配氣機(jī)構(gòu)（農(nóng)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修課件）

第一節(jié)配氣機(jī)構(gòu)的功用與分類一、配氣機(jī)構(gòu)的功用

配氣機(jī)構(gòu)是控制發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣和排氣的裝置，其作用是按照發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)和發(fā)火次序的要求，定時(shí)開(kāi)啟和關(guān)閉各缸的進(jìn)、排氣門，以便在進(jìn)氣行程使盡可能多的可燃混合氣（汽油機(jī)）或空氣（柴油機(jī)）進(jìn)入氣缸，在排氣行程將廢氣快速排出氣缸。

二、氣門式配氣機(jī)構(gòu)的分類

一般按氣門布置型式的不同，可分為:側(cè)置氣門式和頂置氣門式兩大類。

二、氣門式配氣機(jī)構(gòu)的分類

按照凸輪軸布置型式的不同，又可分為:下置式、中置式和上置式凸輪軸；

二、氣門式配氣機(jī)構(gòu)的分類按曲軸與凸輪軸間的傳動(dòng)方式有:齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒形帶傳動(dòng)三種方式。圖3-1側(cè)置氣門式配氣機(jī)構(gòu)圖

圖3-2頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)

（一）氣門的布置型式

1、側(cè)置氣門式配氣機(jī)構(gòu)

側(cè)置氣門式配氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式如圖3-1所示。

這種結(jié)構(gòu)型式的配氣機(jī)構(gòu)出現(xiàn)較早，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、維修方便等優(yōu)點(diǎn)。但由于其氣門側(cè)置造成燃燒室結(jié)構(gòu)不緊湊且進(jìn)、排氣阻力大，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性較差、經(jīng)濟(jì)性不高。目前，這種配氣機(jī)構(gòu)已經(jīng)淘汰。2、頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)

圖3-2頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)頂置氣門式配氣機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)型式如圖3-2所示。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)氣門安裝在氣缸蓋中，處于氣缸的頂部進(jìn)、排氣阻力小，采用半球形、楔形或盆形燃燒室，燃燒室結(jié)構(gòu)緊湊，壓縮比高，改善了燃燒過(guò)程，減少了熱量損失，提高了熱效率。因而，有利于提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。（二）凸輪軸的布置型式

凸輪軸的布置型式是根據(jù)凸輪軸在機(jī)體中安裝位置的不同，劃分為下置式、中置式和上置式三種。（三）凸輪軸的傳動(dòng)方式

曲軸與凸輪軸之間的傳動(dòng)方式有:齒輪傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)和齒形帶傳動(dòng)三種方式。第一節(jié)氣門組主要零件

氣門組件包括進(jìn)、排氣門及其附屬零件。組成如圖3-3所示。圖3－3氣門組件的組成1-彈簧座2-分開(kāi)式氣門鎖片

1、氣門

氣門分進(jìn)氣門和排氣門兩種。進(jìn)、排氣門結(jié)構(gòu)相似，都由頭部和桿部?jī)刹糠纸M成,如圖3-4所示。圖3－4氣門a）平頂氣門b）凹頂氣門1-氣門頭部2-氣門桿部

圖3－5氣門錐角

2、氣門錐角

為了保證氣門與氣門座貼合緊密，將氣門密封面做成錐面，通常把氣門密封錐面的錐角稱為氣門錐角。一般氣門錐角為45°如圖3-5所示。

氣門與氣門座密封錐面相接觸時(shí)形成的環(huán)狀密封帶，也叫接觸帶，應(yīng)位于氣門密封錐面的中部，其寬度應(yīng)符合廠家的設(shè)計(jì)要求。接觸帶過(guò)窄散熱效果差，影響氣門通過(guò)接觸面向氣門座圈傳遞熱量；過(guò)寬則會(huì)降低接觸面上的比壓值，使氣門的密封性下降。

3、氣門桿部氣門在導(dǎo)管中上下運(yùn)動(dòng)，靠氣門桿部起導(dǎo)向和傳熱作用。因而，對(duì)氣門桿部表面加工精度和耐磨性有比較高的要求，使氣門與氣門導(dǎo)管之間有合理的間隙，以保證精確導(dǎo)向和排氣時(shí)不沿導(dǎo)管間隙泄漏廢氣。氣門桿尾端的形狀取決于氣門彈簧座的固定方式。4、氣門導(dǎo)管

