第四章 配氣機(jī)構(gòu)

1、汽車(chē)工程系教案200 /200 學(xué)年 第 二 學(xué)期課程名稱：汽車(chē)構(gòu)造（一） 授課教師：李佳星班級(jí)：第 10 講題目：第四章 配氣機(jī)構(gòu)第10講 配氣機(jī)構(gòu)主要零部件第 周 星期 本講教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)點(diǎn)：·氣門(mén)組主要零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)·氣門(mén)傳動(dòng)組主要零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)·可變配氣正時(shí)及氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)能力點(diǎn)：·正確理解氣門(mén)組主要零件結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)·正確理解傳動(dòng)組主要零件結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)本講主要內(nèi)容：·配氣機(jī)構(gòu)的零件和組件·可變配氣正時(shí)及氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)本講教學(xué)要求及適合專業(yè)：·汽車(chē)檢測(cè)與維修專業(yè)（2課時(shí)）·車(chē)輛工程 （2課時(shí)）·汽

2、車(chē)服務(wù)工程 （2課時(shí)）·汽車(chē)制造與維修專業(yè)（2課時(shí)）·重點(diǎn)講解配氣機(jī)構(gòu)的零件和組件·啟發(fā)分析可變配氣正時(shí)及氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)教學(xué)重點(diǎn)： ·氣門(mén)組結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)·傳動(dòng)組結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)： ·可變配氣正時(shí)及氣門(mén)升程機(jī)構(gòu)教學(xué)方法及手段：導(dǎo)入、重點(diǎn)分析、簡(jiǎn)介、重點(diǎn)介紹、歸納小結(jié)、多媒體作業(yè)或課外閱讀資料：·同步學(xué)習(xí)汽車(chē)構(gòu)造課程建設(shè)中的汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程·具體書(shū)面作業(yè)從汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程獲取，由教師根據(jù)不同專業(yè)要求布置本講教學(xué)內(nèi)容：由配氣機(jī)構(gòu)組成導(dǎo)入一、配氣機(jī)構(gòu)的零件和組件重點(diǎn)講解：（一）氣門(mén)組簡(jiǎn)單介紹：·要求學(xué)生了解氣門(mén)

3、組組成及要求1氣門(mén)組組成及要求（1）組成（圖4-7）·有的進(jìn)氣門(mén)還設(shè)有氣門(mén)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)（2）要求·氣門(mén)頭部與氣門(mén)座貼合嚴(yán)密·氣門(mén)導(dǎo)管與氣門(mén)桿導(dǎo)向良好·氣門(mén)彈簧兩端與氣門(mén)桿的中心垂直·氣門(mén)彈簧的彈力足夠圖4-7：氣門(mén)組組成重點(diǎn)介紹：2氣門(mén)·要求學(xué)生了解氣門(mén)工作條件及材料（1）氣門(mén)的工作條件及材料1）氣門(mén)的工作條件·氣門(mén)工作溫度很高（進(jìn)氣門(mén)：300400，排氣門(mén)：600800）·承受氣缸壓力、彈簧力、傳動(dòng)組零件慣性力·冷卻和潤(rùn)滑條件差、易受腐蝕2）氣門(mén)的材料·足夠的強(qiáng)度剛度、耐熱、耐磨能力·進(jìn)

4、氣門(mén)：合金鋼（鉻鋼或鎳鉻鋼）·排氣門(mén)：耐熱合金鋼（硅鉻鋼）。有的排氣門(mén)頭部用耐熱合金鋼；桿部用鉻鋼·要求學(xué)生理解掌握氣門(mén)構(gòu)造及其特點(diǎn)圖4-8：氣門(mén)構(gòu)造（2）氣門(mén)構(gòu)造（圖4-8）圖4-9：氣門(mén)頂面1）氣門(mén)頂面（圖4-9）·平頂：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、受熱面積小、質(zhì)量??；目前應(yīng)用最多。進(jìn)排氣門(mén)均可用·凹頂：頭部與桿部有較大的過(guò)渡圓弧，可以減小進(jìn)氣阻力；頭部彈性較大，能較好適應(yīng)氣門(mén)座圈的變形。適用于進(jìn)氣門(mén)，不宜用于排氣門(mén)·凸頂：頭部剛度大，排氣阻力??；但受熱面積大，質(zhì)量大，加工較復(fù)雜。適用于 排氣門(mén)圖4-10：氣門(mén)錐面2）氣門(mén)錐面（圖4-10）

