配氣機(jī)構(gòu)分類和工作原理

1、配氣機(jī)構(gòu)分類和工作原理3.1.1 配氣機(jī)構(gòu)的作用與組成1.配氣機(jī)構(gòu)的作用 在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，配氣機(jī)構(gòu)按照發(fā)動(dòng)機(jī)每一氣缸內(nèi)所進(jìn)行的工作循環(huán)和點(diǎn)火次序的要求，開啟和關(guān)閉各氣缸的進(jìn)、排氣門，使新鮮混合氣及時(shí)地進(jìn)入氣缸，廢氣得以及時(shí)地排出氣缸。2.配氣機(jī)構(gòu)的組成 氣門組：氣門組、氣門座、氣門彈簧和氣門導(dǎo)管等 氣門傳動(dòng)組：正時(shí)齒輪、凸輪軸、挺桿、推桿、搖臂軸和搖臂等。配氣機(jī)構(gòu)的分類和工作原理配氣機(jī)構(gòu)的分類（1）按氣門布置形式分類 可分為氣門側(cè)置式和氣門頂置式 氣門的布置型式特點(diǎn)：A、氣門行程大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，燃燒室緊湊。 B、曲軸與凸輪軸傳動(dòng)比為2:1。氣門側(cè)置式進(jìn)排氣門都布置在氣缸的一側(cè)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、零

2、件數(shù)目少。 氣門布置在同一側(cè)導(dǎo)致燃燒室結(jié)構(gòu)不緊湊、熱量損失大、進(jìn)氣道曲折、進(jìn)氣阻力大，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能下降，已趨于淘汰。（2）按凸輪軸布置形式和驅(qū)動(dòng)方式分類 凸輪軸下置式 凸輪軸上置式 凸輪軸中置式（3）按曲軸和凸輪軸的傳動(dòng)方式可分為齒輪傳動(dòng)式鏈條傳動(dòng)式同步齒形帶傳動(dòng)式等配氣機(jī)構(gòu)的工作原理配氣相位 發(fā)動(dòng)機(jī)在換氣行程中，若能夠做到排氣徹底、進(jìn)氣充分，則可以提高充氣數(shù)，增到發(fā)動(dòng)機(jī)輸出的功率。四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的每一個(gè)工作行程曲軸要旋轉(zhuǎn)180。由于現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速很高，一個(gè)行程經(jīng)歷的時(shí)間很短的。為了改善換氣行程，提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能，實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門開啟和關(guān)閉并不在上、下止點(diǎn)，而是適當(dāng)提前或滯后，即氣門開啟過程都大于

3、180曲軸轉(zhuǎn)角。用曲軸轉(zhuǎn)角表示氣門開啟與關(guān)閉時(shí)刻和開啟的持續(xù)時(shí)間，稱為配氣相位進(jìn)氣門的配氣相位1.進(jìn)氣提前角 (1)定義：在排氣沖程接近終了，活塞到達(dá)上止點(diǎn)之前，進(jìn)氣門便開始開啟。從進(jìn)氣門開始開啟到上止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為進(jìn)氣提前角(或早開角)。進(jìn)氣提前角用表示，一般為1030。 (2)目的：進(jìn)氣門早開，使得活塞到達(dá)上止點(diǎn)開始向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，因進(jìn)氣門已有一定開度，所以可較快地獲得較大的進(jìn)氣通道截面，減少進(jìn)氣阻力。 2.進(jìn)氣遲閉角 (1)定義：在進(jìn)氣沖程下止點(diǎn)過后，活塞重又上行一段，進(jìn)氣門才關(guān)閉。從下止點(diǎn)到進(jìn)氣門關(guān)閉所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為進(jìn)氣遲后角(或晚關(guān)角)。進(jìn)氣遲后角用表示，一般為4080。 (