氣門導(dǎo)管的主要是氣門運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)向作用，以保證氣門作上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)不發(fā)生徑向擺動(dòng)，準(zhǔn)確落座，與氣門座正確貼合。同時(shí)起導(dǎo)熱作用，將氣門桿的熱量經(jīng)氣門導(dǎo)管傳給缸蓋及水套。為了防止導(dǎo)管在使用過(guò)程中松動(dòng)脫落，有的發(fā)動(dòng)機(jī)在氣門導(dǎo)管的中部加裝定位卡環(huán)，如圖3-6所示。

圖3－6氣門導(dǎo)管1-卡環(huán)2-氣門導(dǎo)管圖3－7氣門座圈

5、氣門座

氣門座有兩種:一種是在氣缸蓋上直接鏜削加工而成；

另一種是用合金鑄鐵或奧氏體鋼單獨(dú)制作成氣門座圈，用冷縮法鑲?cè)藲飧咨w中，如圖3-7所示。

6、氣門彈簧

氣門彈簧的作用是關(guān)閉氣門，靠彈簧張力使氣門壓在氣門座上。氣門彈簧一般采用圓柱形螺旋彈簧，如圖3-8所示。為了防止彈簧發(fā)生共振，可采用變螺距圓柱彈簧。現(xiàn)代高速發(fā)動(dòng)機(jī)多采用同心安裝的內(nèi)外氣門彈簧，這樣既提高了氣門彈簧工作的可靠性，又能有效地防止共振的發(fā)生。

圖3－8氣門彈簧

a）等螺距圓柱彈簧b）變螺距圓柱彈簧c）雙彈簧

氣門傳動(dòng)組主要包括:凸輪軸及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、挺柱、推桿和搖臂等零部件。

第二節(jié)氣門傳動(dòng)組主要零部件

1、凸輪軸

凸輪軸是氣門傳動(dòng)組中的主要部件，其作用是控制氣門的開(kāi)閉及其升程的變化規(guī)律。氣門的開(kāi)閉時(shí)刻及其升程變化規(guī)律主要取決于控制氣門的凸輪外部輪廓曲線?；CD工作段所對(duì)應(yīng)的夾角，稱做氣門開(kāi)啟持續(xù)角。凸輪輪廓BCD段的形狀，直接決定了氣門的升程及其升降過(guò)程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。同名凸輪間的相對(duì)角位置

凸輪軸上各缸同名凸輪相對(duì)角位置的排列與凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向、各缸的工作順序和作功間隔角有關(guān)。

圖3－10凸輪輪廓形狀

CA4110型柴油機(jī)，凸輪軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，工作順序?yàn)?/p>

1-2-4-3，作功間隔角為720°/4＝180°(曲軸轉(zhuǎn)角），則同名凸輪間的夾角為180°/2=90°，同名凸輪位置排列如圖3-11所示。

圖3－11同名凸輪排列

異名凸輪的相對(duì)角位置同一氣缸進(jìn)、排氣（異名）凸輪間的相對(duì)角位置排列取決于凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)方向和發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位。

圖3－11同名凸輪排列

2）凸輪軸的軸向定位

為了防止凸輪軸軸向竄動(dòng)，一般設(shè)有軸向定位裝置。CA4110型發(fā)動(dòng)機(jī)采用止推凸緣實(shí)現(xiàn)軸向定位，其結(jié)構(gòu)形式如圖3-12所示。圖3－12凸輪軸的軸向定位

1、5-正時(shí)齒輪2、6-止推凸緣3、8-止推座4、9-凸輪軸7-氣缸體

2、挺柱

挺柱的作用是將凸輪軸旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的推動(dòng)力傳給推桿（下、中置凸輪軸）或氣門（上置凸輪軸）。

1）挺柱

常見(jiàn)的挺柱主要有筒形和滾輪式兩種，其結(jié)構(gòu)形式如圖3-13所示。圖3－13普通挺柱a）筒形平面b）筒形球面c）滾輪式

3、推桿

下置凸輪軸配氣機(jī)構(gòu)中有細(xì)而長(zhǎng)的推桿，推桿的作用是將挺柱傳來(lái)的凸輪推動(dòng)力傳遞給搖臂機(jī)構(gòu)。4、搖臂