5、3;氣門(mén)錐角：氣門(mén)錐面與氣門(mén)頂面之間的夾角。一般為45°，少數(shù)進(jìn)氣門(mén)為30°。·較小氣門(mén)錐角：氣門(mén)通過(guò)斷面較大，進(jìn)氣阻力較小，可以增加進(jìn)氣量。但氣門(mén)頭部邊緣較薄，剛度較差，致使密封性變差·較大氣門(mén)錐角：可提高氣門(mén)頭部邊緣的剛度，氣門(mén)落座時(shí)有較好的自動(dòng)對(duì)中作用及較大的接觸壓力。有利于密封與傳熱及擠掉密封錐面上的積炭 3）氣門(mén)傳熱·氣門(mén)密封錐面必須嚴(yán)密貼合：研磨氣門(mén)與氣門(mén)座圈·氣門(mén)桿與氣門(mén)導(dǎo)管配合間隙?。簻p少熱阻4）特殊氣門(mén)·中空氣門(mén)桿氣門(mén)：減輕氣門(mén)質(zhì)量，減小氣門(mén)運(yùn)動(dòng)慣性力，應(yīng)用某些高度強(qiáng)化發(fā)動(dòng)機(jī)·充鈉排氣門(mén)：冷卻效果

6、明顯，應(yīng)用某些風(fēng)冷和轎車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)。鈉熔點(diǎn)：97.8 ，沸點(diǎn)：880 （3）每缸氣門(mén)數(shù)1）兩氣門(mén)：進(jìn)氣門(mén)比排氣門(mén)大，減小進(jìn)氣阻力，增大進(jìn)氣量2）多氣門(mén)：現(xiàn)代高性能汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用每缸三、四、五個(gè)氣門(mén)·3氣門(mén)：2個(gè)進(jìn)氣門(mén)，1個(gè)排氣門(mén), 排氣門(mén)比進(jìn)氣門(mén)大，進(jìn)氣量有明顯增加，火花塞很難布置在中央,對(duì)燃燒不利·4氣門(mén)和5氣門(mén)：其中尤以四氣門(mén)發(fā)動(dòng)機(jī)為數(shù)最多重點(diǎn)介紹：·要求學(xué)生理解掌握氣門(mén)座圈功用及結(jié)構(gòu)材料3氣門(mén)座與氣門(mén)座圈（1）氣門(mén)座的功用·與氣門(mén)配合對(duì)氣缸起密封作用·接受氣門(mén)傳來(lái)的熱量進(jìn)行散熱（2）氣門(mén)座的工作條件及材料·工作條件：工作溫度很高

7、，承受頻率極高的沖擊載荷，容易磨損·氣門(mén)座圈材料（鋁氣缸蓋和多數(shù)鑄鐵缸蓋）：合金鑄鐵、粉末冶金、奧氏體鋼。部分鑄鐵缸蓋不鑲氣門(mén)座圈重點(diǎn)介紹：·要求學(xué)生理解掌握氣門(mén)導(dǎo)管功用及結(jié)構(gòu)材料4氣門(mén)導(dǎo)管（1）氣門(mén)導(dǎo)管的功用·對(duì)氣門(mén)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，保證氣門(mén)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使氣門(mén)和氣門(mén)座能正確貼合·將氣門(mén)桿接受的熱量部分傳給氣缸蓋（2）氣門(mén)導(dǎo)管的工作條件及材料·工作條件：工作溫度較高，潤(rùn)滑條件較差（靠配氣機(jī)構(gòu)飛濺機(jī)油潤(rùn)滑），容易磨損·材料：灰鑄鐵，球墨鑄鐵，鐵基粉末冶金（3）氣門(mén)導(dǎo)管結(jié)構(gòu)·與氣缸蓋承孔過(guò)盈配合，有的發(fā)動(dòng)機(jī)不設(shè)氣門(mén)導(dǎo)管·