4、2)目的： 利用壓力差繼續(xù)進(jìn)氣利用進(jìn)氣慣性繼續(xù)進(jìn)氣 排氣門的配氣相位1.排氣提前角 (1)定義：在作功行程的后期，活塞到達(dá)下止點(diǎn)前，排氣門便開始開啟。從排氣門開始開啟到下止點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為排氣提前角(或早開角)。排氣提前角用表示，一般為4080。 (2)目的： 利用氣缸內(nèi)的廢氣壓力提前自由排氣；減少，排氣消耗的功率；高溫廢氣的早排，還可以防止發(fā)動(dòng)機(jī)過熱。 2.排氣遲閉角 (1)定義：在活塞越過上止點(diǎn)后，排氣門才關(guān)閉。從上止點(diǎn)到排氣門關(guān)閉所對(duì)應(yīng)的曲軸轉(zhuǎn)角稱為排氣遲后角(或晚關(guān)角)。排氣遲后角用表示，一般為1030。 (2)目的： 利用缸內(nèi)外壓力差繼續(xù)排氣；利用慣性繼續(xù)排氣。由此可見，氣門開

5、啟持續(xù)時(shí)間內(nèi)的曲軸轉(zhuǎn)角，即排氣持續(xù)角為+180+。 配氣相位演示氣門疊開氣門疊開：當(dāng)進(jìn)氣門早開和排氣門晚關(guān)時(shí)，出現(xiàn)的進(jìn)排氣門同時(shí)開啟的現(xiàn)象。氣門疊開角：氣門同時(shí)開啟的角度（+ ）。排氣過程進(jìn)氣過程3.2氣門組的構(gòu)造與維修作用 準(zhǔn)時(shí)接通和切斷進(jìn)排氣系統(tǒng)與氣缸之間的通道。要求 氣門頭部和氣門座貼合嚴(yán)密 氣門導(dǎo)管與氣門桿的上下運(yùn)動(dòng)有良好的導(dǎo)向 氣門彈簧的兩端面與氣門桿的中心線垂直，以保證氣門頭在氣門座上不偏斜 氣門彈簧的彈力足以克服氣門及其運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)慣性力，使氣門能迅速開閉，以保證氣門緊壓在氣門座上。氣門功用：燃燒室的組成部分，是氣體進(jìn)、出燃燒室通道的開關(guān)，承受沖擊力、高溫沖擊、高速氣流沖擊。工作

6、條件：A、進(jìn)氣門570K670K，排氣門1050K1200K。B、頭部承受氣體壓力、氣門彈簧力等，C、冷卻和潤滑條件差，D、被氣缸中燃燒生成物中的物質(zhì)所腐蝕。性能：強(qiáng)度和剛度大、耐熱、耐腐蝕、耐磨進(jìn)氣門570K670K（鉻鋼或鉻鎳鋼）排氣門1050K1200K（硅鉻鋼）頭部桿部1、氣門的結(jié)構(gòu) （1）氣門頭部1）氣門頂部 凸頂：凸頂?shù)膭偠却螅軣崦娣e也大，用于某些排氣門； 平頂：平頂?shù)慕Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，受熱面積小，應(yīng)用多； 凹頂：也稱漏斗形，其質(zhì)量小、慣性小，頭部與桿部有較大的過渡圓弧，使氣流阻力小，以及具有較大的彈性，對(duì)氣門座的適應(yīng)性好(又稱柔性氣門)，容易獲得較好的磨合，但受熱面積大，易存

7、廢氣，容易過熱及受熱易變形，所以僅用作進(jìn)氣門。 2）氣門密封錐面定義：氣門錐面與氣門頂平面的夾角稱為氣門錐角。常用的氣門錐角為30和45。 氣門錐角的作用： 提高密封性和導(dǎo)熱性； 氣門落座有自動(dòng)定位作用； 避免使氣流拐彎過大而降低流速。 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。 （2）氣門桿部氣門桿部具有較高的加工精度和較低的粗糙度。彈簧座的固定 氣門桿的尾部采用鎖片式結(jié)構(gòu)或鎖銷式固定彈簧座。 2、氣門的檢修氣門的磨損形式：氣門工作面起槽、變寬，甚至燒蝕后出現(xiàn)斑點(diǎn)和凹陷，氣門桿及尾端的磨損，氣門桿彎曲變形等。（1）氣門的檢測(cè) 檢查氣門的彎曲度圖氣門桿的徑向圓跳動(dòng)誤差不大于，超出

