xiàn)氣門間隙階段緩沖結(jié)束點(diǎn)進(jìn)、排氣門開啟和關(guān)閉的時(shí)刻、持續(xù)時(shí)間以及開閉的速度等分別由凸輪軸上的進(jìn)、排氣凸輪及其轉(zhuǎn)速控制。O點(diǎn)為凸輪軸回轉(zhuǎn)中心，凸輪輪廓上的AB段和DE段為緩沖段，BCD段為工作段。挺柱在A點(diǎn)開始升起，在E點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)，凸輪轉(zhuǎn)到AB段內(nèi)某一點(diǎn)處，氣門間隙消除，氣門開始開啟。此后隨著凸輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，氣門逐漸開大，至C點(diǎn)氣門開度達(dá)到最大。再后氣門逐漸關(guān)閉，在DE段內(nèi)某一點(diǎn)處氣門完全關(guān)閉，接著氣門間隙恢復(fù)。氣門最遲在B點(diǎn)開始開啟，最早在D點(diǎn)完全關(guān)閉。由于氣門開始開啟和關(guān)閉落座時(shí)均在凸輪升程變化緩慢的緩沖段內(nèi)，其運(yùn)動(dòng)速度較小，從而可以防止強(qiáng)烈的沖擊。凸輪軸上各同名凸輪(各進(jìn)氣凸輪或各排氣凸輪)的相對(duì)角位置與凸輪軸旋轉(zhuǎn)方向、發(fā)動(dòng)機(jī)工作順序及氣缸數(shù)或作功間隔角有關(guān)。如果從發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇端看凸輪軸逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，則工作順序?yàn)?-3-4-2的四缸發(fā)動(dòng)機(jī)其作功間隔角為720°/4＝180°曲軸轉(zhuǎn)角，相當(dāng)于90°凸輪軸轉(zhuǎn)角，即各同名凸輪間的夾角為90°。對(duì)于工作順序?yàn)?-5-3-6-2-4的六缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其同名凸輪間的夾角為60°。同一氣缸的進(jìn)、排氣凸輪的相對(duì)角位置即異名凸輪相對(duì)角位置，決定于配氣定時(shí)及凸輪軸旋轉(zhuǎn)方向。進(jìn)排氣凸輪之間的夾角：φ=90°+1/4（+--）

二、凸輪軸軸承中置式和下置式凸輪軸的軸承一般制成襯套壓入整體式軸承座孔內(nèi)，再加工軸承內(nèi)孔，使其與凸輪軸軸頸相配合。上置式凸輪軸的軸承多由上、下兩片軸瓦對(duì)合而成，裝入剖分式軸承座孔內(nèi)。軸承材料多與主軸承相同，在低碳鋼鋼背上澆敷減摩合金層。也有的凸輪軸軸承采用粉末冶金襯套或青銅襯套。三、凸輪軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)

凸輪軸由曲軸驅(qū)動(dòng)，其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)有齒輪式、鏈條式及齒形帶式。齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于下置和中置式凸輪軸的傳動(dòng)。汽油機(jī)一般只用一對(duì)定時(shí)齒輪，即曲軸定時(shí)齒輪和凸輪軸定時(shí)齒輪。柴油機(jī)需要同時(shí)驅(qū)動(dòng)噴油泵，所以增加一個(gè)中間齒輪。為了保證齒輪嚙合平順，噪聲低，磨損小，定時(shí)齒輪都是圓柱螺旋齒輪并用不同的材料制造。曲軸定時(shí)齒輪用中碳鋼制造，凸輪軸定時(shí)齒輪則采用鑄鐵或夾布膠木。為了保證正確的配氣定時(shí)和噴油定時(shí)，在傳動(dòng)齒輪上刻有定時(shí)記號(hào)，裝配時(shí)必須對(duì)正記號(hào)。鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于中置式和上置式凸輪軸的傳動(dòng)，尤其是上置式凸輪軸的高速汽油機(jī)采用鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的很多。鏈條一般為滾子鏈，工作時(shí)應(yīng)保持一定的張緊度，不使其產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。為此在鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中裝有導(dǎo)鏈板并在鏈條的松邊裝置張緊器。齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于上置式凸輪軸的傳動(dòng)。與齒輪和鏈傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相比具有噪聲小、質(zhì)量輕、成本低、工作可靠和不需要潤(rùn)滑等優(yōu)點(diǎn)。另外，齒形帶伸長(zhǎng)量小，適合有精確定時(shí)要求的傳動(dòng)。因此，被越來(lái)越多的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)特別是轎車發(fā)動(dòng)機(jī)所采用。齒形帶由氯丁橡膠制成，中間夾有玻璃纖維，齒面粘覆尼龍編織物。在使用中不能使齒形帶與水或機(jī)油接觸，否則容易引起跳齒。齒形帶輪由鋼或鐵基粉末冶金制造。為了確保傳動(dòng)可靠，齒形帶需保持一定的張緊力，為此在齒形帶傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中也設(shè)置由張緊輪與張緊彈簧組成的張緊器。四、凸輪軸的軸向定位為了限制凸輪軸在工作中產(chǎn)生的軸向移動(dòng)或承受螺旋齒輪在傳動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的軸向力，凸輪軸需要軸向定位。凸輪軸軸向移動(dòng)量過(guò)大，對(duì)于由螺旋齒輪傳動(dòng)的凸輪軸，會(huì)影響配氣定時(shí)。上置式凸輪軸通常利用凸輪軸承蓋的兩個(gè)端面和凸輪軸軸頸兩側(cè)的凸肩進(jìn)行軸向定位。中、下置凸輪軸的軸向定位通常采用止推板。止推板用螺栓固定在機(jī)體前端面上。第三種軸向定位的方法是止推螺釘定位。五、挺柱1.挺柱的功用、材料及分類挺柱是凸輪的從動(dòng)件，其功用是將來(lái)自凸輪的運(yùn)動(dòng)和作用力傳給推桿或氣門，同時(shí)還承受凸輪施加的側(cè)向力，并將其傳給機(jī)體或氣缸蓋。制造挺柱的材料有碳鋼、合金鋼、鎳鉻合金鑄鐵以及冷激合金鑄鐵等。挺柱可分為機(jī)械挺柱和液力挺柱兩大類，每一類中又有平面挺柱和滾子挺柱等多種結(jié)構(gòu)形式。2.機(jī)械挺柱機(jī)械挺柱的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，在中、小型發(fā)動(dòng)機(jī)中應(yīng)用比較廣泛。挺柱上的推桿球面支座的半徑比推桿球頭半徑略大，以便在兩者中間形成楔形油膜來(lái)潤(rùn)滑推桿球頭和挺柱上的球面支座。液力挺柱

在配氣機(jī)構(gòu)中預(yù)留氣門間隙將使發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)配氣機(jī)構(gòu)產(chǎn)生撞擊和噪聲。為了消除這一弊端，有些發(fā)動(dòng)機(jī)尤其是轎車