搖臂的作用是將推桿或凸輪傳來(lái)的力改變方向后傳給氣門，使其開(kāi)啟。

搖臂組件主要有:搖臂、搖臂軸、支承座、氣門間隙調(diào)整螺釘?shù)攘慵M成。排氣制動(dòng)閥消聲器中冷器增壓器空濾器進(jìn)氣管排氣管一、進(jìn)、排氣系統(tǒng)進(jìn)排氣系統(tǒng)是柴油機(jī)第一重要度的系統(tǒng)，因?yàn)槌渥恪⑶鍧嵉目諝鈱?duì)柴油機(jī)的性能影響很大。功能：向柴油機(jī)各工作氣缸提供新鮮、清潔、密度足夠大的空氣。

發(fā)動(dòng)機(jī)工作中，氣門及其傳動(dòng)件將因溫度升高而膨脹。如果氣門及其傳動(dòng)件之間，在冷態(tài)時(shí)無(wú)間隙或間隙過(guò)小，則在熱態(tài)下，氣門及其傳動(dòng)件受熱膨脹勢(shì)必引起氣門關(guān)閉不嚴(yán)，造成發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮和作功行程中的漏氣，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。二、氣門間隙

為了消除上述現(xiàn)象，通常在發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)裝配時(shí)，在氣門及其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中留有適當(dāng)?shù)拈g隙，以補(bǔ)償氣門受熱后的膨脹量。這一預(yù)留間隙稱為氣門間隙，如圖3-20所示。一般冷態(tài)下，進(jìn)氣門間隙為0.25～0.3O㎜，排氣門間隙為

0.30～0.35㎜。氣門間隙的調(diào)整如圖3-21所示：二、氣門間隙１、拆下氣門室罩蓋；

２、檢查并緊固氣缸蓋螺栓及搖臂軸支架螺栓；

二、氣門間隙３、找一缸壓縮上止點(diǎn)。即在搖轉(zhuǎn)曲軸時(shí)觀察一缸進(jìn)氣門由開(kāi)到關(guān)后，從飛輪檢視口觀察飛輪上的上止點(diǎn)標(biāo)記與飛輪殼上的指針對(duì)準(zhǔn)或觀察曲軸減震器上的“0”與指針對(duì)準(zhǔn)即為一缸壓縮上止點(diǎn)。二、氣門間隙4、氣門間隙調(diào)整有兩種方法：一是逐缸調(diào)整法，此方法較麻煩。二是兩次調(diào)整法：先找出第一缸壓縮行程上止點(diǎn)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)工作順序，四缸機(jī)一般為：１-３-４-２；六缸機(jī)一般為：１-５-３-６-２-４；依據(jù)“全排空進(jìn)、全排排空進(jìn)進(jìn)”排序進(jìn)行調(diào)整，這樣可以不去考慮進(jìn)、排氣門的排序情況。二、氣門間隙氣門的規(guī)定間隙，有發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)時(shí)間隙和發(fā)動(dòng)機(jī)熱態(tài)時(shí)間隙之分，如:CA4110型柴油機(jī)冷態(tài)間隙：進(jìn)氣門為0.30mm；排氣門為0.35mm。其熱態(tài)間隙進(jìn)氣門為0.25mm；排氣門為0.30mm。

“全、排、空、進(jìn)”含義是：按發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序如“１-３-４-２”

“全”表示一缸兩個(gè)氣門均可調(diào)整；“排”表示三缸排氣門可調(diào)整；“空”表示四缸的兩個(gè)氣門均不可調(diào)整；“進(jìn)”表示二缸的進(jìn)氣門可調(diào)整。5、第一次調(diào)整完畢后，搖轉(zhuǎn)曲軸360°，再調(diào)整剩下的氣門；對(duì)于柴油機(jī)有減壓機(jī)構(gòu)的在調(diào)整氣門前，必須把減壓機(jī)構(gòu)手柄放在工作位置上６、裝復(fù)氣門室蓋。三、配氣相位理論上講進(jìn)、壓、功、排各占180°，也就是說(shuō)進(jìn)、排氣門都是在上、下止點(diǎn)開(kāi)閉，延續(xù)時(shí)間都是曲軸轉(zhuǎn)角180°。但實(shí)際表明，簡(jiǎn)單配氣相位對(duì)實(shí)際工作是很不適應(yīng)的。三、配氣相位曲