8、之后予以校正或更換，校正后的誤差不得大于檢查氣門桿的磨損程度圖轎車氣門桿磨損量，載貨汽車氣門磨損量，或有明顯的臺(tái)階形磨損。測(cè)量氣門頭邊緣厚度圖氣門頭邊緣厚度的磨損量（2）氣門的修理氣門的光磨工藝如下： a,.光磨前應(yīng)先將氣門進(jìn)行校直。 b.將校直的氣門桿緊固在夾架上，氣門頭的伸出長度約3040，按規(guī)定的工作錐面角度調(diào)整夾架。 c.試磨：開動(dòng)車頭和磨頭電動(dòng)機(jī)，觀察砂輪工作面是否平整，氣門工作錐面有無偏斜，然后進(jìn)行試磨。 d.光磨：光磨進(jìn)刀時(shí)，要慢慢移動(dòng)夾架先作橫向進(jìn)給，再作縱向進(jìn)給。進(jìn)刀量要小，冷卻液要充足，以提高工作錐面的加工精度和降低表面粗糙度。直至磨損痕跡磨光為止，光磨后氣門大端圓柱面的厚

9、度不得低于l。氣門座氣門座：氣缸蓋的進(jìn)、排氣道與氣門錐面相結(jié)合的部位。作用：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。氣門密封干涉角：比氣門錐角大0.51度的氣門座圈錐角。氣門座氣門座圈：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(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：提高氣門座的使用壽命，便于更換。缺點(diǎn)：導(dǎo)熱性差，加工精度高，脫落時(shí)易造成嚴(yán)重事故。汽油機(jī)：排氣門采用鑲嵌式氣門座柴油機(jī)：進(jìn)氣門采用鑲嵌式氣門座氣門座檢修氣門座磨損形式：硬化層脫落 密封帶變寬氣門座檢修的技術(shù)要求： 氣門座的鉸修 （1）氣門座鉸削工藝 選擇刀桿：根據(jù)氣門導(dǎo)管內(nèi)徑選擇鉸刀導(dǎo)桿，導(dǎo)桿以輕易插入氣門導(dǎo)管內(nèi)，無松曠為宜。 磨去

10、硬化層：把砂布?jí)|在鉸刀下，磨除座口硬化層，以防止鉸刀打滑并延長鉸刀使用壽命。 粗鉸工作錐面：用與氣門錐角相同的粗鉸刀鉸削工作錐面，直到凹陷、斑點(diǎn)全部除去，并保證有以上的完整錐面為止。 試配：氣門座和氣門的選配，用相配的氣門進(jìn)行涂色試配，察看印跡。接觸環(huán)帶應(yīng)在氣門和斜面的中部靠里位置，若過上或過下，可用15或 75錐角的鉸刀鉸削。 精鉸：用與工作面角度相同的細(xì)刃鉸刀進(jìn)行精鉸，并在鉸刀下墊細(xì)砂布磨修，以降低氣門座工作表面粗糙度，使工作面符合要求。（2）氣門的研磨1）手工研磨 研磨前應(yīng)先用汽油清洗氣門、氣門座和氣門導(dǎo)管，將氣門按順序排列或在氣門頭部打上記號(hào)，以免錯(cuò)亂。在氣門工作錐面上涂上一層薄薄的粗

11、研磨砂，同時(shí)在氣門桿上涂以機(jī)油，插入氣門導(dǎo)管內(nèi)。利用螺絲刀或橡皮捻子按圖將氣門作往復(fù)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)與氣門座進(jìn)行研磨，注意旋轉(zhuǎn)角度不宜過大，并不時(shí)地提起和轉(zhuǎn)動(dòng)氣門，變換氣門與座相對(duì)位置，以保證研磨均勻。當(dāng)氣門工作面與氣門座工作面磨出一條較完整且無斑痕的接觸環(huán)帶時(shí)，可以將粗研磨砂洗去，換用細(xì)研磨砂，繼續(xù)研磨。當(dāng)工作面出現(xiàn)一條整齊的灰色的環(huán)帶時(shí)，再洗去細(xì)研磨砂，涂上潤滑油，繼續(xù)研磨幾分鐘即可。（ 3）氣門的密封性檢查 劃線法 a.檢查前將氣門及氣門座清洗干凈，在氣門工作面上用軟鉛筆沿徑向均勻地劃上若干條線。 b.然后與相配氣門座接觸，略壓緊并轉(zhuǎn)動(dòng)氣門4590，取出氣門，察看鉛筆線條；如鉛筆線條均被切斷，