8、有的氣門(mén)導(dǎo)管設(shè)有卡環(huán)槽：防松落·有的排氣氣門(mén)導(dǎo)管設(shè)有排渣槽：清除沉積物和積炭啟發(fā)介紹：·要求學(xué)生了解氣門(mén)油封功用及結(jié)構(gòu)5氣門(mén)油封（1）氣門(mén)油封的功用·氣門(mén)桿與氣門(mén)導(dǎo)管孔需要潤(rùn)滑，機(jī)油又不能太多，否則機(jī)油消耗量增加·為了控制和減少機(jī)油消耗量，現(xiàn)代汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)裝有氣門(mén)油封（2）氣門(mén)油封的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)要介紹：·要求學(xué)生了解氣門(mén)彈簧功用及結(jié)構(gòu)材料6氣門(mén)彈簧（1）氣門(mén)彈簧的功用·保證氣門(mén)關(guān)閉時(shí)能緊密地與氣門(mén)座貼合。·克服在氣門(mén)開(kāi)啟時(shí)配氣機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的慣性力·使傳動(dòng)件始終受凸輪控制而不相互脫離（2）氣門(mén)彈簧的工作條件及材料1）工作條件&#

9、183;承受交變載荷·為保證其可靠的工作，應(yīng)具有合適的剛度和足夠的抗疲勞強(qiáng)度·避免彈簧銹蝕·兩端面必須磨光并與軸線垂直2）材料·優(yōu)質(zhì)冷拔彈簧鋼絲如高碳錳鋼、鉻釩鋼等并經(jīng)熱處理·鋼絲表面拋光處理·表面鍍鋅、磷化（3）氣門(mén)彈簧結(jié)構(gòu)（圖4-11）·等螺距圓柱形螺旋彈簧：會(huì)發(fā)生共振。防止共振發(fā)生。采取如下結(jié)構(gòu)措施：·變螺距氣門(mén)彈簧：螺距小端向缸蓋頂面·錐形氣門(mén)彈簧：彈簧大端向缸蓋頂面·雙氣門(mén)彈簧：彈簧旋向相反·氣門(mén)彈簧振動(dòng)阻尼器圖4-11：氣門(mén)彈簧重點(diǎn)講解：（二）氣門(mén)傳動(dòng)組簡(jiǎn)要回顧：·

10、;要求學(xué)生了解氣門(mén)傳動(dòng)組成1氣門(mén)傳動(dòng)組組成·凸輪軸下置式：凸輪軸、挺柱、推桿、搖臂和搖臂軸等·凸輪軸頂置式：凸輪軸、挺柱、搖臂和搖臂軸等·凸輪軸頂置直接驅(qū)動(dòng)氣門(mén)式：凸輪軸、挺柱等重點(diǎn)介紹：2凸輪軸·要求學(xué)生了解凸輪軸功用及要求（1）凸輪軸的功用·配置有各缸進(jìn)、排氣凸輪，使氣門(mén)按一定的工作次序和配氣相位及時(shí)開(kāi)閉（2）凸輪軸的工作條件及材料1）工作條件·承受周期性的沖擊載荷·表面磨損比較嚴(yán)重2）要求·要求表面耐磨，足夠韌性剛度·由優(yōu)質(zhì)碳鋼或合金鋼鍛造·用合金鑄鐵或球墨鑄鐵鑄造·凸輪表面經(jīng)熱

11、處理后磨光·要求學(xué)生理解掌握凸輪軸結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)圖4-12：4缸發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸（3）凸輪軸結(jié)構(gòu)·4缸發(fā)動(dòng)機(jī)凸輪軸（圖4-12）圖4-13：凸輪輪廓·r0：實(shí)際基圓半徑·r0：理論基圓半徑·AB/DE：緩沖段，氣門(mén)運(yùn)動(dòng)速度小，防止強(qiáng)烈沖擊·BCD：工作段·挺柱：A點(diǎn)開(kāi)始升起，E點(diǎn)停止運(yùn)動(dòng)·氣門(mén)：最遲在B點(diǎn)開(kāi)始升起，最早在D點(diǎn)完全關(guān)閉1）凸輪輪廓（圖4-13）·控制進(jìn)排氣門(mén)開(kāi)閉時(shí)刻、持續(xù)時(shí)間及開(kāi)閉的速度圖4-14：同名凸輪的相對(duì)位置2）同名凸輪的相對(duì)位置（圖4-14）·與凸輪軸的旋轉(zhuǎn)方向、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火順序、