12、則表示密封良好，否則，應(yīng)重新研磨。 印痕法 在氣門工作面上涂抹上一層軸承藍(lán)或紅丹油，然后用橡皮捻子吸住氣門在氣門座上旋轉(zhuǎn)14圈，再將氣門提起，若軸承藍(lán)或紅丹布滿氣門座工作面一周而無間斷，又十分整齊，即表示密封良好。 滲油法 氣門頭向上放平裝好氣門的缸蓋，用煤油或汽油澆在氣門頂面上，5min內(nèi)視氣門與座接觸處是否有滲漏現(xiàn)象，如無滲漏即為合格氣門導(dǎo)管作用：為氣門的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，保證氣門直線運(yùn)動(dòng)兼起導(dǎo)熱作用。工作條件：工作溫度較高，約500K。潤滑困難，易磨損。材料：用含石墨較多的鑄鐵，能提高自潤滑作用。加工方法：外表面加工精度較高內(nèi)表面精絞裝配：氣門桿與氣門間隙。氣門導(dǎo)管氣缸蓋過盈配合卡環(huán)：防止氣門導(dǎo)

13、管在使用中脫落。倒角伸入深度應(yīng)適量。錐度可減少氣流阻力。 1、氣門導(dǎo)管的檢測(cè)將氣門提起至距氣缸蓋平面1520mm的高度，把百分表架固定于氣缸蓋上，百分表?xiàng)U頂觸在氣門頂部邊緣處，來回推動(dòng)氣門，百分表指針差值即為氣門與導(dǎo)管的配合間隙。根據(jù)配合間隙可計(jì)算出氣門導(dǎo)管的磨損量。 2、氣門導(dǎo)管的維修 當(dāng)氣門導(dǎo)管磨損嚴(yán)重，會(huì)使氣門桿與氣門導(dǎo)管的配合間隙超過限度，當(dāng)氣門導(dǎo)管的配合間隙超過限度時(shí)，可換用新氣門重新檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果確定更換氣門或氣門導(dǎo)管。必要時(shí)兩者同時(shí)更換。 3、更換氣門導(dǎo)管 （1）用外徑略小于氣門導(dǎo)管內(nèi)孔的階梯軸沖出或壓出氣門導(dǎo)管，帶有臺(tái)肩的導(dǎo)管可從燃燒室壓出氣門導(dǎo)管。 （2）選擇外徑尺寸符合

14、要求的新氣門導(dǎo)管.要求過盈量為：0.065。 （3）安裝氣門導(dǎo)管：用細(xì)砂布打磨氣門導(dǎo)管承孔口，在承孔內(nèi)壁與導(dǎo)管外表面上涂少許機(jī)油，并放正氣門導(dǎo)管，墊上鋼質(zhì)的階梯軸用壓力機(jī)或手錘將導(dǎo)管裝入承孔內(nèi)。 （4）氣門導(dǎo)管的鉸削：采用成型專用氣門導(dǎo)管鉸刀鉸削，進(jìn)刀量不易過大，鉸刀保持垂直，邊鉸邊試，直至間隙合適。 4、更換氣門油封 （1）要用專用工具安裝。 （2）進(jìn)、排氣門油封不能裝反。3.2.4 氣門彈簧構(gòu)造與檢查1、氣門彈簧的功用與構(gòu)造 （1）氣門彈簧的功用 氣門彈簧的功用是保證氣門關(guān)閉時(shí)能緊密地與氣門座或氣門座圈貼合，并克服在氣門開啟時(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）

15、氣門彈簧的構(gòu)造 氣門彈簧的型式： 氣門彈簧為兩端磨平的螺旋圓柱彈簧，一端支承在缸蓋或缸體上，另一端壓靠在氣門彈簧座上。防止共振的結(jié)構(gòu)措施： 為了防止氣門彈簧工作時(shí)產(chǎn)生共振，采用了多種設(shè)計(jì)，包括使用強(qiáng)化彈簧、不等螺距彈簧、雙彈簧等。不等螺距彈簧螺距較小的一端靠近缸蓋，雙彈簧一根彈簧斷裂后另一根有防止氣門脫落的作用。等螺距彈簧不等螺距彈簧雙 彈 簧 2、氣門彈簧的檢查（1）檢查氣門彈簧是否出現(xiàn)斷裂或裂痕現(xiàn)象，如有應(yīng)當(dāng)更換。（2）檢查氣門彈簧在自由狀態(tài)下，支承面對(duì)彈簧中心線的垂直度；要求不大于1.5 2（3）測(cè)量氣門彈簧的自由長度是否符合標(biāo)準(zhǔn)，若低于極限值應(yīng)予以更換。 （4）檢查氣門彈簧最小安裝彈力

16、，若低于極限值應(yīng)予以更換。 -氣門彈簧不能修復(fù)，只能更換。垂直度檢查自由長度檢查彈力檢查氣門 傳動(dòng)組的構(gòu)造與維修1、組成2、功用：定時(shí)驅(qū)動(dòng)氣門開閉，并保證氣門有足夠的開度和適當(dāng)?shù)臍忾T間隙。凸輪軸挺柱推桿搖臂凸輪軸正時(shí)齒輪搖臂軸凸輪軸作用：驅(qū)動(dòng)和控制各缸氣門的開啟和關(guān)閉，使其符合發(fā)動(dòng)機(jī)的工作順序、配氣相位和氣門開度的變化規(guī)律等要求。工作條件：承受氣門間歇性開啟的沖擊載荷。材料：優(yōu)質(zhì)鋼、合金鑄鐵、球墨鑄鐵結(jié)構(gòu)：凸輪凸輪軸軸頸驅(qū)動(dòng)分電器的螺旋齒輪凸輪的輪廓凸輪輪廓與氣門的運(yùn)動(dòng)規(guī)律氣門開啟點(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)四、氣門傳動(dòng)組零件的檢修 1凸輪軸及軸承的檢

17、修凸輪軸的耗損與檢修 凸輪軸的主要耗損是凸輪、支承軸頸表面、正時(shí)齒輪軸頸鍵槽的磨損和凸輪軸的彎曲變形。 凸輪磨損的檢測(cè) 測(cè)量凸輪的最大高度H與基圓直徑D的差來衡量凸輪的磨損程度。凸輪磨損后，其升程減小以上時(shí)，應(yīng)更換新凸輪軸。 凸輪軸彎曲變形的檢修 凸輪軸的彎曲變形，多因氣門挺柱卡滯，凸輪軸受到過大的彎矩作用而發(fā)生的。通常用下圖的方法檢測(cè)凸輪軸的彎曲變形。若中間軸頸的徑向圓跳動(dòng)大于，則應(yīng)進(jìn)行校正(鋼質(zhì)凸輪軸)。凸輪軸校直后，中間各軸頸的徑向圓跳動(dòng)應(yīng)不大于0.04 mm。凸輪軸軸頸的檢修 正時(shí)齒輪軸頸鍵槽的檢修 汽油泵驅(qū)動(dòng)偏心輪的直徑極限磨損量為1 mm。磨損逾限時(shí)，應(yīng)更換新凸輪軸。2.正時(shí)鏈輪和鏈條的檢查 (1)正時(shí)鏈條的檢查：測(cè)鏈條長度時(shí)，對(duì)鏈條施以一定的拉力，拉緊后測(cè)量其長度L，不符合要求則應(yīng)更換新鏈條。 (2)正時(shí)鏈輪的檢查：將鏈條分別包住凸輪軸正時(shí)鏈輪和曲軸正時(shí)鏈輪，用游標(biāo)卡尺測(cè)量其直徑，其直徑不得小于允許值。例如豐田2Y、3Y發(fā)動(dòng)機(jī)正時(shí)鏈輪直徑允許的最小值：凸輪軸正時(shí)鏈輪為114mm；曲軸正時(shí)鏈輪為59mm。若小于此值時(shí)，應(yīng)更換鏈條和鏈輪。 3同步帶的定期更換 同步帶應(yīng)定期更換，以防發(fā)動(dòng)機(jī)工作中突然斷裂時(shí)，氣門撞壞活塞、缸蓋等零件，造成嚴(yán)重?fù)p失。微型車發(fā)