12、氣缸數(shù)、作功間隔角有關(guān)四缸機(jī):· 發(fā)火順序：1-3-4-2·作功間隔角：180°曲軸轉(zhuǎn)角（90°凸輪軸轉(zhuǎn)角）·同名凸輪夾角：90°六缸機(jī):·發(fā)火順序：1-5-3-6-2-4·作功間隔角：120°曲軸轉(zhuǎn)角（60°凸輪軸轉(zhuǎn)角）·同名凸輪夾角：60°·要求學(xué)生理解凸輪軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)定時(shí)記號(hào)與配氣相位的關(guān)系圖4-15：凸輪軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)定時(shí)記號(hào)（4）凸輪軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)定時(shí)記號(hào)（圖4-15）重點(diǎn)介紹：3挺柱·要求學(xué)生了解挺柱功用及要求（1）挺柱的功用·是凸輪的從動(dòng)件，

13、將來(lái)自凸輪的運(yùn)動(dòng)和作用力傳給推桿或氣門(mén)（2）挺柱的工作條件及材料1）工作條件·摩擦和磨損都相當(dāng)嚴(yán)重·承受凸輪側(cè)向力而偏磨2）材料·挺柱工作面應(yīng)耐磨損并得到良好潤(rùn)滑·碳鋼 合金鋼 鎳鉻合金鑄鐵和冷激合金鑄鐵·要求學(xué)生理解掌握機(jī)械挺柱結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)圖4-16：機(jī)械挺柱的結(jié)構(gòu)形式（3）機(jī)械挺柱的結(jié)構(gòu)形式（圖4-16）·要求學(xué)生了解減輕挺柱底面磨損的結(jié)構(gòu)措施圖4-17：減輕挺柱底面磨損的結(jié)構(gòu)措施（4）減輕挺柱底面磨損的結(jié)構(gòu)措施（圖4-17）·挺柱軸線偏離凸輪的對(duì)稱軸線·凸輪工作面為錐角很小的錐面·要求學(xué)生理解掌握液壓

14、挺柱結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)圖4-18：液壓挺柱的結(jié)構(gòu)形式（5）液壓挺柱 （圖4-18）·零氣門(mén)間隙·結(jié)構(gòu)復(fù)雜·加工精度高·磨損后無(wú)法調(diào)整，只能更換 重點(diǎn)介紹：4搖臂·要求學(xué)生了解搖臂功用及要求（1）搖臂的功用·將推桿或凸輪傳來(lái)的運(yùn)動(dòng)和作用力，改變方向傳給氣門(mén)使其開(kāi)啟（2）搖臂的工作條件及材料1）工作條件·承受很大彎矩、足夠強(qiáng)度、足夠剛度、較小質(zhì)量2）材料·鍛鋼、鑄鐵、鋁合金·要求學(xué)生理解掌握搖臂結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)圖4-19：搖臂結(jié)構(gòu)（3）搖臂結(jié)構(gòu)（圖4-19）·與其他零部件的連接關(guān)系啟發(fā)分析：二、可變配氣正時(shí)及氣門(mén)

15、升程機(jī)構(gòu)（雅閣VTEC）·要求學(xué)生了解VTEC功用及組成圖4-20：VTEC組成1VTEC功用·VTEC使配氣正時(shí)和氣門(mén)升程根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化作出相應(yīng)的實(shí)時(shí)調(diào)整，使氣缸的充氣量同時(shí)滿足發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速和高轉(zhuǎn)速下的不同需要，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性2VTEC組成（圖4-20）·要求學(xué)生理解分析VTEC工作原理3VTEC的工作原理圖4-21：低轉(zhuǎn)速下VTEC原理（1）低轉(zhuǎn)速下VTEC原理（圖4-21）·正時(shí)活塞無(wú)油壓作用·同步活塞在圖示位置·主、輔搖臂分別由主、輔進(jìn)氣凸輪驅(qū)動(dòng)·主進(jìn)氣門(mén)按正常的時(shí)間和高度開(kāi)啟·輔助進(jìn)氣門(mén)由于輔助凸輪的高度小而稍稍打開(kāi)，以防止燃油阻塞進(jìn)氣口·中間進(jìn)氣搖臂由中間凸輪驅(qū)動(dòng)，但對(duì)進(jìn)氣門(mén)的開(kāi)啟無(wú)任何作用·